시스템이 동질성과 가법성의 특성을 보이는 경우 선형이며, 이를 중첩 속성이라고 합니다. 이 원리는 모든 선형 시스템에서 기본이 됩니다. 선형 시불변(LTI) 시스템에는 선형 요소와 상수 매개변수가 있는 시스템이 포함됩니다.
LTI 시스템의 입력-출력 동작은 입력에서 임펄스 여기(impulse excitation)에 대한 응답으로 완전히 정의될 수 있습니다. 이 임펄스 응답을 알게 되면 합성곱을 사용하여 다른 입력에 대한 시스템의 반응을 계산할 수 있습니다. 이 속성은 시스템 동작을 분석하고 예측함에 있어 중요합니다.
선형 시스템은 종종 선형 미분 방정식으로 표현되며, 여기서 계수는 시간의 함수일 수도 있고 아닐 수도 있습니다. 계수가 시불변이면 시스템은 선형 상수 계수 미분 방정식(LCCDE)으로 표현됩니다. LCCDE는 이상적인 구성 요소와 단일 독립 소스가 있는 회로를 포함하며 중첩 원리에 따라 여러 소스가 허용됩니다.
LTI 시스템은 주파수를 변경하지 않고 입력 사인파 또는 복소 지수 신호의 진폭과 위상을 수정할 수 있습니다. 이는 LTI 시스템을 신호와 이미지에서 노이즈를 제거하는 필터를 설계하는 데 필수적인 도구로 만듭니다. 진폭과 위상을 조정하는 동안 주파수 콘텐츠를 보존함으로써 LTI 시스템은 정확한 신호 조작을 가능하게 합니다.
요약하자면 선형성, 시간 불변성 및 중첩의 원리는 LTI 시스템의 분석 및 설계를 뒷받침하며, 신호 처리에서 제어 시스템에 이르기까지 다양한 엔지니어링 응용 분야에서 필수적입니다.
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