理想低通滤波器,是稳定系统吗?

描述

任何一本信号与系统的教材上,都有这样一个结论:

LTI系统稳定性的充要条件是:单位冲激响应h(t)/h(n)绝对可积/绝对可和。但是,理想低通滤波器呢?它是不是稳定系统?如果是,它的单位冲激响应满足绝对可积吗?如果不是,能找到一个有界的输入,通过理想低通,产生无界的输出吗?

下面是厦门理工学院唐骏老师的一篇旧文,此惑一直未解,欢迎大家讨论。

以下试卷摘自《信号与系统学习指导》:

选择题第4题所给的参考答案是B,即说明理想低通滤波器是稳定的,这一点似乎没什么疑问?!

以下摘自《信号与系统》第二版 奥本海姆 刘树棠 译

(6.19)式并非绝对可积,关于这一点,可参考《数字信号处理理论、算法与实现》第二版 胡广书 P96,摘抄如下:

综上可以得出以下两个结论:

1、低通滤波器是稳定的;

2、其单位冲激响应h(t)是平方可积的,但不是绝对可积的。

然而,在几乎所有的信号与系统的教材中都有如下结论:

LTI系统稳定的充要条件是:单位冲激响应绝对可积或单位脉冲响应绝对可和。

以下摘自《信号与系统》第二版奥本海姆 刘树棠 译 P82:

以下摘自《信号与系统性系统分析》第四版吴大正 P339:

通过以上分析,有关LTI系统稳定条件是否应该作修改?还是分析过程中有不对之处?

以上为唐老师原文。我查阅了一下数字信号处理的书籍,对于离散时间系统,也有相同的结论。以下为为程佩青《数字信号处理第四版》清华大学出版社P30页。

下面是书中P96和P97页,阐述了绝对可和与平方可和的区别,也明确指出,理想低通滤波器的单位冲激响应h(n)不满足绝对可和,满足平方可和。但书中未分析其稳定性。

那么,理想低通滤波器,到底是不是稳定系统呢?欢迎大家来讨论。

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飞云冷月 2023-04-22
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按照冲激响应绝对可积则稳定的理论,理想低通滤波器是不稳定的。 收起回复

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