
【計】 discrete-time variable
【計】 discrete time; random time
variable
【計】 V; variable
【化】 variable
【醫】 variance
離散時間變量(Discrete-time variable)指在時間軸上僅取非連續、可數數值的物理量或數學對象,其變化僅發生在特定時間點而非任意時刻。該術語廣泛應用于信號處理、控制理論和計算機科學領域。以下是核心解析:
數學定義與表示
離散時間變量通常以序列形式表達為$x[n]$,其中$n$為整數時間索引(如$n=0,1,2,...$),表征信號在時間點$t=nT$的采樣值。區别于連續時間變量的連續函數形式$x(t)$,離散變量僅在周期時間間隔$T$處存在有效數據。
工程應用特征
在數字信號處理系統中,離散時間變量對應經過采樣保持電路處理後的量化數據。例如模數轉換器(ADC)的輸出即為典型離散時間信號,其時間分辨率由采樣頻率決定。控制系統中的Z變換正是為分析此類變量而發展的數學工具。
與連續變量的本質差異
根據《IEEE信號處理術語标準》,離散時間變量的定義域為可數集合,其微分方程對應為差分方程。這種離散性導緻頻譜分析需采用離散傅裡葉變換(DFT),而非連續信號的傅裡葉變換。
計算機科學實現
在數據結構中,離散時間變量常映射為數組或鍊表元素,時間索引對應存儲地址偏移量。實時系統中通過定時器中斷實現離散時間控制,确保變量更新嚴格遵循預設時間步長。
離散時間變量是一個數學和工程學中的基礎概念,通常用于描述在特定時間點而非連續時間段内發生的變化。以下是詳細解釋:
離散時間變量僅在離散的、不連續的時間點上被定義或觀測,其時間軸由一系列間隔的瞬間組成。例如:
離散時間變量常見于以下領域:
離散時間變量與“離散數值”不同。例如,每日氣溫(離散時間變量)的數值本身可以是連續的(如25.3℃),但時間維度上是離散的。若數值也離散(如整數),則稱為離散數值的離散時間變量。
通過這種分立的觀測方式,離散時間變量更便于計算機處理、存儲和分析,是數字時代的核心建模工具之一。
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