归一化是一种无量纲处理手段,使物理系统数值的绝对值变成某种相对值关系。简化计算,缩小量值的有效办法。例如,滤波器中各个频率值以截止频率作归一化后,频率都是截止频率的相对值,没有了量纲。阻抗以电源内阻作归一化后,各个阻抗都成了一种相对阻抗值,“欧姆”这个量纲也没有了。等各种运算都结束后,反归一化一切都复原了。信号处理工具箱中经常使用的是nyquist频率,它被定义为采样频率的一半,在滤波器的阶数选择和设计中的截止频率均使用nyquist频率进行归一化处理。例如对于一个采样频率为1000hz的系统,400hz的归一化频率就为400/500=0.8。归一化频率范围在[0,1]之间。如果将归一化频率转换为角频率,则将归一化频率乘以pi;如果将归一化频率转换为hz,则将归一化频率乘以采样频率的一半。
比如,复数阻抗可以归一化书写:Z = R + jωL = R(1 + jωL/R)
注意复数部分变成了纯数量了,没有任何量纲。
另外,微波之中也就是电路分析、信号系统、电磁波传输等,有很多运算都可以如此处理,既保证了运算的便捷,又能凸现出物理量的本质含义。
在统计学中,归一化的具体作用是归纳统一样本的统计分布性。归一化在0-1之间是统计的概率分布,归一化在-1--+1之间是统计的坐标分布。
即该函数在(-∞,+∞)的积分为1
例如概率中的密度函数就满足归一化条件
归一化函数举例:
y=(x-MinValue)/(MaxValue-MinValue)
说明:x、y分别为转换前、后的值,MaxValue、MinValue分别为样本的最大值和最小值。
y=log10(x)
说明:以10为底的对数函数转换。
y=atan(x)*2/PI