如何求解单边z变换_用单边Z变换解差分方程.ppt
§8.7 用单边Z变换解差分方程 解差分方程的方法: (1)时域经典法 (2)卷积和解法 (3)Z变换解法 (一)复习Z变换的位移特性 若x(n)分别是双边序列、双边左移序列、双边右移序列时,它们的双边和单边Z变换是不同的: (1)双边序列的双边Z变换(p79-p83) (2)双边左移序列的单边Z变换 (3)双边右移序列的单边Z变换 (4)对于因果序列x(n) (二)用单边Z变换解差分方程的步骤和思路 x(n-r),y(n-k)均为右移序列 两边取单边Z变换 §8.8 离散系统的系统函数 一、定义: (1)系统零状态响应的Z变换与输入的Z变换之比 (2)系统单位样值响应h(n)的Z变换 (1)定义一:系统零状态响应的Z变换与输入的Z变换之比 若x(n)是因果序列, 则在系统零状态下: (2)定义二:系统单位样值响应h(n)的Z变换 激励与单位样值响应的卷积为系统零状态响应 由卷积定理 二、对系统特性的影响 由极点分布决定系统单位样值响应 由极点分布决定系统稳定性 由零极点分布决定系统决定系统频率特性(§8.9) (1)由极点分布决定系统单位样值响应 极点分布对h(n)的影响 (2)由极点分布决定系统稳定性 系统稳定的充要条件是单位样值响应绝对可和。即: 因果稳定系统的充要条件为 :h(n)是单边的而且是有界的。即: 因果 稳定 例:已知因果系统的系统函数如下: 试说明该系统是否稳定? 解: 例:已知系统函数如下,试说明分别在(1)(2)两种情况下系统的稳定性: (1) (2) 解:(1) 因果系统,右边序列 (2) 非因果系统, 右序 左序 有界 所以,该非因果系统,但是,是稳定的 作业 旧版:8-21(4),8-23(3), 8-24(2) 新版:同上 §8.8 离散系统的频率响应 一、什么是离散系统的频率响应? 定义一:单位样值响应的傅立叶变换 定义二:离散系统在正弦序 列作用下的稳态响应 二、系统的频率响应的几何确定 定义一:序列的傅立叶变换 序列的傅立叶变换: 由S_Z的映射来看,当 ,则 ,于是相当于自变量沿着z=1单位圆周变化,则: 序列的傅立叶反变换 连续信号和离散序列的傅立叶变换的比较 连续 离散 定义一:系统频率响应即系统单位样值函数的傅立叶变换 当h(n)已知时,下列表达式表示系统频率响应函数, 是以 h(n) 为加权系数,对各次谐波进行加权或改变的情况(物理意义)。 系统的激励是 时,它的频谱覆盖了 的 范围 于是系统的单位样值响应 可以看成对各次的谐波的滤波的总的效果 定义二:正弦序列及其作用下系统的稳态响应的傅立叶变换之比 定义二的物理意义 把 看成无数个窄带滤波器,每个滤 波器的幅频特性是 ,且对信号有 相移作用 。 二、系统的频率响应的几何确定 系统的频率响应的几何确定法 由几何法可以看出: (1)z=0处的零极点对幅频特性 没有影响,只对相位有影响 (2)当 旋转某个极点 附近时,例如在同一半径上时, 较短,则 在该点应当出现一个峰值, 越短, 附近越尖锐。若 落在单位圆上,则 ,则 处的峰值趋于无穷大。 (3)对于零点则其作用与极点的作用正好相反。 §8.10 数字滤波器的基本原理和构成 数字滤波器的构成 一般差分方程 系统函数 (1)递归式数字滤波器(IIR) (a)直接式 (b)简化直接式 简化直接式的证明: (c)级联形式 (d)并联形式 (2)非递归数字滤波器(FIR) 数字滤波器的设计方法:冲激不变法 用冲激不变法设计数字滤波器举例 已知二阶巴特沃兹低通滤
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