第七章系统函数题稿.ppt
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一、系统函数的零点与极点分布图 二、系统函数与时域响应 三、系统函数与频率响应 2.离散因果系统 (2)最小相移函数 第3行按下列规则计算: 例:求右图所示信号流图的系统函数 解 (1)首先找出所有回路: L1=H3G L2=2H1H2H3H5 L3=H1H4H5 (2)求特征行列式 △=1-(H3G+2H1H2H3H5+ H1H4H5)+ H3G H1H4H5 (4)求各前向通路的余因子: (3)然后找出所有的前向通路: p1=2H1H2H3 p2=H1H4 (5)系统函数: △1 =1 , △2 =1-GH3 7.4 系统结构 目 录 电子与信息工程学院 §7.4 系统的结构 由H(s)或H(z) ? 流图或方框图 一、系统函数特点 (1)无限长单位冲激响应滤波器 (2)有限长单位冲激响应滤波器 (1)无限长单位冲激响应滤波器:4种 直接1型 二、实现方法 ) ( n x ) ( n y 1/z 1/z 0 b 1 b 1/z 1/z 1/z ... 1/z 1/z 1/z 1 a 2 a N a 2 b N b 直接2型 1/z 0 b 1 b 1/z 1/z 1/z 2 b M b 1/z 1/z 1/z 1/z 1 a 2 a N a ) ( n x ) ( n y ? 1/z 1/z 1/z 1/z 1/z b 0 b 1 b 2 b 3 b M a 1 a 2 a 3 a N x(n) y(n) 级联型 将H分解为若干简单(一阶或二阶子系统)的系统函数的乘积, 即: 并联型 将H分解为若干简单(一阶或二阶子系统)的系统函数的和, 即: 1/z 1/z M 1 b M 2 b M 1 a M 2 a 1/z 1/z 11 b 21 b 11 a 21 a 1/z 1/z 0 A 1 A L A ) ( n x ) ( n y (2)无限长单位冲激响应滤波器:5种 横截型 级联型 快速卷积型 线性相位型 频率抽样型 相关内容见下学期开设的《数字信号处理教程》 * * * * * 电子与信息工程学院 第4-*页 电子与信息工程学院 电子与信息工程学院 第七章 系统函数 7.4 系统的结构 7.3 信号流图 7.2 系统的因果性与稳定性 7.1 系统函数与系统特性 电子与信息工程学院 目 录 引言 电子与信息工程学院 前述几章讨论了时域分析和变换域分析,引出系统函数H(s)或H(z)。它与系统微分(差分)方程、系统框图、系统的单位冲激(单位序列)响应及频率响应有关。 本章将在系统函数的基础上,分析系统的零极点分布、时域特性和频域特性,讨论系统的稳定性,并介绍信号流图,讨论系统的结构。 7.1 系统函数与系统特性 目 录 电子与信息工程学院 §7.1 系统函数与系统特性 一、系统函数的零点与极点分布图 LTI系统的系统函数是复变量s或z的有理分式,即 A(.)=0的根p1,p2,…,pn称为系统函数H(.)的极点;B(.)=0的根?1,?2,…,?m称为系统函数H(.)的零点。 将零极点画在复平面上得零、极点分布图。 例 -1 -2 0 (2) 例:已知H(s)的零、极点分布图如图示,并且h(0+)=2。求H(s)的表达式。 解:由分布图可得 根据初值定理,有 二、系统函数H(·)与时域响应h(·) 冲激响应或单位序列响应的函数形式由H(.)的极点确定。 下面讨论H(.)极点的位置与其时域响应的函数形式。 所讨论系统均为因果系统。 1.连续因果系统 H(s)按其极点在s平面上的位置可分为:在左半开平面、虚轴和右半开平面三类。 (1)在左半平面 若有负实单极点p= –α(α0),则A(s)中有因子(s+α),其所对应的响应函数为Ke-αtε(t) (b) 若有一对共轭复极点p12=-α±jβ,则A(s)中有因子[(s+α)2+β2] ? K e-αtcos(βt+θ)ε(t) (c) 若有r重极点, 则A(s)中有因子(s+α)r或[(s+α)2+β2]r,其响应为 Kiti e-αtε(t)或Kiti e-αtcos(βt+θ)ε(t) (i=0,1,2,…,r-1) 以上三种情况:当t→∞时,响应均趋于0。暂态分量。 (2)在虚轴上 (a)单极点p=0或p12=±jβ, 则响应为Kε(t)或Kcos(βt+θ)ε(t)-----稳态分量 (b) r重极点,相应A(s)中有sr或(s2+β2)r,其响应函数为Kitiε(t)或Kiticos(βt+θ)ε(t)(i=0,1,2,…,r-1)—递增函数 (3)在右半开平面 均为递增函数。 LTI连
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