5章离散系统的时域分析.ppt
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第5章 离散系统的时域分析 绪论 continuous-time system: 数学描述: differential equation(微分方程) 时域求解: convolution(卷积) 频域求解: Fourier transform(付氏变换) 复频域求解: Laplace transform(拉氏变换) §5-2 线性离散系统的描述及响应求解 一、系统的描述 1、基本单元: 三、差分方程的解法 解差分方程的一般方法 1、迭代法; 将边界条件和输入代入即可。 2、时域经典法; 3、系统法; 4、变换域法。 §5-3 差分方程的解法 差分方程(difference equation)一般形式: 算子形式: 一、时域经典法: 一阶系统: y(n)-ay(n-1)=0 y(0) 即:y(n)=ay(n-1) 其解具有幂级数的形式。 2、特解: 3、全解: 全解=齐次解+特解 再利用边界条件定系数。 二、系统法: 零输入响应为如下方程的解: §5-4 单位样值响应和阶跃响应 一、单位样值响应 单位(样值)响应h(n),是离散系统对δ(n)的零状态响应。 它的求法: 1、迭代法: 2、变输入为边界条件: §5-5 离 散 卷 积 和 一、离散卷积和: 1、定义: 二、卷积的应用: 1、离散信号的时域分析: 2、离散系统的时域分析: 3、系统的等效: 级联: 並联: 三、卷积的求法: 1、图解法: 1)翻转:f 2( - i) 2)时移:f 2( n - i) 3)相乘:f 1( i)f 2(n-i) 4)求和: 2、无限序列求卷积,多用定义式。 3、有限序列求卷积,可用列表法。 4、有限序列和无限序列卷积,可将有限序列用δ函数表示。 四、系统的全响应求法: 1、0-的边界条件用来求零输入响应。 2、用x(n)*h(n)求零状态响应。 3、 第六章 Z 变 换 本章重点: Z变换的定义、性质和应用。 §6-1 Z变换的定义 一、Z变换的定义: 离散信号Z变换的定义为: 二、Z变换的收敛域: 1、X(Z)的收敛域为Z平面内以原点为中心的一个环,内边界可以是原点,外边界可以是无穷远点。 2、ROC内不包含任何极点。 3、有限序列的ROC为全平面。(可能除了z=0 and/or z=∞)。 §6-2 逆Z变换 基本方法: 1、部分分式展开; 2、围线积分(留数法); 3、幂级数展开(长除法)。 部分分式展开: 将有理分式F(Z)展开为部分分式,利用已知变换对求解。 单根: 单边: 双边: §6-3 Z变换的基本性质 一、 线性性质: 二、位移性质: 1、双边Z变换: 2、单边Z变换: 若是对双边序列进行单边Z变换,则: 1) 三、频移性质(序列指数加权、Z域尺度变换): 四、Z域微分(序列线性加权): 五、时域翻转:(双边变换) 六、时域卷积定理: 七、初值定理: 八、终值定理: 九、Z域卷积: 十、Parseval`s 定理: §6-4 系统分析的Z变换法 两边同时取Z变换: 二、零状态响应: 三、系统函数H(Z): 1、H(Z)的零极点: 极点决定单位样值响应的形式,零点只决定单位样值响应的幅度和相位。 §6-6Z变换和拉氏变换的关系 一、S平面到Z平面的映射: 映射关系: S平面到Z平面的映射: 1、S平面的虚轴映射到Z平面的单位园。右半平面在单位园外,左半平面在单位园内。 2、S平面的实轴映射到Z平面是正实轴; 平行于实轴的直线映射到Z平面是始于原点的辐射线。 3、Z——S的映射并不是单值的。在S平面沿虚轴移动的直线,映射到Z平面为辐射线绕原点周期性旋转。 三、Z变换和拉氏变换的关系: §6-5 线性离散系统的频率响应 一、序列的Fourier变换: 二、频率响应: 离散系统的频率响应。 §6-6Z变换和拉氏变换的关系 一、S平面到Z平面的映射: 映射关系: S平面到Z平面的映射: 1、S平面的虚轴映射到Z平面的单位园。右半平面在单位园外,左半平面在单位园内。 2、S平面的实轴映射到Z平面是正实轴; 平行于
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