Z-преобразований этих последовательностей.




Таким образом, Z-преобразование взвешенной суммы двух последовательностей равно взвешенной сумме

Z-преобразований этих последовательностей.

2.Сдвиг последовательностей. Пусть последовательность yn представляет собой сдвинутую (задержанную) на m

отсчетов последовательность xn

.

Рассмотрим случай, когда все члены последовательности с отрицательными индексами равны нулю

Рисунок 6 – Последовательность yn сдвинута относительно xn на 2 отсчета (2 интервала дискретизации)

 

Определим Z-преобразование последовательности

Обозначим и перепишем последнее соотношение

Тогда Z-преобразование Y(z) последовательности yn выражается через Z-преобразование X(z) последовательности xn следующим образом

.

Таким образом, Z-преобразование последовательности, задержанной относительно исходной на m отсчетов, равно Z-преобразованию исходной последовательности, умноженной на z m.

3.Дискретная свертка двух последовательностей.

Дискретной сверткой двух последовательностей

xn и hn называется последовательность yn,

определяемая следующим соотношением

.

Определим Z-преобразование дискретной свёртки

Поскольку при отсчёт последовательности , то внутренняя сумма не изменится, если её верхний предел n заменить на бесконечность.

Обозначим , вынесем за знак внутренней суммы и перейдём к суммированию по m, заменив нижний предел внешней суммы на

Члены последовательности с отрицательными индексами равны нулю, следовательно, сумма от m = -k не отличается от суммы от m=0.

Полученное соотношение показывает, что

 

,

где .

 

Z-преобразование Y(z) дискретной свертки yn двух

последовательностей равно произведению Z –преобразований H(z) и X(z) исходных последовательностей hn и xn

 

2.2. Обратное Z-преобразование

 

Обратное Z-преобразование позволяет определить последовательность отсчётов дискретного сигнала по его прямому Z-преобразованию

Для определения обратного Z-преобразования найдём интеграл функции комплексного переменного , используя в качестве контура интегрирования окружность в плоскости комплексного переменного z с центром в начале координат и выражение для прямого Z-преобразования заменив в нём индекс суммирования n на k

В теории функций комплексного переменного доказывается, что интеграл от функции равен при при всех остальных значениях k он равен нулю. Поэтому из последнего соотношения получим

Если прямое Z-преобразование представлено полиномом где M-целое положительное число, то на основании определения прямого Z-преобразования n – ый член последовательности отсчётов дискретного сигнала xn является коэффициентом при Последовательность конечна, она содержит M+1 член.

Пример 1. Прямое Z-преобразование последовательности отсчетов xn определяется соотношением

Требуется определить последовательность отсчётов дискретного сигнала

При первое слагаемое в выражении для

можно представить как , следовательно, . Коэффициенты при и 2 и 1 соответственно. Поэтому

Во всех других случаях для определения нужно воспользоваться общим соотношением для обратного Z – преобразования.

Обозначим

Функции комплексного переменного характеризуются полюсами и нулями.

Полюсом функции называется значение комплексного переменного z, при котором функция стремится к бесконечности.

Нулём функции называется значение комплексного переменного z, при котором функция равна нулю.

В теории функций комплексного переменного доказывается теорема о вычетах. Интеграл от функции , взятый по замкнутому контуру , содержащемуся в области, где функция является однозначной и аналитической, за исключением особых точек однозначного характера, и не проходящему через особые точки, равен произведению суммы вычетов функции относительно всех особых точек, заключённых внутри , на .

Вычетом функции относительно изолированной особой точки а однозначного характера называется коэффициент при в лорановском разложении функции в окрестности точки а.

Пусть а – простой полюс функции . Тогда в окрестности точки а имеет место разложение в ряд Лорана

Умножим левую и правую часть последнего соотношения на

 

Из последнего соотношения следует

Вычисление вычета упрощается, если можно представить в виде отношения двух функций комплексного переменного

Функция имеет простой нуль при

т.е.

Следовательно, имеет простой полюс при .

Найдём вычет

Пример 2. Z-преобразование последовательности

определяется соотношением

Требуется найти последовательность xn

 

Подинтегральная функция определяется следующим соотношением

Из последнего соотношения следует, что

Нуль функции (полюс функции ) находится из уравнения и равен

В результате получим

Если функция имеет более одного полюса, то её нужно представить в виде суммы функций, имеющих только один полюс.

Пример 2. Z-преобразование последовательности определяется соотношением

Требуется найти последовательность xn

Функция определяется следующим соотношением

Преобразуем дробь, входящую в последнее соотношение

где Q и P – коэффициенты, которые следует определить.

Для определения коэффициента Q умножим левую и правую части последнего соотношения на и найдём пределы полученных выражений при

Для определения коэффициента P умножим левую и правую части уравнения на и найдём их пределы при

Представим функцию с учётом соотношений для Q и P

Определим последовательность отсчетов дискретного сигнала

Рассмотрим случай кратных полюсов. Пусть a – полюс кратности k. Тогда в окрестности точки a справедливо разложение в ряд Лорана

Умножим левую и правую части последнего соотношения на получим

Для определения a-1 продифференцируем последнее соотношение почленно раз

 

При получим

. (2.10)

Пример 3. Z-преобразование последовательности определяется соотношением

Требуется найти последовательность

Функция определяется следующим соотношением

При k=2 найдем

 

 

2.3. Дискретные линейные системы, их свойства и характеристики

Системы обработки сигналов:

· Аналоговые,

· Дискретные,

· Цифровые.

 

Дискретные системы:

· Линейные,

· Нелинейные

Рисунок 1. Общее представление дискретной линейной системы

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2022-11-01 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: