離散有理系統函式的頻率響應

2021-09-06 20:17:37 字數 1363 閱讀 3675

1. 單個零點的頻率相應

單個零點對應的分式為1-az-1,a可以為複數。當z在單位圓上取值時,我們可以將這個分式寫為1-rejθe-jω來分析。

這個因式的的幅度平方為:

|1-rejθe-jω|2=(1-rejθe-jω)(1-re-jθejω)=1+r2-2rcos(ω-θ)。

(將1、rejθe-jω=rej(θ

-ω)以及它們的差看做z平面上的乙個三角形,那麼上式就是三角等式c2=a2+b2-2abcosψ)

1-rejθe-jω=1-rcos(ω-θ)+jrsin(ω-θ),據此可求出主值相位。

設r=0.9,使用零極點圖分析(根軌跡?奈奎斯特圖?)(《訊號與系統》,奧本海默),可以得出以下性質:

·幅值在ω=θ附近急劇下陷;

·r不變時,對數幅值是(ω-θ)的函式,當θ變化時,幅頻特性只是在頻率軸上平移;

·幅度最大值出現在ω-θ=π處;

2. 多個極點

如果系統的h[n]為實數,那麼這個系統的頻率響應必然有共軛對稱的零點或極點(系統頻率響應為實係數多項式)。例如,假設系統函式有極點rejθ,那麼必然有共軛極點re-jθ,於是這樣乙個有理函式系統的系統函式必然存在分母(1-rejθz-1)(1-re-jθz-1)=1-2rcosθz-1+r2z-2。

3. 據說有時候考慮幅度模平方更加方便(奧本海默說的,別問我什麼時候方便,我不知道)

|h(ejω)|2=h(ejω)h*(ejω)

而對h取共軛會導致類似如下的結果:

(1-dkz-1)*=1-dk

*(z-1)*=1-dk

*(z*)-1

這裡出現了z*。當我們將z的取值限制在單位圓上時,z=ejω    ==>  z*=e-jω    ==>ejω=(z*)-1=1/z*。

所以,當z在單位圓上取值時,|h(ejω)|2=h(z)h*(1/z*):z在單位圓上取共軛再取倒數之後,就不會出現z*了。

4. matab畫z域的bode圖

比如這個式子,首先分子分母同乘以z3變換成z的正冪形式,然後:

>> x1=[0.05634];

>> x2=[1 1];

>> x=conv(x1,x2);             % conv可用於多項式相乘

>> x3=[1 -1.10166 1];

>> x=conv(x,x3);

>> y1=[1 -0.683];

>> y2=[1 -1.4461 0.7957];

>> y=conv(y1, y2);

>> dbode(y, x, 2);    % ts=2可使得圖形在數字頻率pi/2結束

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