19537

Z-преобразование. Фильтры первого порядка

Лекция

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

2 Лекция 6. Zпреобразование. Фильтры первого порядка Zпреобразование Иногда вместо преобразования Фурье используют Zпреобразование. Оно определяется формулой 1 В формуле 1 ряд является формальным если же он сходится то определяет аналитическую ф...

Русский

2013-07-12

192.23 KB

8 чел.

2

Лекция 6. Z-преобразование. Фильтры первого порядка

Z-преобразование

Иногда вместо преобразования Фурье используют Z-преобразование. Оно определяется формулой

  (1)

В формуле (1) ряд является формальным, если же он сходится, то определяет аналитическую функцию. Для Z -преобразования справедливы аналоги свойств, доказанных для преобразования Фурье. Это же относится и к передаточной функции фильтра. В случае фильтра с бесконечным временем отклика

  (2)

Формула  (2) удобна в том случае, когда переменная Z может принимать любые значения на комплексной плоскости. Еще раз обратим внимание на то, что в формуле (2) предполагается , что ряд для  имеет лишь конечное число ненулевых коэффициентов при положительных степенях. В этом случае мы можем в явной форме получить члены выходной последовательности.

Пример.

Пусть . Будем предполагать, что  Легко видеть, что решением является неограниченная последовательность . С другой стороны, согласно (2)

Формально возводя ряд в квадрат, получим тот же результат.

Условие устойчивости фильтра сводится к сходимости ряда для  при Z=1.

Идеальный фильтр

Под идеальным фильтром понимается фильтр, у которого передаточная функция имеет прямоугольную форму. Покажем, что такой фильтр не является физически реализуемым. Действительно, если  , то , откуда вытекает, что бесконечное число слагаемых отличны от нуля как с отрицательными, так и с положительными индексами. Это означает, что в передаточной функции присутствуют слагаемые, как до момента измерения, так и после. Если бы число слагаемых "после" было бы конечным, то дело свелось бы лишь к временной задержке.

Фильтр первого порядка

Рассмотрим фильтр вида

Это общий вид фильтра первого порядка. Его передаточная функция имеет вид

   (3)

Первый вопрос связан с устойчивостью фильтра. Переходя к Z -преобразованию видим, что все сводится к сходимости ряда  при Z=1, которая имеет место тогда и только тогда, когда . В простейшем случае при  передаточная функция фильтра принимает вид . В зависимости от знака  график модуля имеет вид фильтра низких или высоких частот. (Фильтр низких частот пропускает низкие частоты).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

18128. Термоелектронна емісія (ТЕЕ) 160.77 KB
  Термоелектронна емісія ТЕЕ ТЕЕ є випромінювання електронів розжареними тілами. Джерело енергії збудження електронів теплова енергія гратки. Густина струму термоемісії для кожного тіла є універсальною функцією параметри якої залежать від природи цього тіла структ...
18129. Вплив зовнішнього електричного поля на термоемісію катоду 188.56 KB
  Вплив зовнішнього електричного поля на термоемісію катоду Для того щоб визначити струм емісії катода необхідно зібрати елементарну схему що містить вікуумний діод ВД й джерела живлення з вимірювальними приладами. Діод має пряморозжарюваний W катод 1 і анод 2. ...
18130. Вплив КРП на ВАХ дiоду 200.71 KB
  Вплив КРП на ВАХ дiоду На практицi зустрiчається декiлька випадкiв впливу КРП на ВАХ. Маємо вакуумний дiод у якого анод i катод виготовлено з одного матерiалу наприклад з вольфраму тобто еа=ек. В зв€язку з цим маємо таку картину. Рiвнi Фермi Eok=Eoa. Значить Vкрп=0. Ро
18131. Зниження роботи виходу плівкових катодів 179.1 KB
  Зниження роботи виходу плівкових катодів пояснюється таким чином. Розглянемо спочатку WCs катод. Як відомо у. Потенціал іонізації атому. Потенціальна діаграма системи WCs це має такий вигляд: На цьому рисунку адатом цезію знаходиться на великі
18132. Фотоелектронна емісія 247.05 KB
  Фотоелектронна емісія Фотоелектронна емісія або зовнішній фотоелектричний ефект це випромінювання електронів поверхнею твердого тіла або рідини під впливом падаючих на неї квантів світла. Фотоефект був відкритий Герцем у 1882 році. Осн...
18133. Автоелектронна емісія 449.19 KB
  Автоелектронна емісія Автоелектронною емісією називається емісія електронів яка обумовлена сильним електричним полем у поверхні твердого тіла. Цю емісію ще називають холодною емісією електростатичною емісією тунельною емісією. При розгляданні впливу на термо...
18134. Вплив електричного поля на поверхневу іонізацію (автоіонізація) 350.78 KB
  Вплив електричного поля на поверхневу іонізацію автоіонізація Експериментальні дослідження ПІ відразу показали що зовнішнє електричне поле якщо воно тягне іони тобто на катоді €œ€ а на колекторі іонів €œ€œ поліпшує процес іонної емісії: ступінь поверхне...
18135. Развитие волоконно-оптических систем в мире и на Украине 724.12 KB
  Лекция 1. Развитие волоконнооптических систем в мире и на Украине Основное направление в применении волоконнооптических систем это создание и эксплуатация волоконных линий связи. Необходимость развития волоконнооптических линий связи ВОЛС была определена потр
18136. Геометрическая оптика световодов 1.5 MB
  Лекция 2. Геометрическая оптика световодов Световод представляет собой две диэлектрические среды сердечник и оболочку. Электромагнитные колебания распространяются по сердечнику благодаря явлению полного внутреннего отражения ПВО. Условия прохождения луча чер