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

22742. Етапи війни США у Кореї 82 KB
  Етапи війни США у Кореї. Поэтому сейчас взрывы в Японии рассматривались как начало атомного шантажа США. Эта ошибка в переоценке своих сил вынудили США заплатить за нее очень дорого сначала в Корее а затем во Вьетнаме. Дело состояло в следующем: СССР допустив США в Корею справедливо считала что американцы в свою очередь выделят СССР зону оккупации в Японии.
22743. Основні напрямки зовнішньої політики США на початку 70-х рр 31 KB
  Зайнявши Білий дім 37й американський президент уже в липні 1969 року проголосив нову стратегію США у в'єтнамській війні яка отримала назву доктрини Ніксона . Вже в червні 1969 року почалася евакуація півмільйонного американського контингенту з Південного В'єтнаму. На травень 1972 року тут залишалось 69 тисяч американців. на думку деяких істориків змусило Ханой підписати у Парижі 27 січня 1973 року угоду про припинення військових дій та відновлення миру у В'єтнамі .
22744. Посилення холодної війни США проти соціалістичних країн у період першого президентства Д. Ейзенхауера 31 KB
  Посилення холодної війни США проти соціалістичних країн у період першого президентства Д. Они пожинали плоды послевоенного экономического подъема когда материальное благополучие США еще больше возросло. В 60е годы политизированное студенчество выступило против международной роли США особенно в разрушительной войне во Вьетнаме. Сама жизнь подводила граждан США к поискам нового социального равновесия в стране.
22745. Африканська політика адміністрації Дж. Картера 26.5 KB
  Киссинджер пытались наладить отношения с будущими партнёрами национальноосвободительными силами на юге Африки которые стремились расширить круг своих сторонников на международной арене использовать противоречия международного сообщества с Южной Родезией ЮАР и с колониальными властями Португальской Африки. В частности во время поездки по странам Африки в апрелемае 1976г. Киссинджера в ходе его поездки по странам Африки как прямое указание к действиям. Весомым практическим результатом этой политики для Африки стали посреднические усилия...
22746. Умисел як форма вини 128.5 KB
  Вина - це завжди умисел або необережність. Лише за наявності вини особи щодо вчиненої нею дії (бездіяльності) можна говорити про склад злочину як підставу кримінальної відповідальності.
22747. Доктрина Ейзенхауера 22 KB
  €œДоктрина Ейзенхауера€. У боротьбі за крісло у Білому домі Дуайт Ейзенхауер використав нову зовнішньополітичну доктрину замінивши політику стримування політикою відкидання звільнення ' від комунізму її теоретиком був Дж.Кеннана що у зовнішніх справах Ейзенхауер був людиною гострого політичного розуму і передбачуваності. Президент зазнав нищівної критики військові вимагали збільшення фінансування на звичайні озброєння але Ейзенхауер вистояв.
22748. Політика США щодо СРСР у першій половині 80-х рр 27.5 KB
  Політика США щодо СРСР у першій половині 80х рр. У зовнішньополітичній діяльності президента Рейгана варто розрізнити два періоди відповідно до термінів президентства: 19811984 рокичас різкої конфронтації з СРСР курсу на військову перевагу США у світі домінування силових методів у розв'язанні міжнародних конфліктів дії доктрини Рейгана доктрини неоглобалізму тобто протистояння з СРСР у будьякому куточку планети; 19851989 рокиперіод пошуку шляхів для виходу із політики глобального протистояння з СРСР нормалізації...
22749. Зрив США Паризької наради у верхах у 1960 р 25 KB
  обследовав сверхсекретные объекты Советского Союза Семипалатинский ядерный полигон авиабазу стратегических бомбардировщиков Ту95 близ него полигон противоракетной обороны в СарыШагане ракетный полигон ТюраТам космодром Байконур U2 выскользнул из пределов СССР южнее города Мары. Отмолчались и продолжили планирование разведывательных полетов над СССР. Дело в том что в мае должно было состояться совещание большой четверки США СССР Великобритании и Франции в Париже где предстояла новая встреча главы американского государства с...
22750. Теоретичні основи зовнішньої політики адміністрації Р. Рейгана 30.5 KB
  У зовнішньополітичній діяльності президента Рейгана варто розрізнити два періоди відповідно до термінів президентства: 19811984 рокичас різкої конфронтації з СРСР курсу на військову перевагу США у світі домінування силових методів у розв'язанні міжнародних конфліктів дії доктрини Рейгана доктрини неоглобалізму тобто протистояння з СРСР у будьякому куточку планети; 19851989 рокиперіод пошуку шляхів для виходу із політики глобального протистояння з СРСР нормалізації стосунків з СРСР підписання кардинальних договорів щодо...