信号与线性系统分析第5章精品PPT课件
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数字信号处理讲义--第5章线性时不变系统的变换分析第5章线性时不变系统的变换分析[教学⽬的]1.了解LTI 系统频率响应的概念;2.掌握线性常系数差分⽅程所表征系数的系统函数的⽅法; 3.掌握有理系统频率响应分析⽅法4.理解线性相位系统、⼴义线性相位系统与因果⼴义线性相位系统的概念,⼏类线性相位系统。
[教学重点与难点] 重点:1.线性常系数差分⽅程所表征系数的系统函数的⽅法; 2.有理系统频率响应分析⽅法; 3.⼏类线性相位系统。
难点:1.有理系统频率响应分析⽅法⼏类线性相位系统5.1 LTI 系统的频率响应前⾯已经讨论过,在时域中,⼀个线性时不变系统完全可以由它的单位脉冲响应h (n )来表⽰。
对于⼀个给定的输⼊x (n ),其输出y (n )为对等式两端取Z 变换,得则 (5-1)两边做离散傅⽴叶变换有: |Y (e j ω)|=|H (e j ω)|·|X (e j ω)| (5-2)|Y (e j ω)|=|H (e j ω)|·|X (e j ω)|arg [Y (e j ω)]=arg [H (e j ω)]+arg [X (e j ω)]|H (e j ω)| 幅度响应 : 增益/幅频特性调整输⼊信号各频率分量的相对强度(幅度)关系Arg[H (e j ω)] 频率响应的相位响应 : 相移/相频特性调整输⼊信号各频率分量的相对位置(相位)关系H (e j ω) 调整输⼊信号各频率分量的相对⼤⼩(幅度)及位置(相∑∞-∞=-=*=m m n h m x n h n x n y )()()()()()()()(z X z H z Y =)()()(z X z Y z H =位)关系5.1.1 理想低通滤波器的选择性5.1.2相位失真与延时线性相位 : 不会改变信号的相对位置,时延相同线性相位的效应 : 时延⾮线性相位:改变信号的相对位置时延不相同≤<≤=πωωωωω||,0||,1)(c c j H n n n h c F πωsin ][=?→←()()|()|j H j H j H j e ωωω= 0 : ()near Phase H j t ωω=- 0()H j tωω≠-5.2 ⽤线性常系数差分⽅程所表征系统的系统函数⼀个线性时不变系统也可以⽤常系数线性差分⽅程来表⽰,其N 阶常系数线性差分⽅程的⼀般形式为若系统起始状态为零,这样就可以直接对上式两端取Z 变换,利⽤Z 变换的线性特性和移位特性可得这样就得到系统函数为(5-3)由此看出系统函数分⼦、分母多项式的系数分别就是差分⽅程的系数。