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第６章 离散时间系统结构教学目的1．掌握线性常系数差分方程的方框图表示； 2．掌握IIR 系统、FIR 系统的基本结构；3．了解有限精度数值效应的概念，系数量化的影响，极限环的概念和产生原因。
教学重点与难点 重点：IIR 系统、FIR 系统的基本结构； 难点：有限精度数值效应的概念，系数量化的影响，极限环的概念和产生原因。
6.1 线性常系数差分方程的方框图表示时域离散系统或者网络一般用差分方程、 单位脉冲响应以及系统函数进行描述。
如果系统输入和输出服从N 阶差分方程： (6-1)则系统函数H (z )用下式表示： (6-2)数字信号处理中有三种基本算法，即加法、 乘法和移位，它们的方框图如图7-1(a)所示。
三种基本算法的流图则如图6-1(b)所示。
图6-1例6-1 1y[n-1]+p 0x[n]+p 1x[n-1]的结构图. 解:.此结构图包含了这三种算法的各部分.∑∑-----=M i i M i i i n y a i n x b n y 00)()()(∑∑=-=-+==N i i i M i i i z a z b z X z Y z H 001)()()((a )(b )x － 1)x (－ 1)－1x 1(2n )＋x 2(n )x 1(n 2x 1(n )＋x 2(n )x (n (n ))图6-2 例6-1的结构框图6.2线性常系数差分方程的信号流图表示图6-3表示的是一种信号流图，流图中每一个节点都用一个节点变量表示，输入x (n ) 称为输入节点变量，y(n)表示输出节点变量，w 1(n ), w 2(n ), w 3(n )和w 4(n )也是节点变量。
这些节点变量和其他节点变量之间的关系用下式表示： w 1(n ) =x (n )+aw 3(n ) w 2(n ) =w 1(n ) w 3(n ) =w 2(n -1)w 4(n ) =b 0w 2(n )+b 1w 3(n ) y (n )=w 4(n )基本信号流图 以上这些公式是用序列形式写的，也可以通过Z 变换写成下式： W 1(z )=X (z )+aW 3(z ) W 2(z )=W 1(z ) W 3(z )=z -1W 2(z )W 4(z)=b 0W 2(z )+b 1W 3(z ) Y (z)=W 4(z)从基本运算考虑，如果满足以下条件，则称为基本信号流图:(1) 信号流图中所有支路都是基本的，即支路增益是常数或者是z -1;(2) 流图环路中必须存在延时支路;(3) 节点个数和支路个数都是有限的。
·1·第1章 时域离散信号和系统1.1 引 言本章内容是全书的基础。
学生从学习模拟信号分析与处理到学习数字信号处理，要建立许多新的概念，数字信号和数字系统与原来的模拟信号和模拟系统不同，尤其是处理方法上有本质的区别。
模拟系统用许多模拟器件完成，数字系统用运算方法完成。
如果对本章中关于数字信号与系统的若干基本概念不清楚，那么在学习数字滤波器时，会感到不好掌握，因此学好本章是很重要的。
1.2 本章学习要点(1) 关于信号● 模拟信号、时域离散信号、数字信号三者之间的区别。
● 如何由模拟信号产生时域离散信号。
● 常用的时域离散信号。
● 如何判断信号是周期性的，其周期如何计算。
(2) 关于系统● 什么是系统的线性、时不变性，以及因果性、稳定性；如何判断。
● 线性、时不变系统输入和输出之间的关系；求解线性卷积的图解法、列表法、解析法，以及用MA TLAB 工具箱函数求解。
● 线性常系数差分方程的递推解法。
● 用MA TLAB 求解差分方程。
● 什么是滑动平均滤波器，它的单位脉冲响应是什么。
1.3 习题与上机题解答1.1 用单位脉冲序列及其加权和表示图P1.1所示的序列。
解：()(2)(1)2()(1)2(2)3(3)(4)2(6)x n n n n n n n n n δδδδδδδδ=+-+++-+-+-+-+-1.2 给定信号24,4≤≤1()4,0≤≤40,n n x n n +--⎧⎪=⎨⎪⎩其他(1) 画出x (n )的波形，标上各序列值；(2) 试用延迟的单位脉冲序列及其加权和表示x (n )序列； (3) 令1()2(2)x n x n =-，画出1()x n 的波形； (4) 令2()(2)x n x n =-，画出2()x n 的波形。
·2·解：(1) 画出x (n )的波形，如图S1.2.1所示。
图P1.1 图S1.2.1(2) ()4(4)2(3)2(1)4()4(1)4(2)4(3)4(4)x n n n n n n n n n δδδδδδδδ=+-+++++-+-+-+--。
