第8章离散时间信号与系统的变换域分析
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《信号与系统》总复习要点第一章绪论1.信号的分类:模拟信号,数字信号,离散信号,抽样信号2.信号的运算:移位、反褶、尺度、微分、积分、加法和乘法3. δ(t)的抽样性质 (式1-14)4.线性系统的定义:齐次性、叠加性5.描述连续时间系统的数字模型:微分方程描述离散时间系统的数字模型:差分方程6.连续系统的基本运算单元:加法器,乘法器,积分器离散系统的基本运算单元:加法器,乘法器,延时器7.连续系统的分析方法:时域分析方法,频域分析法(FT),复频域分析法(LT)离散子系统的分析方法:时域分析方法,Z域分析方法8.系统模拟图的画法9.系统线性、时不变性、因果性的判定第二章连续时间系统的时域分析1.微分方程的齐次解+特解的求法自由响应+强迫响应2.系统的零输入响应+零状态响应求法3.系统的暂态响应+稳态响应求法4.0-→0+跳变量冲激函数匹配法5.单位冲激响应h(t), 单位阶跃响应g(t), 与求法h(t)=g'(t), g(t)=h (-1)(t)类似δ(t)与u(t)的关系6.卷积的计算公式,零状态响应y zs (t)=e(t)*h(t)=∫∞-∞e(τ)h(t-τ)d τ=h(t)*e(t)7.卷积的性质串连系统,并联系统的单位冲激响应f(t)*δ(t)= f(t)f(t)*δ(t-3)= f(t-3)8. 理解系统的线性 P57 (1) (2) (3)第三章 傅立叶变换 t →w1.周期信号FS ,公式,频谱:离散谱,幅度谱2.非周期信号FT ,公式,频谱:连续谱,密度谱3. FT FT -14.吉布斯现象 P100---P1015.典型非周期信号的FT (单矩形脉冲)6.FT 的性质①对称性②信号时域压缩,频域展宽 P127,P128 ()[]⎪⎭⎫ ⎝⎛=a F a at f F ω1()()j t F f t e dt ωω∞--∞=⎰1()()2j t f t F e d ωωωπ∞-∞=⎰③尺度和时移性质 P129④频移性质:频谱搬移 cos(w 0t)的FT⑤时域微积分特性,频域微分特性⑥卷积定理(时域卷积定理、频域卷积定理)7.周期信号的FT :冲激8.抽样信号f s (t)的FT 及频谱F s (ω)9.抽样定理①条件 f s >=2f m w s >=2w m②奈奎斯特频率 f s =2f m③奈奎斯特间隔 T s =1/f s10.关于频谱混叠的概念第四章 拉普拉斯变换、连续时间系统的s 域分析 t →s 1. LT LT -12.典型信号的LT3.LT 性质:时移,频移,尺度,卷积()j 1e baf at b F a a ωω⎛⎫+↔⋅ ⎪⎝⎭0001[()cos()][()()]2F f t t F F ωωωωω=++-()()⎰∞∞--=tt f s F ts d e ()()⎰∞+∞-=j j d e j π21 σσss F t f t s []000()()()e st L f t t u t t F s ---=()e ()αt L f t F s α-⎡⎤=+⎣⎦[]()1() 0s L f at F a a a ⎛⎫=> ⎪⎝⎭4.LT 的逆变换①查表法②部分分式展开法(系数求法)③留数法5.LT 分析法 (第四章课件63张,64张,78张,81张) 求H(s), h(t), y zi (t), y zs (t), y(t)6.系统函数H(s) h(t) 一对拉氏变换对 H(s)的极点决定h(t)的形式H(s)的零点影响h(t)的幅度和相位7.H(s)的零极点 稳定性: ①②极点全在S 面左半面 P241 例4-26 8.连续系统的频响特性 H(jw)=H(s)│s=jw9.全通网络(相位校正),最小相移网络第五章 傅立叶变换应用于通信系统-滤波、调制与抽样1.h(t) H(jw) 构成傅式变换对2.无失真传输概念3.实现无失真传输的系统要满足的时域条件、频域条件4.理想低通滤波器的频响特性,及其单位冲激响应5.信号调制、解调的原理()||h t dt M ∞-∞≤⎰第七章 离散时间系统的时域分析1.离散序列的周期判定:2π/w 0,分三种情况讨论2.离散时间信号的运算、典型离散时间信号3.离散系统的阶次确定4.离散时间系统的差分方程,及模拟图的画法5.u(n), δ(n), g(n), h(n)的关系δ(n)= u(n)- u(n-1) h(n)= g(n)- g(n-1) 6.离散时间系统的时域求解法 (迭代、齐次解+特解、零输入+零状态)7.离散系统的单位冲激响应h(n)及其求法8.卷积和9.系统的零状态响应y zs (n)=x(n)*h(n) 10.有限长两序列求卷积:x 1(n):长N x 2(n):长M 见书例7-16, 对位相乘求和法, 长度:N+M-111.卷积性质:见课件第七章2,第35张12.离散系统的因果性,稳定性时域:因果性 n<0 ,h(n)=0稳定性 h(n)绝对可和()()k u n n k δ∞==-∑0()()k g n h n k ∞==-∑()()()()∑∞-∞=-=*m m n h m x n h n x ()n h n ∞=-∞<∞∑第八章 Z 变换、离散时间系统的Z 域分析1.LT →ZT: z=e sTZ 平面与S 平面的映射关系2. ZTZT -13.典型序列的Z 变换 4.Z 变换的收敛域: 有限长序列 有无0,∞右边序列 圆外左边序列 圆内双边序列 圆环5.逆Z 变换 ①查表法②部分分式展开法(与LT -1不同的,先得除以Z ) ③留数法6.ZT 的性质时移性质 (1)双边序列移位(2)单边序列移位 ①左移 ②右移 序列的线性加权性质序列的指数加权性质卷积定理7.Z 域分析法解差分方程:书P81 例8-16第八章课件2 第33张~37张 ()()n n X z x n z ∞-=-∞=∑()⎰-π=c n z z z X jn x d 21)(18.系统函数H(z) h(n) H(z) Z 变换对 求H(z), h(n), y zs (n), y zi (n), y(n), H(e jw ) *见书P86:例8-19, P109 8-36 8-379.离散系统的稳定性,因果性稳定性 因果性时域 n<0, h(n)=0 频域 H(z)所有极点在单位圆内 收敛域(圆外)含单位圆10.离散系统的频响特性H(e jw )=H(z)│z=ejw =│H(e jw )│e j ψ(w)幅度谱:描点作图,2π为周期相位谱书P98,例8-22, 第八章课件:59张,60张 ()n h n ∞=-∞<∞∑。
第八章:Z 变换§8.1 定义、收敛域(《信号与系统》第二版(郑君里)8.1,8.2,8.3)定义(Z 变换): ♦序列()x n 的双边Z 变换:()(){}()nn X z x n x n z+∞-=-∞∑Z(8-1)♦序列()x n 的单边Z 变换:()(){}()0n n X z x n x n z +∞-=∑Z(8-2)注:1)双边:()()()()10nnn n n n X z x n zx n zx n z +∞-∞+∞---=-∞=-===+∑∑∑(8-3)为Laurent 级数,其中,()1nn x n z-∞-=-∑是Laurent 级数的正则部,()0nn x n z+∞-=∑是主部。
2)z 是复平面上的一点图8-13)对因果序列:单边Z 变换=双边Z 变换。
♦定义(逆Z 变换):对双边Z 变换()()nn X z x n z+∞-=-∞=∑()1C1d 2j m z X z z π-⎰(1C 12j m n z x π+∞-=-∞⎡=⎢⎣∑⎰ ()C 12j m n x n z π+∞=-∞⎡=⎢⎣∑⎰由Cauchy 定理,有1C d 0,2j m n z z m nπ--=⎨≠⎩⎰ (8-4)其中,C 为包围原点的闭曲线,()()1C1d 2j m x m z X z z π-∴=⎰上式= 定义:()()(){}11C1d 2j n x n z X z z X z π--==⎰Z(8-5)注:(8-4)的求解:j z re θ=,j d j d z r e θθ=,则有()()21110C 2011d 2j 2j 1102j m n m n m n j j m n m n z z r e rje d m n r e d m nπθθπθθππθπ--------==⎧==⎨≠⎩⎰⎰⎰,,图8-2 柯西定理证明示意图收敛域: ♦定义(收敛域):对有界()x n ,使()()nn X z x n z+∞-=-∞=<∞∑一致的z 的集合。