离散时间系统的变换域分析(4)

2025-11-21

值,但是无法得到解析表达式。

? 用这种方法可能得到多个解。(在升幂和降幂问题的处理上,见P397-398)

? 这种方法无法与收敛域相结合,得到正确的原函数。

二、部分分式展开法:

同LT中的Heaviside分解法。 1、 其用到的基本变换为:

Z?k?(k)???zz??

Zk?k?1?(k)????z???2

z??k!zk?n?1Z???(k)??n ?(n?1)!(k?n?1)!??z???F(z)2、 对z进行部分分式展开,对应于上面的基

本的ZT公式,就可以得到原函数。 3、 也可以采用另外一种基本函数:

??(k?1)!1Z??k?n?(k?1)??n (n?1)!(k?n)!(z??)??这时候只要对F(z)进行部分分式展开即可。 4、 上面讨论的是单边ZT的反变换。与LT一样,在双边ZT中,F(z)的原函数与其收敛区间有

16

zk关。z??可以是右边序列??(k)的象函数,也

k???(?k?1)的象函数,可以是左边序列差别在

于收敛域不同。所以,必须根据收敛域,决定部分分式展开式中各项的归属。 例1:同上。P399 例2:见P399,8.10 解:F?z??z?2,

2z2?7z?3F?z?z?2z?2ABC?????, zz2z2?7z?3z?z?3??2z?1?zz?32z?1??解得:

A=2/3,B=1/3,C=-2,所以: F?z?2/31/32???

zzz?32z?12/31/3?z2z21zz F?z??z?????1zz?32z?133z?3z?2当z?3时,右边函数,有:

k??1??kf?k??2/3??k???1/3?3??????k?,

?2?????当z?时,左边函数,有:

k??1??kf?k??2/3??k???1/3?3???????k?1?,

?2?????1当?z?3时,双边函数,有: 212?1?f?k??2/3??k??1/3?3???k?1??????k?

?2?kk三、留数法:

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1、 通过计算留数,可以得到原函数:很多教材上

将其作为反Z变换的定义:

1k?1k?1??f(k)?Fzzdz?ResF(z)z?2?j?c?? c内各极点(这样注意围线C的定义)

证明从略。

例:P400-401 小结:

? 留数法不仅可以用于计算单边反Z变换,而且可以用于计算双边反Z变换。

? 用留数法进行计算,可能会遇到计算z=0点的各阶留数的计算,不很方便。(主要由于公式中

zk?1(当k-1<0)的存在)

? 根据复变函数理论,有:

?ResF(z)zk?1? ??ResF(z)zk?1?? c内各极点? c外各极点?ResF(z)zk?1??z???0 可以得到另外一种留数法的公式:

f(k)???ResF(z)zk?1 c外各极点?ResF(z)zk?1????z??这个公式因为不要考虑z=0点,所以不用计算z=0点的各阶留数。但是它会牵涉到∞处留数的计算。

由复变函数理论可知,函数X?z?在无穷远处

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的留数等于函数Y?z??X?z?z在z=0处的留数,

?2所以有:

ResF(z)zk?1??z???ResF(z?1)z?k?1z?2??z?0?ResF(z?1)z?k?1??z?0 在某些情况下(一般在k大于一定值的情况下),

F(z)zk?1在z=0处无极点,不用考虑z=0点的留数,

这时候用原来的公式比较方便;(见P402-403例题8-12)

? 在某些情况下(一般在k小于一定值的情况下),

F(z)zk?1在z=∞的留数为零,不用考虑z=∞点的

留数,这时候用后面的公式比较方便。(见P402-403例题8-12)

§8-5 ZT与LT关系

ZT与LT有很多相似之处,也有很多联系。

一、理想抽样信号的LT与其相应的离散序列的ZT之间的关系。

通过§8-2节的推导,可以看出,抽样信号的LT与用其冲激序列的强度构成的信号序列的ZT之间的关系为:

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F(s)?F(z)z?esT,或 F(z)?F(s)s?1lnz

T此时s平面与z平面之间的映射关系为:

z?esT1s?lnz ,或 T假设:

z?zej?,s???j?

则有:

z?e?T,???T

? s平面的左半平面映射到z平面的单位圆内; ? s平面的右半平面映射到z平面的单位圆外; ? s平面的虚轴映射到z平面的单位圆上; ? s平面上的多个点可以映射到z平面的一个点

2?上,相角?随?以T为周期重复。所以这种

映射关系并不是一一对应的。但是,在信号带宽满足Nyquist取样率?m?2?T的情况下,这种多点映射关系并不影响我们分析。

?s? 20


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