数字信号处理期末复习(2)——z变换与DTFT

2023-10-24 04:30

本文主要是介绍数字信号处理期末复习(2)——z变换与DTFT,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

前言

本章主要学习的内容为z变换、离散时间傅里叶变换(DTFT)、离散时间系统的z变换域和频域(傅里叶变换域)的分析

  • 在z变换中,主要考查z变换和z反变换的计算、z变换的性质

  • 在DTFT中,主要考查序列傅里叶变换的定义、主要性质和对称性质以及求解。

  • 在z变换域和频域分析中,学习的是离散线性移不变系统的频域表征,学习了LSI系统的描述、因果稳定条件以及频率响应的特点。

一、z变换与z反变换

1.1  z变换

可以类比于幂级数,需要掌握的知识有:无穷等比级数求和、收敛域。

  • 有限长序列——收敛域至少是除z=0及z=∞的开域(0,∞)

  • 右边序列——收敛域是以R为半径的圆的外部

  • 左边序列——收敛域是以R为半径的圆的内部

  • 双边序列——环状区域

z变换常用公式如下(需要记忆):

1.2  z反变换

z变换是已知幂级数的常数项,求幂级数的和

z反变换是已知幂级数的和,反求幂级数的常数项

联系复变函数的知识,需要掌握留数法、部分分式法和长除法

【留数法】

【部分分式法】

将X(z)展开成1/z的有理分式,再根据留数定理或公式求解。

【长除法】

按照幂级数展开的定义进行分析,解题步骤如下:

【典例】

1.3  z变换的性质

基于z变化的性质,还会考察利用z变化求解差分方程、z变换的抽象问题等。

二、DTFT

离散时间傅里叶变换,即序列的傅里叶变换。

2.1  序列傅里叶变换的定义

序列绝对可和是其傅里叶变换存在的充分条件。(一致收敛)

序列能量有限(平方可和)也是其傅里叶变换存在的充分条件。(均方收敛)

2.2  DTFT的主要性质

在巩固了上面的内容之后,还需要掌握下面这个表格列出的性质:

2.3  DTFT的对称性质

2.4  周期序列的傅里叶变换

三、LSI系统的频域表征

3.1  LSI系统的描述

掌握时域中的描述和在变换域中的描述。

  • 时域中的两种描述:用单位抽样响应来表征;用常系数线性差分方程来表征输入输出关系

  • 变换域中的两种描述:用系统函数来表征;用频率响应来表征

3.2  因果稳定条件

  • 时域条件

  • z域条件

将因果性和稳定性结合起来说明:

【例题】

3.3  频率响应的特点

详细内容请见PPT和参考书

主要考查内容有系统频率响应的意义和频率响应的几何确定法(重在理解)

最后需要大家去简单了解了一下,我们后续将要学习到的IIR系统和FIR系统的特点

【说明】本文内容主要参考自程佩清版本的《数字信号处理(第四版)》一书。 

这篇关于数字信号处理期末复习(2)——z变换与DTFT的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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