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关于各类系统在Z域下的定义解释

关于各类系统在Z域下的定义解释

最小相位系统
定义1:稳定的且是因果的,其逆系统也是稳定的因果的。

等价定义1:所有的零极点都位于单位圆内,且ROC包含单位圆。


最大相位系统

定义2:稳定的且是反因果的,其逆系统也是稳定的且是反因果的。

等价定义2:所有的零极点都位于单位圆之外,且ROC包含单位圆。

FIR系统

FIR系统是其系统函数只在z=0或z=无穷上有极点,而其脉冲相应为有限的系统。当此FIR系统又是因果系统的时候,则其极点只出现在z=0点处。


因此,一个因果的FIR系统总是稳定的,如果进一步是约束为广义线性的,总可表示为

H(z)=Hmin(z)Huc(z)Hmax(z)(z^-Mi)

Hmax(z)=Hmin(1/z)

其中Mi等于Hmin(z)所包含的零点个数。

具有h[n]=h[M-n]或h[n]=-h[M-n]的序列脉冲响应必然对应广义线性相位系统。由此可推出以下重要结论:

广义线性相位系统(包括狭义线性相位系统)其零极点再除了在(z=0,无穷,1,-1)以外,必然是以共轭倒数对的形式出现。所以零相位延迟系统对应的零极点必然以共轭倒数对的形式出现,并在此基础上,附加在z=0或无穷处的零极点与z=1或z=-1上的零极点。值得指出的是,广义线性相位系统在z=0或无穷处的零极点反映的是恒定群延迟,而在z=1或z=-1上的零极点反映群延迟的奇偶性。

补充:Z变换性质注意要点

1. Z域初值定理 需求: “初值 因果”

与S域不同的是,S域的初值定理在因果性的基础上更需求“真分式”,这一点是由连续时间域中冲击函数0+时刻等于0的性质所要求的。而对离散时域而言,没有这样的问题。

2. Z域终值定理 需求:“终值 因果 稳定”

由于Z变换本质是对某原信号抽样后的S变换,因此也具有S变换的特性。z-->1等价与s-->0,因而也要符合S域终值定理的使用条件,也就是对稳定性的额外要求。

3. Z反变换的时候需要注意辨别真分/假分式

与S变换的有理系统函数以“s”的各阶幂次不同,Z变换的有理系统函数以“z^-1”为各阶幂次。

因而,在反变换的时候,首先要求把关于“z^-1”的假分式分解成真分式的形式,然后才能求其反变换。

4. X(z)/z 在反变换中的作用

对X(z)/z因式分解再求其反变换,本质是起到在时域中产生“xxxx*u[n]+xxxxu[-n-1]”项的标准形式,如果直接对X(z)因式分解的话,会导致时域中有“xxxx*u[n-1]+xxxx*u[-n]”的形式,而一般的答案中采用前者的形式,加之对后者进行转化的过程容易出错,因而一般情况下采用前者的方法。
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