- •Федеральное агентство связи
- •Содержание
- •Введение
- •Тема 1.Введение в цос
- •Тема 2.Линейные дискретные системы (лдс)
- •Тема 3.Дискретные сигналы
- •1. Линейные дискретные системы: основы теории
- •1.1. Аналоговые и дискретные сигналы. Нормирование времени
- •1.1.2. Основная полоса частот. Нормирование частоты
- •1.2. Линейные дискретные системы
- •1.1.1. Типовые дискретные сигналы
- •1.3. Описание линейных дискретных систем во временной области
- •1.3.1. Формула свертки
- •Вычисление реакции по формуле свертки
- •1.3.2. Разностное уравнение
- •Вычисление реакции методом прямой подстановки
- •1.3.3. Рекурсивные и нерекурсивные линейные дискретные системы
- •1.3.4. Ких- и бих-системы
- •1.3.5. Устойчивость линейных дискретных систем
- •1.3.6. Оценка устойчивости по импульсной характеристике
- •1.4. Описание линейных дискретных систем в z-области
- •1.4.1. Z-преобразование
- •Отображение p-плоскости на z- плоскость
- •Отображение p-плоскости на z-плоскость
- •Основные свойства z-преобразования
- •Обратное z-преобразование
- •1.4.2. Передаточная функция. Соотношение вход/выход
- •1.4.3. Взаимосвязь передаточной функции и разностного уравнения
- •1.4.4. Передаточная функция и импульсная характеристика звена 2-го порядка
- •1.4.5. Оценка устойчивости по передаточной функции
- •1.4.6. Нули и полюсы передаточной функции звеньев 2-го порядка
- •1.5. Описание линейных дискретных систем в частотной области
- •1.5.1. Частотная характеристика. Соотношение вход/выход
- •Связь частотной характеристики с передаточной функцией
- •1.5.2. Основные свойства частотных характеристик
- •1.5.3. Расчет ачх и фчх
- •1.5.4. Расчет ачх и фчх звена 2-го порядка
- •1.5.5. Экспресс-анализ ачх и фчх звена 2-го порядка
- •1.5.6. Анализ ачх по карте нулей и полюсов
- •1.6. Основы построения структурных схем
- •Прямая структура нерекурсивного звена 2-го порядка
- •Прямая структура рекурсивного звена 2-го порядка
- •2. Задание на контрольную работу
- •Варианты и исходные данные для кр
- •Продолжение табл. 2.1
- •Окончание табл. 2.1
- •3. Примеры выполнения контрольной работы
- •Решение
- •Вычисление их по формуле (3.3)
- •Вычисление их по ру (3.4)
- •Решение
- •Вычисление их по формуле (3.3а)
- •Вычисление их по ру (3.4а)
- •Решение
- •Вычисление их по формуле (3.3б)
- •Вычисление их по ру (3.4б)
- •Литература
Вычисление их по формуле (3.3б)
|
n |
h(n), рассчитанная по (3.3б) |
|
0 |
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
Таблица 3.2б
Вычисление их по ру (3.4б)
|
n |
h(n), рассчитанная по (3.4б) |
|
0 |
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
4 |
|
8. График ИХ (5 отсчетов) представлен на рис.3.10.

Рис. 3.10. Импульсная характеристика (к примеру 3.3)
9. Для построения карты нулей и полюсов необходимо вычислить нули и полюсы ПФ (3.1) по методике, приведенной в п. 1.4.6.
Комплексно-сопряженные полюсы вычислены в примере 3.1, п. 4:
.
Для определения
нулей умножим числитель и знаменатель
ПФ (3.1б) на
получим
![]()
и найдем корни числителя
![]()
которые являются комплексно-сопряженныминулями
,
или в показательной форме
,
где
;
.
Карта нулей и полюсов изображена на рис. 3.11а; та же карта с необходимыми комментариями приведена на рис. 3.11б.

Рис. 3.11. Карта нулей и полюсов (к примеру 3.3)
10. См. п. 10 в примере 3.1.
11. Качественный анализ АЧХ и ФЧХ по карте нулей и полюсов выполняется на основе методики, изложенной в пп. 1.5.5–1.5.6.
В данном случае карта нулей и полюсов содержит два комплексно-сопряженных полюса (таких же, как в примерах 3.1 и 3.2) и два комплексно-сопряженных нуля, не лежащих на единичной окружности, поэтому относительно АЧХ можно сделать следующие выводы.
В основной полосе
частот
АЧХ звена 2-го порядка (3.5) является
гладкой функцией, при этом:
- внутри
основной полосы частот АЧХ имеет один
максимум,
расположенный приблизительно на частоте
полюса
;
- внутри
основной полосы частот АЧХ имеет один
минимум,
расположенный приблизительно на частоте
нуля
;
- на
границах основной
полосы частот АЧХ имеет экстремумы: на
частоте
– минимум, а на частоте
– максимум.
Относительно ФЧХ можно сказать, что она представляет собой непрерывную функцию, не имеющую ни на границах, ни внутри основной полосы частот скачков на .
12. Экспресс-анализ АЧХ и ФЧХ выполняется по методике п. 1.5.5.
В данном примере следует вычислить значения АЧХ и ФЧХ в пятиточках:
а) в точке
при![]()
;
;
б) в точке
при![]()
;
;
в) в точке
при![]()
;

г) в точке максимумаАЧХ
,
который находится приблизительно на
частоте
полюса
;
.
Значения АЧХ и ФЧХ в этой точке, вычисленные по формулам (1.81)–(1. 82), равны:
;
;
д) в точке минимумаАЧХ
,
который находится приблизительно на
частоте
нуля
;
.
Значения АЧХ и ФЧХ в этой точке, вычисленные по формулам (1.81)–(1.82), равны:
;
.
13. Графики нормированнойАЧХ и ФЧХ, построенные на основе качественного анализа и экспресс-анализа, представлены на рис. 3.12.

Рис. 3.12. Графики нормированной АЧХ и ФЧХ (к примеру 3.3)
Рассмотренные выше примеры 3.1–3.3 являются типовыми, их внимательное изучение поможет студенту выполнить контрольную работу для любого варианта табл. 2.1.
Литература
Солонина А.И., Улахович Д.А. и др. Основы цифровой обработки сигналов: курс лекций. СПб: БХВ-Петербург, 2005.
Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов: Справочник. М.: Радио и связь, 1985.
Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов: учебное пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1990.
Куприянов М.С., Матюшкин Б.Д. Цифровая обработка сигналов. СПб: Политехника, 1998.
Ланнэ А.А., Матюшкин Б.Д., Улахович Д.А. Основы цифровой обработки сигналов: учебное пособие / ВАС. СПб, 1995.
Солонина А.И., Улахович Д.А., Яковлев Л.А. Алгоритмы и процессоры обработки сигналов. СПб: БХВ-Петербург, 2001.
Солонина А.И., Улахович Д.А., Яковлев Л.А. Цифровые процессоры обработки сигналов фирмы Motorola. СПб: БХВ-Петербург, 2000.
П
Преобразование
Фурье 40
С
Свойства
частотных характеристик 40
Структурная схема 50
Ф
Функция
нечетная 44
четная 44
Х
Характеристика
частотная 40
Редактор Л.А. Медведева
П
одписано
к печати 21.03.2005
О
бъем
4,75 печ. л. Тираж 300 экз. Заказ 334
РИО СПбГУТ. 191186 СПб, наб. р. Мойки, 61
Отпечатано СТ «Факультет ДВО». 191186 СПб, наб. р. Мойки, 61





