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信号与系统(吴大正版)第六章:s域与z域的关系及离散系统z域分析

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简介:
本章深入探讨了连续时间系统的拉普拉斯变换(S域)和离散时间系统的Z变换之间的关系,并详细介绍了利用Z变换进行离散系统分析的方法。 四、s域与z域的关系 在离散时间系统分析中,我们有如下关系:\( z = e^{sT} \) 式中 \( T \) 为取样周期。如果将 \( s \) 表示成直角坐标形式 \( s = \sigma + j\omega \),并将 \( z \) 表示为极坐标形式 \( z = re^{j\theta} = e^{\sigma T} ,\theta = \omega T\),由上式可看出: - 当在s平面上的左半平面(\( \sigma < 0 \))时,在z平面上对应的是单位圆内部(|z|<1) - 在s平面上的右半平面(\( \sigma > 0 \)),则在z平面上表现为单位圆外部(|z|>1) - 当 \( s \) 平面中的j\(\omega\)轴(\( \sigma = 0 \))时,映射到 \( z \) 平面的单位圆上(|z|=1) - 在s平面实轴上的点(\( \omega = 0 \)),在 \( z \) 平面上表现为正实轴上的点(\(\theta=0\)) - s平面上的原点(\( \sigma = 0, \omega = 0 \))则对应于z平面上 \( z = 1 \) 的点(\( r = 1, \theta = 0 \))。

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客服
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  • szz
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    本章深入探讨了连续时间系统的拉普拉斯变换(S域)和离散时间系统的Z变换之间的关系,并详细介绍了利用Z变换进行离散系统分析的方法。 四、s域与z域的关系 在离散时间系统分析中,我们有如下关系:\( z = e^{sT} \) 式中 \( T \) 为取样周期。如果将 \( s \) 表示成直角坐标形式 \( s = \sigma + j\omega \),并将 \( z \) 表示为极坐标形式 \( z = re^{j\theta} = e^{\sigma T} ,\theta = \omega T\),由上式可看出: - 当在s平面上的左半平面(\( \sigma < 0 \))时,在z平面上对应的是单位圆内部(|z|<1) - 在s平面上的右半平面(\( \sigma > 0 \)),则在z平面上表现为单位圆外部(|z|>1) - 当 \( s \) 平面中的j\(\omega\)轴(\( \sigma = 0 \))时,映射到 \( z \) 平面的单位圆上(|z|=1) - 在s平面实轴上的点(\( \omega = 0 \)),在 \( z \) 平面上表现为正实轴上的点(\(\theta=0\)) - s平面上的原点(\( \sigma = 0, \omega = 0 \))则对应于z平面上 \( z = 1 \) 的点(\( r = 1, \theta = 0 \))。
  • 利用MATLAB进行Z
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    本课程专注于使用MATLAB软件对离散系统的Z变换和Z域特性进行全面分析。学生将学习如何应用编程技巧来解决信号处理中的复杂问题,并深入理解离散时间系统的稳定性、频率响应等关键概念。通过实际案例,学员能够掌握设计数字滤波器的方法和技术。 利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算能力和数值计算能力,实现离散系统的Z域分析的仿真波形。首先,使用MATLAB绘制离散系统极零图,并根据该图观察系统单位响应在时域内的特性以及评估系统的稳定性;通过至少六个具体例子进行说明。 其次,利用MATLAB对离散系统的频域特性进行深入分析:选取两个实例分别代表低通滤波器和高通滤波器,绘制它们的极零图、幅频特性和相频特性曲线。 最后,使用MATLAB实现巴特沃兹滤波器的相关分析工作,并撰写详细的课程设计说明书。
  • LTI和变换实验4).zip
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    本资源为《信号与系统》课程中第四次实验的辅助材料,专注于LTI离散系统的时域和变换域分析,包括Z变换、差分方程求解等内容。适合深入学习数字信号处理理论与实践的学生使用。 信号与系统实验4——LTI离散系统时域变换域分析
  • (4)
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    《信号与系统分析》(吴大正第4版)是一部全面介绍信号处理和系统理论的经典教材,内容涵盖连续和离散时间系统的分析方法。适合电子工程及相关专业的高年级本科生及研究生使用。 这个版本的课件是老师买来的,也是我们现在使用的课件。好不容易从老师那里要来了!就给6分吧!!!
  • 实验】实验:复频
    优质
    本实验为《信号与系统》课程中的第六次实验,重点探讨复频域分析方法,通过理论与实践结合的方式,加深学生对拉普拉斯变换及其应用的理解。 实验报告和源代码齐全。
  • 复频实验.docx
    优质
    本文档为《信号与系统》课程中关于复频域分析的第六个实验报告,内容涵盖拉普拉斯变换及其应用、电路系统的S域模型和频率响应特性分析。 实验六“信号与系统复频域分析”主要探讨了如何使用MATLAB软件对信号与线性时不变(LTI)系统进行复频域分析。该实验的目标包括掌握MATLAB的部分分式展开、LTI系统的特性分析、拉普拉斯变换以及离散系统的零极点图绘制和频率特性分析。 1. 部分分式展开:在MATLAB中,`residue`函数用于计算复杂有理分式的部分分式展开。其调用格式为 `[r, p, k] = residue(num, den)` ,其中 `num` 和 `den` 分别代表有理表达式F(s)的分子和分母系数向量;返回值中,`r` 是各部分分式的系数,`p` 代表极点的位置,而 `k` 则是整式项的系数。例如,在计算`s + 2`除以`s^3 + 4s^2 + 3s`时的部分分式展开及其反变换,可以使用MATLAB程序: ```matlab format rat; num=[1,2]; den=[1,4,3,0]; [r,p]=residue(num,den); ``` 2. LTI系统特性分析:H(s)的零极点分布对于理解LTI系统的特性至关重要。MATLAB提供了`roots`函数来求解分子和分母多项式的根,同时使用`plot`命令绘制这些零极点图;更为便捷的是利用 `pzmap(sys)` 函数进行操作,其中通过传递参数如 `sys = tf(b,a)` 来定义LTI系统模型。此外,还可以用到的函数有:`impulse` 和 `freqs` ,它们分别用于计算单位冲激响应h(t)和频率特性H(jω)。 3. 拉普拉斯变换与反变换:MATLAB内置了符号数学工具箱中的两个重要功能——拉普拉斯变换(`laplace`)和逆拉普拉斯变换(`ilaplace`)。例如,对于函数f(t)=e^(-t)*sin(at)*u(t),我们可以通过 `laplace(f)` 来计算其拉普拉斯变换;同样地,若已知F(s) = s^2 / (s^2 + 1),则使用 `ilaplace(F)` 可以得到原函数的逆变换。 4. 离散系统的零极点图:离散系统通常通过差分方程来描述,在进行Z变换后可以获得H(z)。利用MATLAB中的`root`、`tf2zp`和`zplane`等函数,可以方便地求解并绘制出这些系统的零极点分布情况。 综上所述,掌握上述提到的MATLAB工具和技术能够帮助我们深入理解信号与系统在复频域的行为特征,并对实际工程问题中的信号处理及系统分析任务提供有效支持。
  • 连续探讨
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    本章节专注于《信号与系统》课程中连续系统时域分析的研究,深入探讨了系统的描述、响应特性及其应用。 连续系统的时域分析方法是指对于给定的激励信号,通过求解系统数学模型(微分方程)来得到其响应的方法。由于这种方法在分析过程中涉及的时间变量是t,因此被称为时域分析法。
  • 逆双线性变换:从zs转换-MATLAB开发
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    本项目介绍逆双线性变换技术,用于将Z域中的数字滤波器转换为S域中的模拟原型。通过MATLAB实现,适用于信号处理与控制系统设计。 此函数只是向后运行现有的 release11 bilinear.m 函数,将 z 传递函数转换为 s 。到目前为止,只进行了非常有限的测试。使用 bilinear.m 来验证结果。
  • (5)PDF
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    《信号与系统(第5版)》由著名教授吴大正编著,以清晰的语言和丰富的实例深入浅出地阐述了信号处理及系统分析的基本理论与方法。本书PDF版本方便电子阅读与学习参考。 《信号与系统》第五版是由吴大正编著的一本教材,内容涵盖了信号与系统的理论知识及其应用。这本书适合相关专业的学生及工程技术人员参考学习。
  • LTI连续和复频实验(三部).zip
    优质
    本资源为《信号与系统》课程中关于LTI连续系统的频域及复频域分析的部分,包含实验指导、例题解析等内容,帮助学生深入理解相关概念和应用。 信号与系统实验3——LTI连续系统的频域和复频域分析