45. Частотные свойства дискретного преобразования

Дискретное преобразование (преобразование со звездочкой) представляют и в других формах.

Полезно следующие представление:

 

 

 

¥

f (0)

 

 

 

 

 

 

F * (s) =

1

å F (s + jkws ) +

(2.41)

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

T k=-¥

 

 

 

или

 

 

 

 

 

f (0)

 

 

*

1

[F (s) + F (s + jws ) + F (s + j2ws ) + F (s - jws ) + F (s - j2ws ) +...]+

 

F

 

(s) = T

 

,

 

2

где ws = 2p / T – частота квантования в рад./с.

Отметим основные свойства этого преобразования.

1. F*(s) – периодическая функция переменной s с периодом jws, т. е.

 

 

 

 

 

F*(s) = F*(s + jws).

(2.42)

 

 

 

 

 

¥

 

В силу (2.39) F * (s + jws ) = å f (kT )e-kT (s+ jws ) .

 

 

 

 

 

 

k =0

 

w =

2p

; e- jwskT = e- j

2p

kT

= e- jk 2p =1 на основании формулы Эйлера, по-

T

 

 

s

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

скольку e-j2pk = cos 2kp jsin 2kp = 1.

¥ ¥

Значит, F* (s + jws ) = å f (kT )e-kTse- jkT ws = å f (kT )e-kTs = F * (s), что и тре-

k =0 k =0

бовалось доказать.

2. Если функция F (s) имеет полюс s = s1, то F*(s) имеет полюсы s = s1 + jmws, где m = 0, ±1, ±2, …

Положение нулей F*(s)также обладает периодичностью с периодом jws (рис. 2.10). На рисунке нули обозначены кружками, а полюсы – крестиками. Из рисунка видно, что нули и полюсы присутствуют в основной и дополнительной полосах бесконечное число раз. От этого недостатка можно избавиться за-

меной esT = z, тогда отрезок мнимой оси плоскости s от - ws до ws перейдет в

2 2

окружность единичного радиуса на плоскости z (рис. 2.11).

-b + j

(w + w

S

) Im

j

3wS

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Дополнительная

{

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

полоса

 

 

 

 

 

j

wS

{

-b1 + jw1

 

 

 

 

 

 

Основная полоса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

Re

Дополнительная

{

 

 

 

 

- j

 

wS

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полоса

 

 

 

 

 

 

 

3wS

 

b1 + j (w1 - wS )

 

- j

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.10. Расположение полюсов и нулей F*(s)

B1 0 A1

Рис. 2.11. Расположение полюсов и нулей F(z)

При этом все точки левой полуплоскости плоскости s, соответствующие периодически повторяющимся, например, полюсам, переходят в одну точку внутри круга плоскости z (точка B1), а все точки правой полуплоскости, соответствующие также периодически повторяющимся, например, нулям, переходят в одну точку вне круга плоскости z (точка А1).

3.Если сигналы с амплитудными спектрами, приведенными на рис. 2.12,

аподвергаются квантованию, то амплитудный спектр F1* ( jw) будет такой, как

на рис. 2.12, б и F2* ( jw) как на рис. 2.12, в. Другими словами, при идеальном фильтре восстановление сигнала возможно, при неидеальном – невозможно. Под идеальным фильтром понимается фильтр с единичным коэффициентом усиления в полосе пропускания и с нулевым коэффициентом усиления – за ее пределами.

F ( jw)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

F2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

wS

 

0

 

 

 

 

 

 

w

w

w

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

S

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F1* ( jw)

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2w

S

-w

-

wS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w

w

2w

 

w

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

S

 

S

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F2* ( jw)

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2wS

-wS

-

wS

 

wS

w

2w

 

w

26

 

 

 

 

S

 

S

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.12. Частотные спектры сигналов F(jw) и F*(jw)

Соседние файлы в папке Ответы на вопросы пофайлово + список