

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)