时域离散系统的基本网络结构与状态VIP免费

1 / 12 第五章时域离散系统的基本网络结构与状态变量分析法5.1 引言1、数字滤波器 (系统 )的实现方法(1) 利用专用计算机的 (DSP)；(2) 直接利用计算机和通用软件编程实现。一般 IIR 系统的输入、输出服从N 阶差分方程01( )()()MNiiiiy nb x nia y ni（1）则其系统函数 H(Z) 为00()()()1MiiiNiiib zY ZH ZX Za z（2）上式表示为 I I R 滤波器形式，ia都为 0 时就是一个 FIR 滤波器。2、网络结构的分类(1) 有限长脉冲响应网络，简称FIR(Finite Impulse Response)，FIR 网络一般不存在输出对输入的反馈支路，如：0( )()Niiy nb x ni(2) 无限长脉冲响应网络，简称IIR(Infinite Impulse Response)，IIR 网络存在输出对输入的反馈，如：12( )(1)(2)( )y na y na y nx n 。3、系统函数的不同表示 (算法) 为了便于计算机或专用硬件完成对输入信号的处理（运算），必须将（ 1）、（2）式变换成一种算法，不同的算法直接影响系统误差、运算速度和复杂度等。例如：1121()10.80.15HZZZ直接型2111.52.5()10.310.5HZZZ并联型31111()10.310.5HZZZ串联型1( )HZ =2()HZ =3( )HZ ，但它们具有不同算法， 不同算法决定不同效率，因2 / 12 此研究实现信号处理的算法是一个很重要的问题。5.2 用信号流图表示网络结构1、数字网络的信号流图表示(1) 差分方程中数字滤波器的基本操作：①加法，②乘法,③延迟。(2) 三种基本操作的信号流图表示图 1 三种基本运算的流图表示箭头旁边标明增益，不标明则认为增益为1。两个变量相加，用一个圆点表示，圆点称为网络一节点。输入 x(n): 源节点或输入节点输出y(n): 吸收节点或输出节点2、信号流图（1）不同信号流图代表不同的运算方法，对于同一系统函数可以有许多种信号流图。（2） 基本信号流图应该满足以下条件：信号流图中所有支路都是基本的，即支路的增益是常数乘1Z。流图环路中必须存在延迟支路；如1212,a Za Z。节点和支路的数目是有限的。（3）用信号流图求网络的系统函数方法：列出各节点变量方程，求解该方程，推导出输出与输入之间的关系例：二阶差分方程（二阶数字滤波器）120()(1 )(2 )()y na y na y nb x n①二阶数字滤波器的方框图z－ 1x(n)x(n －1)x(n)ax(n)ax1(n)x2(n)x1(n)＋x2(n)x(n)x(n－1)z－ 1x(n)ax(n)ax1(n)x2(n)x1(n)＋x 2(n)单位延迟相乘相加3 / 12 ②信号流图（本质上与方框图是等效的）节点 1、2、3、...