[工學(xué)]第5章時(shí)域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(編輯修改稿)
2025-02-15 11:57 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ) ( ) ( ) ( ) ( )12 kY z H z X z H z X z H z X z? ? ? ?第 5章 時(shí)域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 例 畫出例題 H(z)的并聯(lián)型結(jié)構(gòu) 。 解：將例 H(z)展成部分分式形式： () .. zHz z z z?? ? ???? ? ?? ? ?11 1 28 1 6 2 0161 0 5 1 0 5將每一部分用直接型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，得到并聯(lián)型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)： x ( n ) y ( n )z 1z 11 680 . 52 0 1 6 0 . 5z 1第 5章 時(shí)域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 每一個(gè)一階網(wǎng)絡(luò)決定一個(gè)實(shí)數(shù)極點(diǎn)， 每一個(gè)二階網(wǎng)絡(luò)決定一對(duì)共軛極點(diǎn)。 并聯(lián)型結(jié)構(gòu)的 優(yōu)點(diǎn) ： （ 1）調(diào)整極點(diǎn)位置方便 但調(diào)整零點(diǎn)位置不如級(jí)聯(lián)型方便。 （ 2） 運(yùn)算誤差最小 各個(gè)基本網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的運(yùn)算誤差互不影響，沒有誤差積累。 （ 3） 運(yùn)算速度最高 由于基本網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)，可同時(shí)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算。 () .. zHz z z z?? ? ???? ? ?? ? ?11 1 28 1 6 2 0161 0 5 1 0 5第 5章 時(shí)域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) MATLAB信號(hào)處理工具箱提供 14種線性系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變換函數(shù)，實(shí)現(xiàn)各種結(jié)構(gòu)之間的變換。 缺少并聯(lián)結(jié)構(gòu)與其他結(jié)構(gòu)之間的變換函數(shù)。 本書涉及的 3種常用結(jié)構(gòu)（直接型、級(jí)聯(lián)型、格型）之間的變換函數(shù)有如下 4種： (1) tf2sos：直接型到級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)變換。 (2) sos2tf ：級(jí)聯(lián)型到直接型結(jié)構(gòu)變換。 (3) tf2latc：直接型到格型結(jié)構(gòu)變換。 (4) latc2tf：格型到直接型結(jié)構(gòu)變換。 4. 使用 MATLAB進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變換 第 5章 時(shí)域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) （ 1）變換函數(shù) tf2sos的調(diào)用格式 ［ S, G］ = tf2sos (B, A) 實(shí)現(xiàn) 直接型 到 級(jí)聯(lián)型 的變換。 B：直接型系統(tǒng)函數(shù)的分子多項(xiàng)式系數(shù)向量 A：直接型系統(tǒng)函數(shù)的分母多項(xiàng)式系數(shù)向量 當(dāng) A=1時(shí)，表示 FIR系統(tǒng)函數(shù)。 S： L級(jí)二階級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)的系數(shù)矩陣 G： L級(jí)二階級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)增益常數(shù) ()( ) ( ) ( ) ( )()10 112111111M Mii ri rkNNiirirbz CzH z A A H z H z H za z d z? ?? ??????? ? ???? ???() j j jjjjzzHza z a z? ? ??????????120 1 212121第 5章 時(shí)域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) S為 L 6矩陣，每一行表示一個(gè)二階子系統(tǒng)函數(shù)的系數(shù)向量，第 k行對(duì)應(yīng)的 2 級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)函數(shù)為 H(z)=H1(z)H2(z)? HL(z) ??????????120 k 1 k 2 kk 121 k 2 kb b z b zH ( z) k 1 , 2 , , L1 a z a zL L L L Lb b b a ab b b a aSb b b a a?????????01 11 12 11 2102 12 22 12 220 1 2 1 2111第 5章 時(shí)域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 例 B=［ 8，－ 4， 11，－ 2 A=［ 1，－ ， ，－ ［ S， G］ =tf2sos (B, A) S = － 0 － 0 － － G = 8 () . . .z z zHz z z z? ? ?? ? ?? ? ??? ? ?1 2 31 2 38 4 1 1 21 1 2 5 0 7 5 0 1 2 5第 5章 時(shí)域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 該結(jié)果與例 ，但本程序結(jié)果更標(biāo)準(zhǔn)。 (2) 變換函數(shù) sos2tf的調(diào)用格式 ［ B, A］ =sos2tf(S, G) 實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)型到直接型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變換。 B、 A、 S和 G的含義與［ S, G］ = tf2sos(B, A)中相同。 ? ? ?? ? ?? ? ???? ? ?1 1 21 1 21 0 . 1 9 z 1 0 . 3 1 z 1 . 3 1 6 zH ( z) 81 0 . 2 5 z 1 z 0 . 5 z( . ) ( . . )()( . ) ( . )z z zHzz z z? ? ?? ? ?? ? ??? ? ?1 1 21 1 22 0 3 7 9 4 1 2 4 5 2 6 41 0 2 5 1 0 5第 5章 時(shí)域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) FIR系統(tǒng)的 基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) FIR網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： （ 1）沒有反饋支路，即沒有環(huán)路 （ 2）單位脈沖響應(yīng)有限長(zhǎng) 設(shè)單位脈沖響應(yīng) h(n)長(zhǎng)度為 N， 系統(tǒng)函數(shù) H(z)： ( ) ( )NnnH z h n z???? ?10( ) ( ) ( )10?????Nmy n h m x n m差分方程： 第 5章 時(shí)域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 圖 FIR直接型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1．直接型 按照 H(z)或者卷積公式直接畫出結(jié)構(gòu)圖。這種結(jié)構(gòu)稱為 直接型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 或者稱為 卷積型結(jié)構(gòu) 。 ( ) ( )NnnH z h n z???? ?10( ) ( ) ( )10?????Nmy n h m x n mx ( n )y ( n )z 1z 1z 1h ( 0 ) h ( 1 ) h ( 2 ) h ( N 2 ) h ( N 1 )第 5章 時(shí)域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 2．級(jí)聯(lián)型 將 H(z)進(jìn)行因式分解，并將共軛成對(duì)的零點(diǎn)放在一起，形成一個(gè)系數(shù)為實(shí)數(shù)的二階形式，構(gòu)成由一階或二階因子級(jí)聯(lián)型的結(jié)構(gòu)，其中每一個(gè)因式都用直接型實(shí)現(xiàn)。 【 例 】 設(shè) FIR網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)函數(shù) H(z)如下式： 畫出 H(z)的直接型結(jié)構(gòu)和級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)。 解：將 H(z)進(jìn)行因式分解，得到： 其級(jí)聯(lián)型結(jié)構(gòu)和直接型結(jié)構(gòu)如圖 。 ( ) . . . .H z z z z? ? ?? ? ? ?1 2 30 9 6 2 0 2 8 1 5( ) ( . . ) ( . )H z z z z? ? ?? ? ? ?1 1 20 6 0 5 1 6 2 3第 5章 時(shí)域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 圖 例 ( ) . . . .H z z z z? ? ?? ? ? ?1 2 30 9 6 2 0 2 8 1 5y ( n )x ( n )0 . 9 6 2 2 . 8 1 . 5Z 1Z 1Z 1Z 1x ( n ) 0 . 60 . 51 . 623y ( n )Z 1Z 1( ) ( . . ) ( . )H z z z z? ? ?? ? ? ?1 1 20 6 0 5 1 6 2 3第 5章 時(shí)域離散系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)
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