《信号与系统》-chapter6.4

20061122164系统函数与系统频域特性LT系统函数与系统频响特性ZT系统函数与系统频响特性FT系统函数与系统频响特性王文渊卓晴200611222X0本节内容LT系统函数与系统频响特性ZT系统函数与系统频响特性FT系统函数与系统频响特性王文渊卓晴200611223641LT系统函数与系统频域特性LT系统函数与系统的频域特性什么是系统的频响特性系统函数零极点与滤波器频响特性；二阶谐振系统的S平面分析全统函数与最小相移函数的零极点分布王文渊卓晴HSHTL200611224641LT系统函数与系统频域特性LT系统函数与系统的频域特性什么是系统的频响特性系统频响特性指系统在正弦信号激励下稳态响应随信号频率变化的情况；它包括有幅度随频率的响应以及相位随频率的响应两个方面；王文渊卓晴200611225641LT系统函数与系统频域特性LT系统函数与系统的频域特性LTIS稳定系统，输入正弦信号，稳态输出也是正弦信号，只是信号的幅值和相位发生了变化。系统函数HS可以反映出这些变化王文渊卓晴0000JSJHSHJHEH幅值增益，相位变化；200611226641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴00002200220100,SINNMMMNJJIIIHSEETETESSERSHSSKKKSJSJSP系统函数激励信号为一等幅正弦信号，系统响应后面项对应着衰减的瞬态响应。证明上述结论200611227641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴00000000000000000000000000000002222,2JMMJSJJMMJSJJJJJJJMEHJEHEKSJRSJJEHJEHEKSJRSJJHJHEHJHEKKEHEESJSJJSJSJ令稳态响应两项为200611228641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴0000000000002SINJJSSJJTJJTMMKKRTSJSJEHEEEEJEHT稳态响应对应的时域信号为1L前面的结论得证；200611229641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴系统的幅频响应与相频响应JSJHSHJHJEHJ频率为的正弦信号输入系统，系统地稳态输出也是一个正弦信号，频率响应特性为幅频响应特性；相频响应特性；2006112210641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴LT系统函数与系统的频域特性系统函数零极点与滤波器频响特性；对于通信、控制以及电力系统中，重要组成的部件是滤波网络；滤波器的分析幅频分析、相频分析、时域分析；滤波器的作用滤波，时延、均衡、形成滤波器相关问题滤波器理想化模型，滤波器实现，滤波器性能分析、滤波器的应用2006112211641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴系统的幅频特性分析网络的滤波特性低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器2006112212641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴系统的幅频特性分析网络的滤波特性低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器2006112213641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴根据系统函数HS在S平面的零极点分布绘制频响特性曲线11SMJJNIIHSSJKJZHJJP系统函数在平面上虚轴的取值反映了系统的频率特性频率特性取决于零极点的分布。2006112214641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴根据系统函数HS在S平面的零极点分布绘制频响特性曲线JIJIJJJJIIZPJZNEJPME零点极点所对应的复数矢量2006112215641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴1112121212JIMJJJJNJIIMNMNNEHJKHJEMENNNHJKMMM“2006112216641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴思考题非常靠近虚轴的极点、与零点会对频响特性有什么样的影响远离虚轴的极点、零点对频响特性有什么样的影响2006112217641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴一阶系统幅频分析举例1111,RCSZSKKKSPSPSP一阶系统的转移函数只有一个极点例如等形式例研究下图电路的频响特性。2006112218641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴2111S01SRCVSRHSVSRSCSSRC解写出系统的转移函数零点极点2006112219641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴111121211111JJNHJEMVEVVNVM幅频特性相频特性高通网络2006112220641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴21RC111VSHSVSRCSRC例分析下面低通电路的频响特性解系统的转移函数2006112221641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴112121111111JJHJRCMEVEVVVRCM幅频特性向频特性低通滤波器2006112222641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴二阶系统幅频分析举例1212121SZSZKKSPSPSPSP二阶系统具有两个储能元件，系统函数具有两个极点，它们的形式可有如下形式，两个极点落在实轴上非谐振系统两个共轭极点谐振系统2006112223641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴二阶系统幅频分析举例非谐振系统211221RCVJHJRCRCVJ例研究下面二阶系统频响特性，其中。注意该电路可以看成一个低通和高通电路的串联2006112224641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴21111122211111211211VSHSVSKSRCSSRCRCVNKVRCMM解写出电路的转移函数幅频特性相频特性分高、低两个频段分别进行分析。2006112225641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴带通电路2006112226641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴2006112227641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴2006112228641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴2006112229641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴2006112230641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴2006112231641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴2006112232641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴二阶系统幅频分析举例谐振系统具有两个共轭复根的二阶系统为谐振系统通常含有电感、电容量类储能元件的电路具有谐振特性2006112233641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴12211221,222001111221,2DDIVVSZSISGSCSLSCSPSPGGPJCCLCGCLC并联谐振电路中，与的转移函数衰减因数，谐振频率2006112234641LT系统函数与系统频域特性王文渊卓晴01,220ZSDDPJ例分析下系统框图所示的离散系统的频率响应。解系统的差分方程系统函数单位样值响应2006112270643ZT系统函数与系统频响特性王文渊卓晴121111112COSSINARCTAN1COSJJJJEHEEAHEAAAA该系统的频率响应为幅度响应响应响应2006112271643ZT系统函数与系统频响特性王文渊卓晴1111101100AAAA对于功率有限的信号经过结尾变为能量有限信号它的平均功率2006112292643FT系统函数与系统频响特性信号的功率谱王文渊卓晴2222LIM11LIMLIM12TTTTTJJFTFTRFTFTDTFDREDREDR定义信号的功率谱由自相关函数定义可知PPPPF1FWIENERKHINTCHINE关系式。2006112293643FT系统函数与系统频响特性信号的功率谱王文渊卓晴121211COSCOS22FTETERRE余弦信号自相关信号它的功率谱PF2006112294643FT系统函数与系统频响特性信号的能谱白噪声所有频率其功率密度为常数；它的自相关函数为冲激函数；噪声的频谱在线性系统的通频带中保持常数，可认为该噪声为白噪声。电阻的热噪声近似为白噪声。王文渊卓晴2006112295643FT系统函数与系统频响特性信号通过系统能量谱、功率谱分析信号的能谱；信号的功率谱；通过线性系统，信号的能谱、功率谱变化；王文渊卓晴2006112296643FT系统函数与系统频响特性通过线性系统，信号的能谱、功率谱分析王文渊卓晴222ERRERTHTETRJHJEJEJRJHJEEEE2006112297643FT系统函数与系统频响特性王文渊卓晴2,EREREREHHJHJHJHJHJHTHJHTHJRRHTHTRRR同理可以推导出再由可导出RPPEEPPFF2006112298643FT系统函数与系统频响特性王文渊卓晴2222111,111