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1、第二章學習目標掌握序列的概念及其幾種典型序列的定義,掌握序列的基本運算,并會判斷序列的周期性。掌握線性/移不變/因果/穩(wěn)定的離散時間系統(tǒng)的概念并會判斷,掌握線性移不變系統(tǒng)及其因果性/穩(wěn)定性判斷的充要條件。了解常系數(shù)線性差分方程及其用迭代法求解單位抽樣響應。了解對連續(xù)時間信號的時域抽樣,掌握奈奎斯特抽樣定理,了解抽樣的恢復過程。第二章離散時間信號與系統(tǒng)2.1離散時間信號—序列序列:對模擬信號進行等間隔采樣,采樣間隔為T,得到n取整數(shù)。對于不同的n值,是一個有序的數(shù)字序列:該數(shù)字序列就是離散時間信號。實際信號處理中,這些數(shù)字序列值
2、按順序存放于存貯器中,此時nT代表的是前后順序。為簡化,不寫采樣間隔,將序列表示成{x(n)},稱為序列。簡記:x(n)x(n)代表第n個序列值,在數(shù)值上等于信號的采樣值注意:x(n)只在n為整數(shù)時才有意義序列除了數(shù)學表達式外,還常常采用圖形方式來表示,如下圖所示。雖然橫坐標畫成一條連續(xù)的直線,但x(n)僅僅對于整數(shù)的n值才有意義。研究數(shù)字信號處理的的方法:采用離散時間信號(序列)來討論數(shù)字信號處理的理論和算法,得到的結論可以簡單推廣到數(shù)字信號,僅僅需要考慮幅度量化帶來的有限字長效應。原因:數(shù)字信號是將離散時間信號的幅度進行量
3、化而得到的,并且在數(shù)學表示和推導中不如序列形式方便和容易。1、幾種典型序列1)單位抽樣序列2)單位階躍序列與單位抽樣序列的關系3)矩形序列注2:與其他序列的關系注1:可以用來得到一個有限長(寬)序列,通過下式運算把一個無限長或很長序列變成長度為N點的序列。該序列稱為矩形序列,也稱作“矩形窗”,其中,N稱為窗的寬度。4)實指數(shù)序列為實數(shù)5)復指數(shù)序列為數(shù)字域頻率例:6)正弦序列模擬正弦信號:數(shù)字域頻率是模擬域頻率對采樣頻率的歸一化頻率2、序列的運算(1)相加(2)數(shù)乘(3)移位(4)相乘(5)反轉(zhuǎn)(翻褶)(6)卷積(7)加窗1)
4、相加同序列號n的序列值逐項對應相加2)數(shù)乘即將序列的每項序列值同時乘以常數(shù)。3)移位序列x(n),當m>0時x(n-m):延時/右移m位x(n+m):超前/左移m位4)相乘同序號n的序列值逐項對應相乘5)反轉(zhuǎn)(翻褶)x(-n)是以n=0的縱軸為對稱軸將序列x(n)加以翻褶6)卷積設兩序列x(n)、h(n),則其卷積和定義為:其中,符號“*”表示一種特定的運算形式,稱作“卷積”卷積和與兩序列的前后次序無關7)加窗注意1:前3種運算是最普遍,最基本的運算形式,它們可以構成DSP系統(tǒng)中很多復雜的處理。任何一個序列x(n)可以表示成單
5、位取樣序列的移位加權和,也可表示成與單位取樣序列的卷積和。例:注意2:3、序列的周期性若對所有n存在一個最小的正整數(shù)N,滿足則稱序列x(n)是周期性序列,周期為N。例:因此,x(n)是周期為8的周期序列討論一般正弦序列的周期性分情況討論1)當為整數(shù)時2)當為有理數(shù)時3)當為無理數(shù)時例:判斷是否是周期序列討論:若一個正弦信號是由連續(xù)信號抽樣得到,則抽樣時間間隔T和連續(xù)正弦信號的周期T0之間應是什么關系才能使所得到的抽樣序列仍然是周期序列?設連續(xù)正弦信號:抽樣序列:當為整數(shù)或有理數(shù)時,x(n)為周期序列令:例:N,k為互為素數(shù)的正
6、整數(shù)即N個抽樣間隔應等于k個連續(xù)正弦信號周期