关于z变换的问题

信息处理 z变换 转换 文件
2022-02-22 15:48:31

在从互联网上的不同书籍和文献中研究了 z 变换之后,我想问几个让我感到困惑的问题。

a) 从离散时间傅里叶变换,我们得到 z 变换的驱动方程。其中以极坐标形式表示 我想知道为什么我们用极坐标就像在一些书中它写的比是复数

X(z)=n=+x[n]zn
zz=rejωzzz=σ+jω

b)变换的 ROC 是否与拉普拉斯变换相同?在拉普拉斯变换中,我们检查的方向(即,如果我们有而不是)?ztu(t)Re[s]>a

3个回答

我认为通常(在信号处理书籍中)以极坐标形式编写z变换,以明确其与傅里叶变换的关系,即z变换等于单位圆上的傅里叶变换,即当r = 1时, 然后:

Ztransf-> <- 傅立叶变换或只是z=rejw=ejw

z=ejw

变量是复数,它既可以用极坐标形式表示,也可以用它的实部和虚部来表示。极坐标形式是优选的,因为收敛区域 (ROC) 由的大小)确定 -transform的定义之和中,这将变得很清楚zz=rejϕrzZ

(1)x[n]zn=x[n]rnejnϕ

可以清楚地看出,的值决定了级数的收敛性。这就是为什么来指定。. 对于双边 -transform,ROC 是一个环(,其中),而对于单边 -transform,ROC 在 a以复平面原点为中心的圆 ( , )。(1)rZr=|z|Za<|z|<bb>a0Z|z|>aa>0

请注意,对于拉普拉斯变换,复变量出现在指数中,因此 s 的实部了拉普拉斯变换的 ROC。这些是拉普拉斯变换和变换在 ROC 方面的对应关系:ssZ

s-plane z-planeright half-planeregion outside a circle (centered at the origin)vertical stripring (centered at the origin)left half-planeregion inside a circle (centered at the origin)

平面中的对应平面中的单位圆,即如果单位圆是ROC的一部分,则存在DTFT,如果对应的序列是LTI的脉冲响应系统,则系统稳定。jωsz

我认为由于使用 dtft 以及我们在 z 平面上解释它的方式,到那时我们更喜欢使用 z 变换而不是傅立叶变换。

关于 z 的确切形式有很多讨论,如果您将 z 用于解析序列,最好使用极坐标,因为您使用具有 epsilon 半径的环,如果您不使用此介绍,您将有更多的序列,比如 sinc 的 2 次方,你在第一个定义中找不到任何 zt。