DSP:新手不了解 z 变换/复正弦频率和相位

信息处理 频率 阶段 z变换
2022-01-31 09:31:35

我正在阅读 Will Pirkles 设计音频效果插件这本书,但我不确定我是否正确理解了 z 变换。我在大学开始学习微分方程,但已经有五年多没有做过数学了,所以希望学习 DSP 不会让我头疼。

正如我所理解的书籍解释:z变换将公式更改为z,即复杂的正弦曲线。z,当从 0-pi 的输入映射时,将输出从 0hz 到 Nyquist 的频率。假设这是正确的,那么:

  1. 这些不同的复频率(从 0hz 到 Nyquist)中的任何一个是否与该范围内的任何其他频率具有不同的相位?

  2. az 本身是否是一个函数,具有特定的 z 值基本上只是这些复杂频率中的一个特定频率(同样,每个都有独特的相位)?

  3. 我假设由于可以在某个频率下创建一个音频振荡器并根据我的需要调整它的相位,所以我假设的“独特相位”对于复杂的正弦曲线是正确的,不会限制实际输出的相位,可以?(即,如果有一个音频应用程序,其中复数正弦波输出一个 11khz 和 90 度相位的复数频率,这并不意味着来自我的扬声器的音频 11khz 音调需要具有特定相位,对吗?)

希望其中任何一个都有意义。我相信对我所写内容的任何部分的任何更正都会有所帮助。如果听起来我完全不知道我在说什么,请 ELI5。感谢任何回复的人。

1个回答

z 变换将公式更改为根据复数正弦曲线 z。

这是一个狭隘的,在数学上并不是真正正确的表示。

z变换将时域中的信号转换为 z 域。最好将 z 域视为频域。当你在这个领域工作时,z不代表复杂的正弦曲线,不超过t在时域中。 z只是复杂正弦曲线的频率(如果您使用的值可能是衰减或增长的频率z不在单位圆上)。

z,当从 0 的输入映射到π,将输出从 0hz 到 Nyquist 的频率。

z=ejθ, 为了0θπ, 是从 0Hz 到奈奎斯特的无阻尼正弦曲线的频率。

这些不同的复频率(从 0hz 到 Nyquist)中的任何一个是否与该范围内的任何其他频率具有不同的相位?

正如你所说,这是一个毫无意义的问题。信号可以有相位,系统可以引起相移——但频率没有相位。频率是相位前进多快的量度。

是一个z本身就是一个函数,具有特定的z价值基本上只是这些复杂频率中的一个特定频率(同样,每个都有独特的相位)?

z是一个自由变量,就像时间是时域中的一个自由变量一样。

我假设由于可以在某个频率下创建一个音频振荡器并根据我的需要调整它的相位,所以我假设的“唯一相位”对于复杂的正弦波是正确的,不会限制实际输出的相位,可以?(即,如果有一个音频应用程序,其中复数正弦波输出具有 11khz 和 90 度相位的复数频率,这并不意味着来自我的扬声器的音频 11khz 音调需要具有特定相位,对吗?)

不知道你在做什么。如果您已经为自己构建了一个具有复数输出(或更准确地说是正交输出)的数字振荡器,那么您可以任意选择相对于您想要从扬声器输出的正弦波的振荡器输出的相移。