我是DSP的新手,对于$ \数学Z $变换及其收敛区域(ROC),我毫不怀疑。

我知道$ \数学Z $转换是什么。但是我在理解ROC时遇到了麻烦。首先,我对$ X(z)$和$ x(z)$感到困惑。交换这些条款很容易引起我的注意。我知道ROC定义了$ \ mathcal Z $变换存在的区域。从网上和我的书中可以看出:如果$ x [n] $是有限持续时间序列,则ROC是整个$ z $平面,可能是$ z = 0 $或$ \ lvert z \ rvert = \ infty $。有限持续时间序列是在有限间隔$ n_1 \ le n \ le n_2 $


中不为零的序列,后来它说:


当$ n_2> 0 $时会有$ z ^ {-1} $项,因此ROC将不包括$ z = 0 $。当$ n_1 <0 $时,总和将是无限的,因此ROC将不包括$ \ lvert z \ rvert = \ infty $。


这就是我遇到的问题!他们试图在上一行中说“当$ n_2> 0 $时会有$ z ^ {-1} $项,因此ROC将不包括$ z = 0 $”这是什么意思$ z = 0美元?如果在哪个等式中,它们会将$ z $替换为$ 0 $吗?

如何计算无限序列的收敛区域?

评论

对此有一些不同的见解将是很高兴的。

#1 楼

老实说,我认为Z变换背后的理论在大学里也有点不透明。事后看来,参加复杂分析课程会更加清楚。而且我也不太喜欢似乎用于这些东西的符号约定。严格来说,这里的常规约定是


$ x [n] $表示离散时间序列

$ n \ in \ mathbb {Z} $
方括号表示离散参数


$ X(z)$表示连续值转换后的函数

$ z \ in \ mathbb {C} $(是复数)
括号表示接受连续值参数的函数
大写$ X $表示其他函数/序列$ x $的转换版本(类似符号用于傅立叶变换:$ F(j \ omega)\ leftrightarrow f(t)$





z = 0表示什么?


它们的意思是,只需将$ z = 0 $插入到您通常定义的Z变换中。

$ X(z)= \ sum_ {n = \ infty} ^ {\ infty} x [n] z ^ {-n} $

通常(更确切地说,当$ x [ n] \ ne 0 $对于某些$ n \ ne 0 $),对于某些复杂的$ z $,此和将发散(至无穷大),例如,令$ x [0] = 1,x [1] = 1 $和$ x [ $ n <0 $和$ n> 1 $的n] = 0 $。然后$ X(z)= 1 + z ^ {-1} $。 ROC不包含$ z = 0 $,因为$ \ lim_ {z \ rightarrow 0} X(z)= \ infty $

当您的文本显示为“当$ n_2> 0 $时,是$ z ^ {-1} $项,因此ROC将不包含$ z = 0 $“,这意味着,当$ x [n] $对于某些$ n> 0 $非零时,它z变换不可避免地要包含$ z ^ {-n} $项,该项在$ z = 0 $处会变为无穷大。就是这样。


我们如何计算无限序列的收敛区域?


很多数学。哈!

简而言之,这样做的方法是获得所讨论序列的代数公式,将其插入Z变换定义中,并使用几何序列(和复幂级数)分析中可用的工具来确定Z的位置-变换收敛/发散。实际上,确定$ | z | = 1 $是否收敛是最重要的问题,因为它确定稳定性,以及是否可以从系统中获得频率响应等。但是因果关系也可能很重要,具体取决于你在做什么。

评论


$ \ begingroup $
ROC不包含z = 0的意思是什么,对于limz→0X(z)=∞既然z ^ -0不在X(z)中,那么该语句是什么意思?
$ \ endgroup $
–蚂蚁的
2011年11月1日在2:40



$ \ begingroup $
@Ant(我想OP到底在问什么是“ z”?)因此,基本上Ant,AFAIK,$ \ Large {z = e ^ {(j \ frac {2 \ pi f} {f_s }}}} $。基本上,z变换类似于离散傅立叶变换。 (DFT)。对于很多想要分析稳定性的控制分析,他们通常只是将复杂的指数替换为“ z”,以便于使用。
$ \ endgroup $
–太空
2011年11月5日在21:49