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已知某因果LSI数字滤波器的差分方程为y(n)+0.5y(n-1)-0.36y(n-2)=3x(n)+0.1x(n-1),则其系统函数H(z)=①,频率响应H(ejω)=②,输入x(n)=ej0.01n时,系统的零状态响应yzs(n)=③;系统的单位采样响应h(n)=④;当系统输入x(n)=(0.5)nu(n)时,系统的响应初值y(0)=⑤,终值y(∞)=⑥。

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2个月前
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深入研究一些

对于给定的因果LSI(线性时不变)数字滤波器,我们可以根据其差分方程来确定系统函数H(z)、频率响应H(ejω)、零状态响应yzs(n)、单位采样响应h(n)以及系统响应的初值和终值。

系统函数H(z)

首先,根据差分方程: y(n)+0.5y(n1)0.36y(n2)=3x(n)+0.1x(n1)y(n) + 0.5y(n-1) - 0.36y(n-2) = 3x(n) + 0.1x(n-1) 我们可以将其转换为系统函数H(z)的形式。将差分方程中的y(n)、y(n-1)和y(n-2)用z的幂次表示,x(n)和x(n-1)同样用z的幂次表示,得到: H(z)=Y(z)X(z)=3+0.1z11+0.5z10.36z2H(z) = \frac{Y(z)}{X(z)} = \frac{3 + 0.1z^{-1}}{1 + 0.5z^{-1} - 0.36z^{-2}} 这里,Y(z)和X(z)分别是输出和输入信号的Z变换。

频率响应H(ejω)

系统函数H(z)可以通过将z替换为ejωe^{j\omega}来得到频率响应H(ejω): H(ejω)=3+0.1ejω1+0.5ejω0.36e2jωH(e^{j\omega}) = \frac{3 + 0.1e^{-j\omega}}{1 + 0.5e^{-j\omega} - 0.36e^{-2j\omega}}

零状态响应yzs(n)

当输入信号x(n)为ej0.01ne^{j0.01n}时,系统的零状态响应yzs(n)可以通过将输入信号的Z变换代入系统函数H(z)来求得。由于输入信号是复指数信号,其Z变换为: X(z)=11ej0.01z1X(z) = \frac{1}{1 - e^{j0.01}z^{-1}} 将此代入系统函数H(z),可以得到零状态响应的Z变换,然后逆Z变换得到yzs(n)。

单位采样响应h(n)

单位采样响应h(n)是系统对单位脉冲输入δ(n)的响应。由于因果系统的特性,h(n)可以通过系统函数H(z)的逆Z变换得到: h(n)=IDFT{3+0.1z11+0.5z10.36z2}h(n) = \text{IDFT} \left\{ \frac{3 + 0.1z^{-1}}{1 + 0.5z^{-1} - 0.36z^{-2}} \right\}

系统响应的初值和终值

当系统输入为x(n)=(0.5)nu(n)x(n) = (0.5)^n u(n)时,系统的响应可以通过将输入信号的Z变换代入系统函数H(z)来求得。输入信号的Z变换为: X(z)=0.510.5z1X(z) = \frac{0.5}{1 - 0.5z^{-1}} 将此代入系统函数H(z),可以得到系统响应的Z变换,然后求得初值y(0)和终值y(∞)。

由于这个问题需要进行详细的数学计算和变换,具体的数值结果需要通过计算软件或手工计算得到。上述步骤提供了求解这个问题的理论框架。1

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数字滤波器差分方程求解方法
系统函数H(z)的计算方法
频率响应H(ejω)的计算公式
零状态响应yzs(n)的求解步骤
单位脉冲响应h(n)的计算方法
数字滤波器的初值和终值求解技巧

以上内容由AI搜集生成,仅供参考

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