1. Z變換的逆變換
已知Z變換X(Z)求對應的離散時間序列x[n]稱為Z變換的逆變換。逆Z變換的定義式為:
逆Z變換是一個對Z進行的圍線積分,積分路徑C是一條在 收斂環域(Rx-,Rx+)以內逆時針方向繞原點一周的單圍線。
求解逆Z變換的常用方法有:
(1)冪級數展開法(部分分式展開法)
如果得到的Z變換是冪級數形式的,則可以看出,序列值x[n]是冪級數中 項的系數;如果已經給出X(Z)的函數表達式,常常可以推導它的冪級數展開式或者利用已知的冪級數展開式,進一步X(Z)是部分分式,可用長除法可獲得冪級數展開式。
(2)留數定律法
對於有理的Z變換,圍線積分通常可用留數定律計算, ,即為 在圍線C內所有極點 上留數值的總和。
(3)利用已知變換對
(4)長除法
2. t2的z變換怎麼求
例子如下(套用即可):
Z變換(Z-transformation), 是對離散序列進行的一種數學變換。常用以求線性時不變差分方程的解。它在離散時間系統中的地位,如同拉普拉斯變換在連續時間系統中的地位。這一方法 ( 即離散時間信號的Z變換)已成為分析線性時不變離散時間系統問題的重要工具。在數字信號處理、計算機控制系統等領域有廣泛的應用。
離散時間序列 x(n) 的Z變換定義為X(z)=Σx(n)z-n ,式
中z=e,σ為實變數,ω為實變數,j=,所以z是一個幅度為eб,相位為ω的復變數。x(n)和X(z)構成一個Z變換時 。Z變換有如下性質:線性、移位、時域卷積、求和、頻移、調制 、微分以及乘 an 。 這些性質對於解決實際問題非常有用 。 已知Z變換X(z)求對應的離散時間序列稱為Z變換的逆變換 。
3. n^2*u(n)的Z變換是什麼
z變換為:Z/(Z-1/2)
解題過程如下:
原式=(1/2)^n*u(-n)
=2^-n
=(1/2)^n
z變換為Z/(Z-1/2)
求z變換的方法:
σ為實變數,ω為實變數,所以Z是一個幅度,相位為ω的復變數。x[n]和X(Z)構成一個Z變換對。單邊Z變換可以看成是雙邊Z變換的一種特例,對於因果序列雙邊Z變換與單邊Z變換相同。
Z變換的存在充分必要條件是:級數絕對可和。使級數絕對可和的成立的所有Z值稱為Z變換域的收斂域。由Z變換的表達式及其對應的收斂域才能確定原始的離散序列。
Z變換有線性性、序列移位、時域卷積、頻移、頻域微分等性質。這些性質對於解決實際問題非常有用。其性質均可由正反Z變換的定義式直接推導得到。
4. Z變換的三大類方法是什麼
級數求和法,部分分式法和留數法。
如還有問題可以追問。
望採納。謝謝。
5. z變換和逆z 變換
1.z變換定義
z變換是研究數字信號各種運動規律的有效方法,多用於時間域的地震和聲波等信號的數字處理。我們先來看「時間序列」的表示方法,對於「時間序列」通用的方法是按等間隔時間點的信號幅值或脈沖表示,例如圖8-5,其「時間序列」可表示為
地球物理數據處理基礎
圖8-5 時間序列圖形
以時間函數b(n)在各時間點n的值作為變數z的n乘方項的系數,構成一個多項式B(z),即
地球物理數據處理基礎
這里的B(z)就稱為b(n)的z變換。其中稱z為時間函數b(n)的「單位延遲運算元」,簡稱延遲運算元。利用z變換就可以反映時間函數的運動特性。
(1)z變換可以表示不同時延的相同的波形
例如:zB(z)=z+2z2-z4-z5表示上述的波延遲一個單位,z2B(z)=z2+2z3-z5-z6表示上述的波延遲兩個單位,而znB(z)=zn+2zn+1-zn+3-zn+4則表示波延遲了n個單位(圖8-6)。
圖8-6 z變換不同延遲示意圖
(2)z變換可用於表示不同時延組合的復雜波
例如:如果B(z)是第一次爆炸的聲壓函數的z變換,延遲10個單位時間後又有一次爆聚,爆聚與第一次爆炸極性相反,強度是前者的一半,那麼組合波(圖8-7)的z變換為
地球物理數據處理基礎
圖8-7 組合波形圖
把上述z的多項式推廣到更為一般的情況,對於一個給定的離散信號序列x(n),以此序列為系數構造z的無窮級數稱為序列x(n)的z變換,記作X(z),即
地球物理數據處理基礎
考慮式(8-79)的收斂性,式(8-79)可改寫為兩個級數和形式:
地球物理數據處理基礎
數學上容易證明z變換的收斂域為環域:
地球物理數據處理基礎
其中,r為式(8-80)右端第一項級數絕對收斂的|z|中最小者,R為式(8-80)右端第二項級數絕對收斂的|z|中最大者。
在z變換式(8-79)中,如果令z=e-iω,則
地球物理數據處理基礎
可見,z變換與傅里葉變換(頻譜)是一個概念,二者之間只是一種符號的代換。因此,z變換具有與傅里葉變換相同的性質,如線性、交換性等,同樣也有褶積定理,即兩個信號褶積的z變換等於信號z變換的乘積。
2.z變換的計算
(1)根據z變換定義計算
[例1]時間序列x(t),取如下各值{x(-2),x(-1),x(0),x(1),x(2),x(3)},所得結果為{8,3,-2,0,4,-6},求其z變換。
解:其z變換為
地球物理數據處理基礎
[例2]求 的z變換。
解:其z變換為 其收斂域2z<1,即
[例3]求序列 的z變換。
解: 其收斂域
[例4]求序列 的z變換。
解:求得 其收斂域
(2)根據褶積定理計算
設時間序列a(k),b(k)的z變換分別為A(z)和B(z),即
地球物理數據處理基礎
y(k)為這兩個時間序列a(k),b(k)的褶積,即
y(k)=a(k)*b(k)
則由z變換的褶積定理,知
Y(z)=A(z)·B(z)
即兩序列褶積的z變換,等於兩個序列的z變換的乘積。
[例5]已知a(k)={a(0),a(1),a(2),a(3),a(4)}={1,1,1,1,1},且b(k)=a(k),求
褶積值y(k)=a(k)*b(k)。
解:根據z變換褶積定理
地球物理數據處理基礎
由此可得
y(k)={1,2,3,4,5,4,3,2,1}(k=0,1,…,8)
可以看出,用z變換計算a(k)*b(k)比直接演算法簡便得多。
這種演算法也可以推廣到多項褶積,即如果存在若干個序列a(j),b(j),…,k(j),那麼他們的褶積y(j)=a(j)*b(j)*…*k(j)的z變換為Y(z)=A(z)·B(z)…K(z)。
3.逆z變換
上面分析了從已知序列x(n)求出z變換的正問題。下面分析由X(z)求其對應序列x(n)的逆問題,即逆z變換。這里列舉了求逆z變換的三種方法,並用例子進行說明。
(1)直接展開法
[例1]已知 |z|<a,求x(n)。
解:因為|z|<a,故 可構造無窮級數,即
地球物理數據處理基礎
[例2]已知 |z|>a,求x(n)。
解:因為|z|>a,故 所以
地球物理數據處理基礎
故x(n)={-a,-a2,…}(n=-1,-2,…)
(2)部分分式法
[例3]已知 求x(n)。
地球物理數據處理基礎
[例4]已知 1<|z|<4,求x(n)。
地球物理數據處理基礎
根據前面例子有
X1(z)=-z-1-z-2-…,|z|>1
X2(z)=1+4-1z+4-2z2+4-3z3+…,|z|<4
故有
6. 求Z反變換有哪些方法
Z變換的求解有2種,長除法和部分分式法,此題不能通過因式分解展開成常用Z變換表中的因式乘積的形式,所以只能用長除法完成.