Общие свойства передаточной функции.

Критерий устойчивости дискретной цепи совпадает с критерием устойчивости аналоговой цепи: полюсы передаточной функции должны располагаться в левой полуплоскости комплексного переменного , что оответствует положению полюсов в пределах единичного круга плоскости 

z = x + jy.

Передаточная функция цепи общего вида записывается, согласно (2.3), следующим образом:

, (2.6)

где знаки слагаемых учитываются в коэффицентах a_i , b_j , при этом b₀=1.

Свойства передаточной функции цепи общего вида удобно сформулировать в виде требований физической реализуемости рациональной функции от Z: любая рациональная функция от Z может быть реализована в виде передаточной функции устойчивой дискретной цепи с точностью до множителя H₀ЧH^Q, если эта функция удовлетворяет требованиям:

коэффициенты a_i, b_j - вещественные числа,

корни уравнения V(Z)=0, т.е. полюсы H(Z), расположены в пределах единичного круга плоскости Z.

Множитель H₀ЧZ^Q учитывает постоянное усиление сигнала H₀ и постоянный сдвиг сигнала по оси времени на величину QT.

Частотные характеристики.

Комплекс передаточной функции дискретной цепи

определяет частотные характиристики цепи

- АЧХ,  - ФЧХ.

На основании (2.6) комплекс передаточной функции общего вида запишется так

.

Отсюда формулы АЧХ и ФЧХ

, (2.7)

, (2.8)

Частотные характеристики дискретной цепи являются периодическими функциями. Период повторения равен частоте дискретезации w_д.

Частотные характеристики принято нормировать по оси частот к частоте дискретезации

 , (2.9)

где W - нормированная частота.

В расчетах с приенением ЭВМ нормирование по частоте становится необходимостью.

Пример. Определить частотные характеристики цепи, передаточная функция которой

H(Z) = a₀ + a₁ЧZ^-1.

Решение.

Комплекс передаточной функции: H(jw) = a₀ + a₁e^-jwT.

с учетом нормирования по частоте: wT = 2p Ч W.

Поэтому

H(jw) = a₀ + a₁e^-j2pW = a₀ + a₁ cos 2pW - ja₁ sin 2pW .

Формулы АЧХ и ФЧХ

H(W) = , j(W) = - arctg .

графики АЧХ и ФЧХ для положительных значений a₀ и a₁ при условии a₀ > a₁ приведены на рис.(2.5,а,б.)

Логарифмический масштаб АЧХ - ослабление А:

; . (2.10)

Нули передаточной функции могут распологаться в любой точке плоскости Z. Если нули расположены в пределах единичного круга, то характеристики АЧХ и ФЧХ такой цепи связаны преобразованием Гильберта и однозначно могут быть определены одна через другую. Такая цепь называется цепью минимально-фазового типа. Если хотябы один нуль появляется за пределами единичного круга, то цепь относится к цепи нелинейно-фазового типа, для которого преобразование Гильберта неприменимо.