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Z变换的基本性质

利用常用信号Z变换对和Z变换的性质,可以求解复杂信号的Z变换和反变换。总之,掌握Z变换的性质,可以从性质的基本形式、应用该性质的基本思路及应用中应该注意的问题三个方面来掌握。
1. 线性

Z变换是一种线性变换,它满足叠加原理,即若有:

那么对于任意常数a、b,Z变换都能满足以下等式:

通常两序列和的Z变换的收敛域为两个相加序列的收敛域的公共区域:

  

如果线性组合中某些零点与极点互相抵消, 则收敛域可能扩大。

2. 序列的移位

位移m可以为正(右移)也可以为负(左移)。

证:

3. 乘以指数序列(Z域尺度变换)

证:

4. X(z)的微分

证:

交换求和与求导的次序,则得

5. 复序列的共轭

式中,符号“*”表示取共轭复数

证:

6. 翻褶序列

证:

7. 初值定理

对于因果序列x(n),即x(n)=0, n<0, 有

证:

8. 终值定理

设x(n)为因果序列,且X(z)=Z[x(n)]的全部极点,除有一个一阶极点可以在z=1 处外,其余都在单位圆内,则

证:利用序列的移位性质可得

再利用x(n)为因果序列可得

分析一下(z-1)X(z)的收敛域。由于X(z)在单位圆上只有在z=1 处可能有一阶极点,函数(z-1)X(z)将抵消掉这个z=1处的可能极点,因此(z-1)X(z)的收敛域将包括单位圆,即在1≤|z|≤∞上都收敛,所以可以取z→1 的极限,

9. 序列卷积(卷积定理)

在线性时不变系统中,如果输入为x(n),系统的单位脉冲响应为h(n),则输出y(n)是x(n)与h(n)的卷积; 利用卷积定理, 通过求出X(z)和H(z),然后求出乘积X(z)H(z)的Z反变换,从而可得y(n)。这个定理得到广泛应用。

10. 序列乘积(复卷积定理)


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