零极点分布对系统频率响应的影响

1、实验题目专业、年级、班级学号姓名零极点分布对系统频率响应的影响以下内容由实验指导教师填写实验报告完成情况实验项目成绩指导教师时间年 月曰备注：(1)、按照要求独立完成实验内容。(2 )、实验结束后，把电子版实验报告按要求格式改名(例：09号_张三_实验七.doc)后，实验室统一 刻盘留档。实验三零极点分布对系统频率响应的影响一、实验目的1. 掌握系统差分方程得到系统函数的方法；2. 掌握系统单位脉冲响应获取系统函数的方法；3. 掌握用系统函数零级点分布的几何方法分析研究系统的频率响应二、实验原理在MATLAB 中，可以用函数z，p, K=tf2zp(num，den)求得有理分式形式的系统转移函

2、数的零、极点，用函数 zplane(z，p)绘出 零、极点分布图；也可以用函数zplane (num， den)直接绘出有理分式形式的系统转移函数 的零、极点分布图。另外，在 MATLAB中，可以用函数r，p，k=residuez (num，den)完成部分分式展开计 算；可以用函数 sos=zp2sos(z，p， K)完成三、实验内容(包括代码与产生的图形)1. 假设系统用下面差分方程描述：y( n)=x( n)+ay( n-1)假设a=0.7, 0.8, 0.9， 分别在三种情况下分析系统的频率特性，并打印幅度特性曲线。B=1;A=1,-0.7;subplot(3,3,1);zpla ne

3、(B,A);xlabel(实部 Re);ylabel(虚部 Im);title(y(n)=x(n)+0.7y(n-1)传输函数零、极点分布);grid onH,w=freqz(B,A,whole);subplot(3,3,4);将高阶系统分解为 2阶系统的串联。plot(w/pi,abs(H),l in ewidth,2);grid on;xlabel(omega/pi);ylabel(|H(eAjAomega)|);title( 幅频响应特性 );axis(0,2,0,4);subplot(3,3,7);plot(w/pi,angle(H),linewidth,2);grid on;axis

4、(-0.1,2.1,-3,3);xlabel(omega/pi); ylabel(phi(omega); title(相频响应特性);B=1;A=1,-0.8;subplot(3,3,2);zplane(B,A);xlabel(实部 Re);ylabel(虚部 Im);title(y(n)=x(n)+0.8y(n-1) 传输函数零、 极 点分布 );grid onH,w=freqz(B,A,whole);subplot(3,3,5);plot(w/pi,abs(H),linewidth,2);grid on;xlabel(omega/pi); ylabel(|H(eAjAomega)|); t

5、itle(幅频响应特性);axis(0,2,0,4);subplot(3,3,8);plot(w/pi,angle(H),linewidth,2);grid on;axis(-0.1,2.1,-3,3);xlabel(omega/pi); ylabel(phi(omega); title(相频响应特性);B=1;A=1,-0.9;subplot(3,3,3);zplane(B,A);xlabel(实部 Re);ylabel(虚部 Im);title(y(n)=x(n)+0.9y(n-1) 传输函数零、 极点分布 );grid onH,w=freqz(B,A,whole);subplot(3,3

6、,6);plot(w/pi,abs(H),linewidth,2);grid on;xlabel(omega/pi);ylabel(|H(eAjAomega)|);title(幅频响应特性);axis(0,2,0,4);subplot(3,3,9);plot(w/pi,angle(H),linewidth,2);grid on;axis(-0.1,2.1,-3,3);xlabel(omega/pi); ylabel(phi(omega); title(相频响应特性);图1分析：由 y(n)=x(n)+ay(n-1)可知:Hz=Bz/Az=1心-az*1)系统极点z=a,零点z=0,当B点从w=

7、0逆时针旋转时， 在w=0点，由于极点向量长度最短，形成波 峰,并且当a越大，极点越接近单位圆，峰值 愈高愈尖锐；在 w=pi点形成波谷；z=0处零 点不影响幅频响应。2假设系统用下面差分方程描述：y(n) = x(n) +ax( n_1) 假设a=0.7, 0.8, 0.9， 分别在三种 情况下分析系统的频率特性，并打印幅度特性 曲线。B=1,0.7；A=1;subplot(3,3,1);zpla ne(B,A);xlabel(实部 Re);ylabel(虚部 Im);title(y(n)=x(n)+0.7x(n-1)传输函数零、极点分布);grid onH,w=freqz(B,A,whol

8、e);subplot(3,3,4);grid on;xlabel(omega/pi); ylabel(|H(eAjAomega)|); title(幅频响应特性); axis(0,2,0,2); subplot(3,3,7);plot(w/pi,a ngle(H),l in ewidth,2); grid on;axis(-0.1,2.1,-3,3);xlabel(omega/pi); ylabel(phi(omega); title(相频响应特性);B=1,0.8;A=1;subplot(3,3,2);zpla ne(B,A);xlabel(实部 Re);ylabel(虚部 Im);titl

9、e(y(n)=x(n)+0.8x(n-1)传输函数零、极点分布);grid onH,w=freqz(B,A,whole);subplot(3,3,5);plot(w/pi,abs(H),li newidth,2);grid on;xlabel(omega/pi);ylabel(|H(eAjAomega)|);title(幅频响应特性);axis(0,2,0,2);subplot(3,3,8);plot(w/pi,abs(H),li newidth,2);plot(w/pi,a ngle(H),li newidth,2); grid on;axis(-0.1,2.1,-3,3);xlabel(o

10、mega八pi); ylabel(phi(omega); title(相频响应特性);B=1,0.9;A=1;subplot(3,3,3);zpla ne(B,A);xlabel(实部 Re);ylabel(虚部 Im);title(y(n)=x(n)+0.9x(n-1)传输函数零、极点分布);grid onH,w=freqz(B,A,whole);subplot(3,3,6);plot(w/pi,abs(H),li newidth,2);grid on;xlabel(omega/pi);ylabel(|H(eAjAomega)|);title(幅频响应特性);axis(0,2,0,2);su

11、bplot(3,3,9);plot(w/pi,a ngle(H),li newidth,2);grid on;axis(-0.1,2.1,-3,3);xlabel(omega/pi);ylabel(phi(omega);title(相频响应特性);图2分析：系统极点 z=0，零点z=a，当B 点从w=0逆时针旋转时，在 w=0点，由于零 点向量长度最长，形成波峰：在 w=pi点形成 波谷；z=a处极点不影响相频响应。3.假设系统函数用下式描述：y(n )=1.273y( n-1)-0.81 y(n-2)+x( n)+x(n-1)试分析它的频率特性，要求打印其幅 度特性曲线，并求出峰值频率和谷值

12、频率。B=1,1;A=1,-1.273,0.81;subplot(1,3,1);zpla ne(B,A);xlabel(实部 Re);ylabel(虚部 Im);title(y( n)=1.273y( n-1)-0.81y( n-2)+x( n)+x(n-1)传输函数零、极点分布);axis(-1,1,-1,1);grid onH,w=freqz(B,A,whole);subplot(1,3,2);plot(w/pi,abs(H),li newidth,2);grid on;xlabel(omega/pi);ylabel(|H(eAjAomega)|);title(幅频响应特性);axis(0,2,0,4);subplot(1,3,3);plot(w/pi,a ngle(H),li newidth,2);grid on;axis(-0.1,2.1,-3,3);响。答：极点位置主要影响频响的峰值位置 及尖锐程度，零点位置主要影响频响的谷点位 置。xlabel(omega/pi);ylabel(phi(omega);title(相频响应特性);V|1 T1a斗H 予Pt- B*Jmi -r x*m j o分析：零点z仁-1 , z2=0当B点从w=0逆时针旋转时，当旋转到接近极点z1=0.79+j0.62*1.62*2)