background image

 

Katedra Elektrotechniki i Podstaw Informatyki  

 

 

LABORATORIUM SYGNAŁÓW I SYSTEMÓW 

 

 

Ćw. nr 

Temat 

Badanie własności sygnałów dyskretnych 

z wykorzystaniem przekształcenia Z 

Opracowały 

Rok / gr. lab. 

Data wyk. ćw. 

1. 

2. 

1EF-DI / L2 

23.10.2013 

 

 

 

 

--------------------

--------------------

--------------------

--------------------

background image

 

 

 

 

 

 

 

 

1) Skok jednostkowy   u[n]

 

Ćwiczenie 1:

 

 

Wyznaczyć  transformaty Z następujących funkcji

 

 

a) f1[n]:=2u[n] + u[n-2] 

 

 

b) f2[n]:=u[n] - u[n-4]

 

                                                                 

 

Jak zmieni się  transformata 

Z

 względem transformaty skoku jednostkowego?

 

 

 

 

 

2) Impuls  jednostkowy - Delta Kroneckera  [n]

 

Ćwiczenie 2:

 

 

- Wyznaczyć  transformaty Z następujących funkcji

 

 

a)  f1[n]:=2δ [n]+ δ [n-2] 

 

 

b)  f2[n]:=3δ [n] +2δ [n-1] – δ [n-3] 

 

                                                               

 

 

Jak zmienia się  transformata 

Z

 funkcji względem Delty podstawowej 

 

 

 

 

 
 

 

f1 n

( )

2 u n 0

(

)

u n 2

(

)

f1 n

( ) zt rans n

2 z

2

1

z z

1

(

)

f2 n

( )

u n 0

(

)

u n 4

(

)

f2 n

( ) zt rans

z

3

z

2

z

1

z

3

f1 n

( )

2

n 0

(

)

n 2

(

)

f1 n

( ) zt rans n

2 z

2

1

z

2

f2 n

( ) zt rans n

z

3

z

2

z

1

z

3

f2 n

( )

3

n 0

(

)

2

n 1

(

)

n 3

(

)

background image

 

 

a) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Funkcja wykładnicza    an

 

Ćwiczenie 3:

 

 

- W

yznaczyć  transformaty Z  następujących funkcji

 

 

a) f1[n]:=5*(0.8)n 

 

 

b

) f3[n]:=

2

*

(0.5)

n-1 *

u[n-1]

 

 
 

Jak zmienia się  transformata Z ?

 

 

 

 

 

 

b) 

 

 

 

 

 

f1 n

( )

5 0.8

(

)

n

f1 n

( ) zt rans n

5 z

z

0.8

simp lify

4.0

z

0.8

5.0

f n

( )

0.8

(

)

n

f n

( ) zt rans n

z

z

0.8

5

z

z

0.8

simp lify

4.0

z

0.8

5.0

f3 n

( )

2 0.5

(

)

n 1

u n 1

(

)

f3 n

( ) zt rans

4.0

2.0 z

1.0

simp lify

4.0

2.0 z

1.0

f n

( )

0.5

(

)

n

f n

( ) zt rans

z

z

0.5

2z

z

0.5

z

1

simp lify

4.0

2.0 z

1.0

background image

 

4) Wyznaczanie transformaty odwrotnej Z 

a)

 

 

 

 

 

 

b) 

 

 

 

2

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1

0

1

f n

( )

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F z

( )

1

z

f n

( )

F z

( ) invztrans

n

1 0

(

)

n

0 8

F z

( )

1

2 z

2

z

3

f n

( )

F z

( ) invztrans

n 0

(

)

2

n

2 0

(

)

n

3 0

(

)

n

0 8

2

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

2

1

0

1

2

3

f n

( )

n

background image

c) 

 

 

 

 

 

d) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F z

( )

1

z

1

f n

( )

F z

( ) invztrans

1

n 0

(

)

n

0 8

2

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

2

1

0

1

2

3

f n

( )

n

F z

( )

z

2

z

1

f n

( )

F z

( ) invztrans

1

n

1 0

(

)

n

2 0

(

)

n 0

(

)

n

0 8

2

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

2

1

0

1

2

3

f n

( )

n

background image

e)

 

 

 

 

 

f) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F z

( )

z

z

1

(

) z

1

(

)

f n

( )

F z

( ) invztrans

n

n

0 8

2

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0

5

10

f n

( )

n

F z

( )

z

2

z

1

3

z

1

5

f n

( )

F z

( ) invz trans

5

1

3

n

2

3

1

5

n

2

n

0 8

2

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

2

1

0

1

2

3

f n

( )

n

background image

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

 

g) 

 

 

 

 

 

 

F z

( )

10z

z

1

2

z

1

5

f n

( )

F z

( ) invz trans

100

1

2

n

3

100

1

5

n

3

n

0 8

2

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

2

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

f n

( )

n

background image

 

h) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F z

( )

1

z

2

(

) z

3

(

)

f n

( )

F z

( ) invztrans

2

n

10

n 0

(

)

6

3

(

)

n

15

n

0 8

2

1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

20

10

0

10

20

f n

( )

n

background image

WNIOSKI: 

Zadanie 1. 

Transformata z podpunktu a) powstała poprzez zsumowanie dwóch skoków jednostkowych, z czego 
pierwszy jest o dwukrotnej amplitudzie, a drugi jest opóźniony o 2 jednostki. Drugą składową musimy 
pomnożyć przez z

-n 

(gdzie n- wartość opóźnienia).Po wykonaniu odpowiednich obliczeń dostajemy 

poprawny wynik. 

Transformata z podpunktu b) jest bardzo podobna. Postępujemy z nią tak, jak w poprzednim przykładzie. 
Również w tym przypadku otrzymujemy poprawny wynik.  

Podczas wykonywania tego zadania zauważyłyśmy, że różnica dwóch transformat Z jest równa 
transformacie z różnicy.  

 

 

Zadanie 2. 

Transformata Z Delty Kroneckera wynosi 1. Pierwsza transformata składa się z dwóch składowych: 
pierwsza o dwukrotnie większej amplitudzie, a druga opóźniona o 2 jednostki. Korzystając ze wzoru

 możemy obliczyć transformatę opóźnioną o k jednostek. Podczas wykonywania tego przykładu 

można zauważyć, że suma poszczególnych transformat jest równa transformacie Z sumy. 

W drugim z przykładów mamy trzy składowe: delta podstawowa o amplitudzie równej 3, delta opóźniona 
o 1 jednostkę o dwukrotnie większej amplitudzie oraz delta opóźniona o 3 jednostki. Postępując 
podobnie jak poprzednio dochodzimy do analogicznego wniosku. Różnica transformat jest równa 
transformacie różnic. 

 

 

Zadanie 3. 

Funkcja wykładnicza z podpunktu a) to pięciokrotnie powiększony sygnał (0,8)

n

 (a=0,8). Transformata Z z 

iloczynu jest równa iloczynowi transformat. 

Drugi z przykładów jest bardziej skomplikowany. Mamy tutaj iloczyn funkcji (0,5)

opóźnionego o 1 

jednostkę

 

dwukrotnie powiększoną oraz skoku jednostkowego również opóźnionego o 1 jednostkę. Po 

wyznaczeniu transformaty Z oraz pomnożeniu jej możemy zauważyć, że jest ona równa transformacie 
całej funkcji. 

 

background image

 

Zadanie 4. 

Wartości poszczególnych transformat odwrotnych można wyznaczyć bez użycia programu. Sygnał jaki 
otrzymamy w wyniku odwrotnej transformaty Z jest deltą Kroneckera opóźnioną o 1 jednostkę, 
ponieważ możemy zapisać te sygnały w postaci z

-1

.  

Kolejne przykłady obliczamy podobnie, również rozbijając poszczególne transformaty Z na proste ułamki. 
Upraszczając je, można zauważyć, że sygnał który powstaje w wyniku takich działań, jest taki sam jak 
wynik odwrotnej transformaty Z.