例:已知一个因果的离散时间系统的差分方程为

  试(1)求系统的传递函数 以及相应的收敛域;
   (2)根据传递函数说明系统是否是稳定的;
   (3)求解系统的单位冲激响应。

  解:(1)求传递函数及其收敛域。

  为了求系统的传递函数,先对系统差分方程两边取Z变换:

  这样,根据系统传递函数 的定义,可得

  容易看出,函数H(z)有两个一阶零点 和两个一阶极点 。由于要求H(z)对应的单位冲激响应序列是因果的,H(z)的收敛域至少应是 ;又由于 时, 是有限值,所以 的收敛域可以无穷远点 ;因此最终的收敛域为

  (2)判断系统的稳定性。考虑传递函数的ROC,单位圆内在其中,根据我们前面已经证明的结论,这样的系统是稳定的。

  (3)利用部分分式分解法,可以将H(z)分解为下面的部分分式的形式

     

  对各子式分别求逆Z变换,可得相应的时域序列,也即传递函数对应的单位冲激响应(序列)

  2)根据传递函数零极点分布求系统频率响应特性

  (a)频率响应的概念:

  所谓系统的频率响应,简单的说,就是系统对输入信号的频谱的影响(改变)特性。前面我们已经知道,对线性时不变系统,输出信号是输入信号与系统单位冲激响应的卷积;而根据第二章关于傅里叶变换性质中的卷积定理,时域卷积,频域乘积 。这种频域乘积相当于对信号的频谱进行加窗,对不同的频率分量,窗函数乘不同的系数。这样就可以把一些不关心的频率成分过滤掉。因此,系统的频率响应,实际上指的就是系统单位冲激响应的傅里叶变换频谱。

  (b)幅频响应特性分类

  按照系统的幅频响应特性(即系统单位冲激响应的傅里叶变换),可以将系统分为低通滤波器、带通滤波器、高通滤波器、带阻滤波器、全通滤波器。

  对连续时间系统而言,按不同的幅频响应特性,相应的示意图如下:

6-7 连续时间系统按幅频响应分类(示意图)