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信号复现技术和零阶保持器原理解析

【摘要】:从采样信号中恢复出连续时间信号称为信号的复现。把前一个采样时刻nT的采样值不增不减地保持到下一个采样时刻(n+1)T的保持器称为零阶保持器。图8-9零阶保持器输入输出之间关系图零阶保持器单位脉冲响应如图8-10所示。图8-11零阶保持器频率响应幅频特性的幅值随频率ω的增大而衰减,具有明显低通滤波特性。采用零阶保持器还将产生滞后相移,这将使系统的相对稳定性降低。与其他各阶保持器相比,零阶保持器产生的相位滞后最小。

从采样信号中恢复出连续时间信号称为信号的复现。在满足采样定理的前提下,采样信号没有混叠现象。把前一个采样时刻nT的采样值不增不减地保持到下一个采样时刻(n+1)T的保持器称为零阶保持器。其输入信号与输出信号之间的关系如图8-9所示。采样值经过保持器既不放大,也不衰减,保存一个采样周期T。

图8-9 零阶保持器输入输出之间关系图

零阶保持器单位脉冲响应如图8-10所示。

图8-10 零阶保持器单位脉冲响应

零阶保持器脉冲响应可表示为 gh(t)=1(t)-1(t-T)

零阶保持器的传递函数

令s=jω,可以求得零阶保持器的频率特性为

则零阶保持器的幅频响应和相频响应分别为

则其频率响应如图8-11所示。

图8-11 零阶保持器频率响应

幅频特性的幅值随频率ω的增大而衰减,具有明显低通滤波特性。零阶保持器不是一个理想的低通滤波器,它除了允许主频谱通过外,还允许部分高频频谱通过。因此,由零阶保持器恢复的连续信号eh(t)与原来的连续信号e(t)是有差别的。采用零阶保持器还将产生滞后相移,这将使系统的相对稳定性降低。从零阶保持器输入输出关系图中也可看出,将阶梯信号的中点连接起来形成的虚线的形状与原连续信号e(t)相同,相位滞后T/2,该曲线的数字表达式为e(t-T/2)。与其他各阶保持器相比,零阶保持器产生的相位滞后最小。