2.5. Представление дискретизованных сигналов в комплексной плоскости
Для (преобразования Лапласа обычной дискретизованной экспоненты
полюсы находятся из условия
что эквивалентно
или
Эти результаты изображаются на плоскости 5 (фиг. 2.6) полюсом
который соответствует непрерывному сигналу, и множеством дополнительных полюсов, расположенных
одной линии через интервал
Этот интервал соответствует частоте дискретизации
заданной соотношением
Поскольку функция
содержит бесконечное число полюсов, ее можно записать в общем виде с помощью суммы
где
— полюсы, а коэффициенты
являются вычетами в полюсах. В случае когда
«представляется отношением полиномов
вычет в простом полюсе
определяется выражением
Вычет (2.16)
Применяя это соотношение к
получим
Отсюда вычет
для всех
Фиг. 2.6. Расположение полюсов для дискретизованной экспоненты.
Следовательно,
Для полного непрерывного сигнала
преобразование Лапласа записывается в виде
Фиг. 2. 7. Расположение нулей и полюсов и частотный спектр непрерывного сигнала.
После приведения к общему знаменателю получим
где числитель дает нули
показанные на фиг. 2.7.
Нули — это такие значения
при которых сумма составляющих превращается в нуль. Отметим, что частотный спектр
можно получить, вычисляя
в виде суммы или произведения на мнимой оси в плоскости 5.
Если теперь дискретизовать сигнал
то соответствующее ему преобразование Лапласа будет иметь вид
В плоскости
каждая составляющая сигнала представляется множеством полюсов, расположенных на одной линии через интервалы
Следовательно, полюсы
расположены так же, как и полюсы
но повторяются с интервалом
(фиг. 2.8, а).
Фиг. 2.8. Расположение нулей и полюсов и частотный спектр дискретизованного сигнала, а — расположение нулей и полюсов;
— частотный спектр, получаемый на мнимой оси.
Каждый член суммы (2.22) можно представить в виде ряда, что дает
Таким образом, эффект дискретизации состоит в том, что конфигурация нулей и полюсов дискретизованного сигнала является суммой конфигураций нулей и полюсов исходного сигнала, повторяющихся в плоскости
через интервалы
Следовательно, частотный спектр, оцениваемый на мнимой оси, является суммоц исходных спектров
расположенных через интервалы
(фиг. 2.8, б). Когда повторяющиеся конфигурации нулей и полюсов складываются, полюсы оказываются в тех же точках, где они были в конфигурации исходного сигнала, а нули занимают другие положения: они оказываются в точках, в которых сумма повторяющихся конфигураций равна нулю.