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TRANSFORMADA Z UNILATERAL

Transformada Z unilateral - UTFPR

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Page 1: Transformada Z unilateral - UTFPR

TRANSFORMADA Z UNILATERAL

Page 2: Transformada Z unilateral - UTFPR

DEFINIÇÃO E PROPRIEDADES� É definida por

� Difere da bilateral no limite inferior da soma, que é sempre zero, seou não o sinal x(n) é zero para n < 0.

� Possuí as seguintes características:� Não contém informação sobre o sinal x(n) para valores negativos de

(z)Xz

x(n)

n

nxnznxzX ++

↔∞

=

+−≡+ ∑

0

)}({ Z)()(

� Não contém informação sobre o sinal x(n) para valores negativos detempo ( n < 0 ).

� É única somente para sinais causais, porque somente estes sinais são zeropara n<0.

� X+ (z) de x(n) é identico a transformada Z bilateral do sinal x(n)u(n).Desde de que x(n)u(n) é causal, a ROC de sua transformada, e então aROC de X+ (z) , é sempre o exterior do circulo. Assim, quando nóslidamos com transformada Z unilateral não é necessário referir-se a suaROC.

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Page 4: Transformada Z unilateral - UTFPR

DEFINIÇÃO E PROPRIEDADES� Quase todas a propriedades que foram estudadas para transformada Z

bilateral servem para a transformada Z unilateral com exceção dapropriedade do deslocamento.

� Propriedade do Deslocamento� Caso 1:Tempo de atraso

)()}({

0

)()(

n-klnzknxknxZ

n

nznxzX

(z)Xz

x(n)

=

−−=−+

=

−=+

++

causal )()(

)(

1

)()}({

0

)(

1

)()}({

)()}({

0

)()}({

nx(z)Xkzz

knx

zX

k

n

nznxkzknxZ

l

lzlx

kl

lzlxkzknxZ

kl

klzlxknxZ

n-kl

n

zknxknxZ

→+−+

↔−

++

=

−−=−+

=

−+−

−=

−−=−+

−=

−−=−+

=

=

−=−

∑∑

Page 5: Transformada Z unilateral - UTFPR
Page 6: Transformada Z unilateral - UTFPR

� Propriedade do Deslocamento� Caso 2:Tempo de avanço

DEFINIÇÃO E PROPRIEDADES

+=

+=+

=

∑∞

=

−+

=

−+

++

0

0

)()}({

)()(

n

n

n

n

z

knlzknxknxZ

znxzX

(z)Xx(n)

−=+

−=

+==

=

=+

∑∑

∑ ∑ ∑

∑∑

=

−++

=

−∞

=

+−

=

=

=

−−−+

=

−∞

=

+−+

1

0

1

0

0

1

0

)()()}({

)( )( )(

)()( )()(

)( )()}({

k

l

lk

k

l

l

kl

l

n

k

l kl

lll

kl

lk

kl

kl

zlxzXzknxZ

zlxzXzlx

zlxzlxzlxzX

zlxzzlxknxZ

Page 7: Transformada Z unilateral - UTFPR
Page 8: Transformada Z unilateral - UTFPR

� Teorema do valor final

� O limite existe se a ROC de inclue o circulo unitário.

DEFINIÇÃO E PROPRIEDADES

)()1(lim)(lim

)()(

1zXznx

zXnx

zn

z

+

→∞→

++

−=

)()1( zXz +−

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Page 10: Transformada Z unilateral - UTFPR

SOLUÇÃO DE EQUAÇÕES A DIFERENÇA� A transformada z unilateral é uma ferramenta muito eficiente para a

solução de equações a diferença com condições iniciais não-zero.

� Ela efetua isto reduzindo a equação a diferença relativa aos dois sinaisno domínio do tempo para uma equação algébrica equivalenterelativa a transformada z unilateral deles.

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RESPOSTA DE SISTEMAS POLO-ZERO COM CONDIÇÕES INICIAIS NÃO ZERO

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RESPOSTA DE SISTEMAS POLO-ZERO COM CONDIÇÕES INICIAIS NÃO ZERO

� Suponha que o sinal x(n) é aplicado para um sistema polo-zero emn=0.Assim, o sinal x(n) é assumido ser causal.

� Os efeitos de todos sinais de entrada anteriores para o sistema sãorefletidos nas condições iniciais y(-1),y(-2),...,y(-N).

� Desde que o sinal de entrada x(n) é causal e desde que estamosinteressados em determinar a saída y(n) para n ≥ 0, podemos usar ainteressados em determinar a saída y(n) para n ≥ 0, podemos usar atransformada z unilateral, que permite-nos lidar com as condiçõesiniciais.

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RESPOSTA DE SISTEMAS POLO-ZERO COM CONDIÇÕES INICIAIS NÃO ZERO

∑∑ ∑

∑ ∑

+

=

+−

= =

+−+

= =

==

+

−+−=

−+−−=

M

k

kk

N

k

N

k

nkk

N

k

M

kkk

X(z)(z)Xx(-n)x(n)

zXzbznyzYzazY

knxbknyany

01 1

1 0

:se- temY(z) Isolando

e 0 portanto causal, é que Lembrando

)()()()(

)()()(

∑∑

∑∑

=

==

−+

=

==

=

=

+

+=

−−=+=

+

−−

+=

N

k

kk

K

n

nN

k

kk

N

k

kk

K

n

nN

k

kk

N

k

kk

M

k

kk

zazA

znyzazNzA

zNzXzHzY

za

znyza

zX

za

zb

zY

1

110

0

1

11

1

0

1)(

)()( )(

)()()()(

1

)(

)(

1

)(

:se- temY(z) Isolando

Page 15: Transformada Z unilateral - UTFPR

� A equação pode ser dividida em duas partes:

RESPOSTA DE SISTEMAS POLO-ZERO COM CONDIÇÕES INICIAIS NÃO ZERO

)(

)()()()( 0

zA

zNzXzHzY +=+

zi

zs

A(z)

(z)N(z)Y

zXzHzY

=

=

+

:zero-não iniciais condições das resultante zero, entrada de Resposta

)()()(

:zero estado de Resposta

0

kk/k

L

k

nkk

N

k

nkk

N

k

nkkzi

zi

zizszizs

DAAnuqQnupAny

nupDny

(z)Y

nynyny(z)Y(z)Y(z)Y

+=+=

=

+=+=

∑∑

==

=

+

++

)()()()()(

)()()( emente,Consequent

.p,...,p ,p são polos seus e A(z) é der denominado O

)()()(

11

/

1

N21

Page 16: Transformada Z unilateral - UTFPR

� O efeito das condições iniciais é para alterar a resposta natural dosistema através da modificação do fator de escala {Ak }.

� Há nenhum novo polo introduzido pelas condições iniciais não-zero.

� Há nenhum efeito na resposta forçada do sistema.

RESPOSTA DE SISTEMAS POLO-ZERO COM CONDIÇÕES INICIAIS NÃO ZERO

� Estes pontos são reforçados no exemplo seguinte.

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