Z-transform

Den här artikeln behöver källhänvisningar för att kunna verifieras. (2023-07)
Åtgärda genom att lägga till pålitliga källor (gärna som fotnoter). Uppgifter utan källhänvisning kan ifrågasättas och tas bort utan att det behöver diskuteras på diskussionssidan.

Z-transformen används inom matematik och signalbehandling för att konvertera tidsdiskreta signaler (en sekvens av reella eller komplexa tal) till en komplexvärd representation i frekvensdomänen. Z-transformen är nära besläktad med fouriertransformen.

Z-transformen motsvaras i den tidskontinuerliga domänen av laplacetransformen.

Definition

Z-transformen av en signal är funktionen och definieras som

där är ett heltal och är ett komplext tal.

Om skall konverteras endast för icke-negativa värden av n, kan Z-transformens definition skrivas

Den senare kallas ibland för den enkelsidiga Z-transformen och den förra dubbelsidig. Inom signalbehandling används den enkelsidiga om signalen är kausal.

Egenskaper

Den inversa Z-transformen kan beräknas som

där är en sluten kurva kring origo som ligger innanför :s konvergensradie.

Den diskreta fouriertransformen är ett specialfall av Z-transformen med .

Tillämpningar

Z-transformen kan användas för att lösa vissa differensekvationer. En differensekvation på formen

där a1, ..., al, b är konstanter, kan, om man antar att Z-transformen av x är X, transformeras till

som man sedan kan bryta ut X ur:

Detta uttryck kan sedan inverstransformeras medelst exempelvis partialbråksuppdelning och tabell eller residykalkyl för att erhålla x.

Se även