零阶保持器：实现信号恒定保持的常用方法

零阶保持器是最常用的一种保持器，它把采样时刻的采样值恒定不变地保持（或外推）到下一采样时刻。也就是说，在t∈[nT，（n＋1）T]区间内，零阶保持器的输出值一直保持为x（nT）。如图7-11所示，零阶保持器的输出xh（t）为阶梯信号。

由于xh（kT）＝x（kT）（k＝0，1，2，⋯），所以保持器的输出xh（t）与连续输入信号x（t）之间的关系式为

将xh（t）的拉式变换为

上式与式（7-5）比较后，知道零阶保持器的传递函数为

图7-11 应用零阶保持器恢复信号

零阶保持器的频率特性为(www.xing528.com)

其幅频特性和相频特性如图7-12所示。

幅值随频率增高而逐渐减少，是一个低通滤波器，但不是理想滤波器；截止频率有很多个，高频分量仍能通过一部分。所以用零阶保持器恢复的信号与原来输入信号x（t）有差别，不是毫无畸变的。

信号通过零阶保持器还有滞后相移，而且频率越高，滞后越厉害，类似于纯延滞环节。所以保持器的引入，不利于闭环采样系统的稳定性。但是与高阶保持器比较，零阶保持器相位滞后最小，这是它经常被采用的原因之一（如图7-11 （b）虚线所示，xh（t）比x（t）平均滞后T/2）。

图7-12 零阶保持器的频率特性

零阶保持器本身比较简单，容易实现。步进电机就是一个实际的例子，它接受一个断续信号后，转动一步，至于下一个信号到来之前，其转角一直保持不变。在数字控制系统中的寄存器和数-模转换器，它们也是起零阶保持器作用的。寄存器把kT时刻的数字一直保持到下一个采样时刻，而数-模转换器把数字（数码）转换成模拟量，而且恢复原信号。