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信号系统第6章离散信号与系统

信号系统第6章离散信号与系统
系统由差分方程描述 响应 y (n) = yzi (n) + yzs(n) 卷积和 线性和位移不变性 以单位函数(n)为基本信号 yzs(n) = h(n) f(n)
end
6.4 应用举例

信号与系统
6.4-22
菲波那契数列:如小兔的繁殖、蝗虫灾害 {0,1,1,2,3,5,8,13,……} 其数学模型为: 如小兔的繁殖、蝗虫灾害。方程的解: 图6为求解结果。
end
图6
阶跃响应s( n )与单位响应h( n ) :


三、卷和的性质

交换律:f 1( n )
f 2( n ) = f 2( n ) f 1( n )


结合律:f 1( n ) [ f 2( n )
f 3( n ) ] = [ f 1( n ) f 2( n ) ] f 3( n )
分配律: f 1( n ) [ f 2( n ) + f 3( n ) ] = f 1( n ) f 2( n ) + f 1( n ) f 3( n )
位移不变性: f 1( n m )
f 2( n r ) y( n m r )
连续系统与离散系统的比较:
离散系统
图3 从模拟信号到数字信号
二、离散时Байду номын сангаас系统
差分方程:微分方程的离散化。对一阶RC电路
对上式取样,得
令T = 1,即 梯形网络的节点电位方程(见图5)
图5 梯形电阻网络
根据KCL,有
整理可得
一般形式:
LTI系统:

线性: a1f1( n ) + a2f2( n ) a1y1( n ) + a2y2( n )

信号与系统6-1

信号与系统6-1
L
C


u1 (t )
s 解: U1 ( s ) 2 s 4

R
u2 (t )

1 s s LC U 2 ( s ) U1 ( s ) H ( s ) 2 s 4 s2 s 1 RC LC
2
将激励信号的极点抵消
2 2
则不会出现强迫响应分量
可见,欲使u2(t)中不出现强迫响应分量,则必须有
试证明系统的正弦稳态响应为:
yss (t ) | H ( j0 ) | Em cos[0t (0 )]
电信学院
第六章第1讲
22
系统函数与正弦稳态响应
证:激励函数可表示为
1 f (t ) Em (e j0t e j e j0t e j ) 2 1 e j e j F ( s ) Em 激励的拉氏变换 s j s j 2 0 0
( s j 2)( s j 2) s2 4 H ( s) H 0 H0 s( s j 4)( s j 4) s( s 2 16)
j2
0
- j2

又: h(0 ) lim h(t ) lim sH ( s) 1 可得:H0=1 t 0 s 故: H (s) s 2 4
t
j
( 2)
h(t )
a

2 0

j
t e a t (t )
h(t )
t
( s a)
2
0
a


e a t sin( 0t ) (t )
第六章第1讲
t
电信学院
11
系统函数的极点与冲激响应波形对应

信号与系统课后答案第六章作业答案

信号与系统课后答案第六章作业答案


2⎤⎥⎦

u
(n

3)
=
2⋅
( −1)n
⎡2 ⎢⎣ k =0
( −1)− k
⎤ ⎥⎦

u
(n

3)
∑ y
f
(3)
=
2

(
−1)3
⎡ ⎢⎣
k
2 =0
(
−1)−k
⎤ ⎥⎦
=
2

( −1)

(1
−1
+
1)
=
−2
∑ y
f
(4)
=
2

(
−1)4
⎡ ⎢⎣
k
2 =0
(
−1)−k⎤ ⎥⎦=2⋅(1)

(1
−1
+
1)
-1
对应时刻点相乘后累加得 y(1) = 4 。 由于 f1(n) 和 f2 (n) 为有限序列,故该题可采用数乘法进行计算:
11112 2 2 2 ↑ 1 1 1 1 −1 −1 −1 ↑
−1 −1 −1 −1 − 2 − 2 −2 −2 −1 −1 −1 −1 − 2 − 2 −2 −2 −1 −1 −1 −1 − 2 − 2 −2 −2
u
(
n
+
4)
(4)利用卷积的性质( f (n) *δ(n − m) = f (n − m) )可得:
nu(n) * δ(n + 3) = nu(n) n=n+3 = (n + 3) u(n + 3)
6-7 如题图 6-4 所示,如果 y(n) = f1(n) * f2 (n) ,则试求 y(−2)、y(0)、y(1) 的值。

信号与系统奥本海默第二版第6章

信号与系统奥本海默第二版第6章
❖ 系统的时域特性与频域特性是相互制约的。在 进行系统的分析与设计时,要权衡考虑系统的 时域与频域特性。
❖ 本章的基本内容旨在建立对系统的时域和频域 特性进行综合分析的思想和方法。
6.1 傅里叶变换的模和相位表示
无论CTFT还是DTFT,一般情况下都表现为 一个复函数。
• 这说明:一个信号所携带的全部信息分别包含 在其频谱的模和相位中。
•1.频率成形滤波器 •2.频率选择性滤波器
二. 理想频率选择性滤波器的频率特性
• 理想频率选择性滤波器的频率特性在某一个(或几 个)频段内,频率响应为常数,而在其它频段内频率 响应等于零。
•理想滤波器可分为低通、高通、带通、带阻。
• 滤波器允许信号完全通过的频段称为滤波器的 通带(pass band ),完全不允许信号通过的频 段称为阻带(stop band)。
信号与系统奥本海默第二版 第6章
•本章主要内容
•1. 傅立叶变换的模与相位。 •2. LTI系统的幅频特性与相频特性,系统的失真。 •3. 系统的不失真传输条件。 •4. 理想滤波器的时域和频域特性。 •5. 非理想滤波器的特性及逼近方式。 •6. 一阶与二阶系统的分析方法,Bode图。
6.0 引言 Introduction
的代价也越来越大。
•5阶Butterworth滤波器与5阶Cauer滤波器的比较:
•单位阶跃响应:
6.5 一阶与二阶连续时间系统
•对由LCCDE描述的连续时间LTI系统,其频率 响应为:
•其中: 、 均为实常数。
• 此时,可通过对 、 因式分解,将其表 示成若干个一阶或二阶有理函数的连乘;或者通 过部分分式展开,表示成若干个一阶或二阶有理 函数相加。
• 时:随 的减小,逐步过渡为带通特性。

信号与系统第三版 第六章习题答案

信号与系统第三版 第六章习题答案
1
2 t 2
cos
2 2
t ]u (t )
6.13 一个因果LTI系统的频率响应为:
5 jw 7 H ( jw) ( jw 4)[( jw) 2 jw 1]
(a) 求该系统的冲激响应
(b) 试确定由一阶系统和二阶系统构成的串联型结构 (c)试确定由一阶系统和二阶系统构成的串联型结构 解:(a) 5 jw 7 1 jw 2
I 2 (w) 2 jw H ( jw) E (w) 8 jw 3
(b) 对H(jw)作反傅立叶变换可得h(t)
2 jw 1 H ( jw) 8 jw 3 4
h(t ) F 1{H ( jw)}
3 32 3 jw 8 3t 1 3 8 (t ) e u (t ) 4 32
(b) 对H(jw)作反傅立叶变换可得h(t)
3 3 3( jw 3) 2 H ( jw) 2 ( jw 2)( jw 4) ( jw 2) jw 4
3 2t h(t ) F {H ( jw)} (e e 4t )u (t ) 2 (c) 3( jw 3) 3 jw 9 Y ( w) H ( jw) 2 ( jw 2)( jw 4) ( jw) 6 jw 8 X ( w)
1 X ( w) ( jw 2) 2
Y (w) H ( jw) X (w)
2 Y ( w) 3 ( jw 2) ( jw 4)
1 1 4 2 3 ( jw 2) ( jw 2) ( jw 2) ( jw 4) 1 4 1 2
1 2t 1 2t 1 2 2t 1 4t y (t ) F {Y ( w)} ( e te t e e )u (t ) 4 2 2 4 2 2 ( jw ) 2 (c) H ( jw) ( jw) 2 2 jw 1

信号与系统第六章

信号与系统第六章

2 ( k) T n

1 X p ( j ) X ( j ( ks )) T k
要想使采样后的信号样本能完全代表原来的信
号,就意味着要能够从 X p ( j ) 中不失真地分离
出 X ( j ) 。这就要求 X p ( j ) 在周期性延拓时不能
1. 如何用连续时间信号的离散时间样本来表示
连续时间信号——采样定理。
2. 如何从采样所得到的样本重建连续时间信号。 3. 欠采样导致的后果——频谱混叠。 4. 连续时间信号的离散时间处理。 5. 离散时间信号的采样、抽取及内插。 6. 频域采样。
6.1 用样本表示连续时间信号: 采样定理
Theorem of Sampling 一. 采样: Sampling 在某些离散的时间点上提取连续时间信号值的 过程称为采样。 是否任何信号都可以由它的离散时间样本来表 示?
H ( j )
T

e
j
T
2
T
2 T

0
H r ( j )
1

T


T
0
H r ( j )
2
T



T
0

T




2
0
T

实际上,H r ( j ) 不能真正实现,常对其做充分近似设计。 零阶保持输出本身可被认为是一种对原始信号的充分近似, 是一种比较 粗糙的内插,下一节将更详细地介绍通过内 插从信号样本重建信号。

x(t )
t
0
采样函数 p (t )
2T
T
t
0
T
2T
x p (t ) x(2T ) x(T )

信号与系统(全套课件557P)

信号与系统(全套课件557P)
时不变的离散时间系统表示为
f [k ] y f [k ]
f [k n] y f [k n]
线性时不变系统可由定常系数的线性微分方程式 或差分方程式描述。
4.因果系统与非因果系统
•因果系统:当且仅当输入信号激励系统时才产 生系统输出响应的系统。 •非因果系统:不具有因果特性的系统称为非因 果系统。
离散信号 频域:信号分解为不同频率正弦序列的线性组合
复频域:信号分解为不同频率复指数的线性组合
系统的概念
系统是指由相互作用和依赖的若干事物组成的、 具有特定功能的整体。
系统分析的主要内容
建立与求解系统的数学模型 系统的描述
系统响应的求解
输入输出描述法:N阶微分方程 系统的描述
连续系统
系 统 分 析
y[k]=f1[k]+f2[k]
f[ k]
D
y[k]=f[k-1]
f [ k]
a
y[k]=af[k]
二、系统的分类
1.连续时间系统与离散时间系统
•连续时间系统:系统的输入激励与输出响应都 必须为连续时间信号 •离散时间系统:系统的输入激励与输出响应都 必须为离散时间信号 •连续时间系统的数学模型是微分方程式。 •离散时间系统的数学模型是差分方程式。
f (t) 连续系统 y(t) f[ k] 离散系统 y[ k]
2.线性系统与非线性系统
• 线性系统:具有线性特性的系统。线性特性包括
均匀特性与叠加特性。
(1)均匀特性:
若f1 (t ) y1 (t )
则Kf1 (t ) Ky1 (t )
(2)叠加特性:
若f1 (t ) y1 (t ), f 2 (t ) y2 (t )

信号与系统 第六章、连续时间系统的系统函数解析

信号与系统 第六章、连续时间系统的系统函数解析

这种形式不能直观地看出系统的特 性,所以,常根据不同的需要用图 示的方法来表示,常用的有三种:
1、频率特性 若系统是稳定的,则:
H(s) sj H( j) , H( j) H( j) e j()
H( j) — 幅频特性,() — 相频特性
例如:RLC并联电路
Z ( j) 1
1
1 jC
R jL
(s
s p1)( s
p2
)
H(
j)
H0
(
j
j p1)( j
p2 )
H0
B1 A1 A2
e j(90 (12 ))
其中:j B1 e j90 j p1 A1 e j1 , j p2 A2 e j2
1、ω=0+ B1=0 ,
H(jω)|=0 ; (α1+α2)=0 ,
§6.3 系统函数极点和零点 的分布
极点、零点或位于s平面的 实轴上,或以一对共轭复根的 形式出现,或是r阶重根(也称 r阶极点或零点),总之它们是 对称于实轴的。
1、系统函数一般有n个有限极点和m个 有限零点;
2、n
m时lim s
H
(s)
lim
s
bmsm an s n
0
说明在s 处有一个(n m)阶零点;
当ω: -∞→ - ω0 → 0 →ω0 → ∞
ξ: ∞→0 →∞→0→-

, () tg1
2、复轨迹 将H(jω)写成实部和虚部的形式: H(jω)=U(ω)+jV(ω)以为U(ω)横坐标,V(ω) 为纵坐标作出的图称为复轨迹。
上例中
Z ( j) R 1 j
1
R
2
j
1

信号与系统全套课件

信号与系统全套课件

解答
f (t)
f (t 5)
1
时移
1
1 O 1 t 尺度 变换
f (3t)
6 5 4
t 尺度 O 变换
f (3t 5)
1 t
1O 1
33
时移
1 t
2 4 3
1.4.2 信号的变换
平移、展缩、反折相结合举例
例 已知f (t)如图所示,画出 f(-2t-4)。 解答
右移4,得f (t–4)
反转,得f (-2t–4)
1.4.2 信号的变换
2.信号的平移
将 f (t) → f (t–t0) ,称为对信号f (t)的右移
f (t) → f
其中,t0 >0

(t +t0), 称为对信号f t → t–1右移
(t)的左移
f (t-1)
1
f (t) 1
o1 2 t
o1 t
t → t+1左移
雷达接收到的目标回波信号就是平移信号。
1.2.2 信号的分类
1. 确定信号和随机信号
•确定性信号 可用确定的时间函数表示的信号。
对于指定的某一时刻t,有确定的函数值f(t)。
•随机信号
取值具有不确定性的信号。 如:电子系统中的起伏热噪声、雷电干扰信号。
•伪随机信号 貌似随机而遵循严格规律产生的信号(伪随机码)。
1.2.2 信号的分类
f (t)
2
1
4
- 4 - 3 - 2- 1 0 1 2 3
t
-1
-2
f (t) 2 1 - 4 - 3 - 2- 1 0 1 2 3 4 t
(a)
(b)
图5 确定性信号与随机信号

信号与系统课件第六章(电子)

信号与系统课件第六章(电子)

k 0 序列f(k)的双边z变换为:
F ( z )
f
k
(k)zk
z2
2z
3
2 z
1 z2
其单边z变换为: F ( z )
k0
f
(k)zk
3
2 z
1 z2
可见:*单边与双边z变换不同;
*对双边z变换,除z=0,和∞外对任意z,
F(z)有界,故其收敛域0<|z|<∞;
*对单边z变换,其收敛域|z|>0。
第六章 离散系统的z域分析
第三章中我们讨论了离散时间系统的时域分析法,重点 介绍了差分方程的时域求解方法。在连续时间系统中,为 避免求解微分方程的困难,可以通过拉氏变换把微分方程 转换为复频域的代数方程。基于同样的理由,在离散时间 系统中,为了避开求解差分方程的困难,也可以通过一种称 为z变换的方法,把差分方程转换为z域的代数方程。
因此,z变换在离散系统分析中的地位和拉氏变换在连续 系统分析中的地位是相似的。
z变换可以直接从数学角度进行定义;也可以利用拉普 拉斯变换引出。
本章主要内容 6.1 z变换 6.2 z变换的性质 6.3 逆z变换 6.4 z域分析
§6.1 z变换
一、从拉普拉斯变换到z变换 二、z变换 三、收敛域
一、从拉普拉斯变换到z变换
(3)对于双边z变换必须 标明收敛域,否则其对应序 列将不是唯一的。
|b|
|a|
0
Re[z]
双边序列的收敛域
ak (k) z z a
za
bk (k 1) z z b
zb
bk (k 1) z z b
zb
若已知 Fz,则 其原函数不唯一.如:
Fz z
z2
f k 2k k 或 f k 2k k 1

信号与系统名词解释打印版

信号与系统名词解释打印版

1. 信号:是信息的载体。

通过信号传递信息。

2. 系统:是指若干相互关联的事物组合而成具有特定功能的整体3. 数字信号:仅在一些离散的瞬间才有定义的信号。

4. 模拟信号:在连续的时间范围内(-∞<t<∞)有定义的信号。

5. 连续系统:若系统的输入信号是连续信号,系统的输出信号也是连续信号。

6. 离散系统:若系统的输入信号和输出信号均是离散信号。

7. 动态系统:若系统在任一时刻的响应不仅与该时刻的激励有关,而且与它过去的历史状况有关。

8. 即时系统:不含有记忆元件(电容、电感等)的系统。

9.线性系统:满足线性性质的系统。

10. 因果系统:零状态响应不会出现在激励之前的系统。

11. 连续因果系统的充分必要条件是:冲激响应 h(t)=0,t<0 或者,系统函数H(s)的收敛域为:Re[s]>σ0 12. 离散因果系统的充分必要条件是:单位响应 h(k)=0, k<0 或者,系统函数H(z)的收敛域为:|z|>ρ013. 稳定系统:一个系统,若对有界的激励f(.)所产生的零状态响应y f (.)也是有界时,则称该系统为有界输入有界输出稳定。

14. 时不变系统:满足时不变性质的系统称。

15. 时不变性质:若系统满足输入延迟多少时间,其零状态响应也延迟多少时间。

16. 零状态响应:当系统的初始状态为零时,仅有输入信号f(t)/f(k)的响应。

17. 零输入响应:是激励为零时仅有系统的初始状态{x(0)}所引起的响应。

18. 自由响应:齐次解的函数形式仅与系统本身的特性有关,而与激励f(t)的函数形式无关 19. 强迫响应:特解的函数形式由激励确定,称为强迫响应。

20. 冲激响应:当初是状态为零是,输入为单位冲激函数δ(t)所引起的零状态响应。

21. 阶跃响应:当初是状态为零是,输入为单位阶跃函数所引起的零状态响应。

22. 正交:定义在(t 1,t 2)区间的两个函数ϕ 1(t)和ϕ 2(t),若满足23.完备正交函数集:如果在正交函数集{ϕ1(t), ϕ 2(t),…, ϕ n(t)}之外,不存在函数φ(t)(≠0)满足⎰=21d )()(t t i t t t ϕϕ ( i =1,2,…,n)。

信号与线性系统课后习题答案6

信号与线性系统课后习题答案6

习题六题6.1 求下列序列的双边z 变换,并注明收敛域 (1) 1(),0()20,0k k f k k ⎧<⎪=⎨⎪≥⎩ (3) ||1()(,0,1, (2)k f k k ==± 解: (1) 11()((1),||1222k z f k k z z ε−=−−↔<− (3) 11()2(1)()(),||213233k k z z f k k k z z z εε−=−−+↔+<<−−题6.2求下列序列的z 变换,并注明收敛域 (1) 1()(()3k f k k ε= (2) 1()()()3k f k k ε−=− (5) ()cos()()4k f k k πε= 解: (1) 11()((),||1333k z f k k z z ε=↔>− (2) 1()()(),||333k z f k k z z ε−=−↔>+(5) 222cos ()cos()()|142cos 1z z k z z f k k z z z πβεβ−−=↔=>−+题6.4 根据下列象函数及所标注的收敛域,求其所对应得原序列(2) 3(),||F z z z =<∞ (5) 11(),||||1F z z a az−=>− (6) 11(),||||1F z z a az −=<− 解:(2) 3()(3)F z z k δ=↔+(5) 11(),||||()1k F z z a a k azε−=>↔− (6) 11(),||||(1)1k F z z a a k azε−=<↔−−−− 题6.5 已知2()1,(),()(1)k z z k a k k k z a z δεε↔↔↔−−试利用z 变换的性质求下列序列的z 变换,并注明收敛域。

(2) ()2(4)(8)k k k εεε−−+−(4) (1)(1)k k ε−−(6) 2(1)(1)k k ε−− (8) cos(()2k k πε 解: (2) 48()2(4)(8)2111z z z k k k z z z z z εεε−−−−+−↔−+−−− 48(12)1z z z z −−=−+− 441||01z z z z z−=>− (4) ()()d k k zF z dz ε↔− 2()(1)z k k z ε↔− 1221(1)(1),||1(1)(1)z k k z z z z ε−−−↔=>−− (6) 2133(1)(1)(1)(1)(1)(1)z z z k k z z z ε−++−−↔=−− (8) 2222cos cos()(),||122cos 11k z z z k z z z z πβεβ−↔=>−++题6.9求下列象函数的逆z 变换 (2) 311(),||122z F z z z +=>+232z z ++(6) 2(),||0.5(0.5)(0.25)z F z z z z =>−− 解: (2) 01()3111()22k k F z z z z z z z +==+++ 000()31||2()2z z F z z k z z z ==+=•==+ 1121312|21()2z z z k z z z =++=∗=−+ 2221()**22()()()11222k z F z z z k k z z z δε−=+=−↔+−++ (4) 212()(1)(2)12k k F z z z z z z z z ==+++++ 2111*|1(1)(2)z z z k z z z z =−+==−++ 222(2)*|2(1)(2)z z k z z z z =−=+=++ 22()(1)()2(2)()[(1)2(2)]()12k k k k z z F z k k k z z εεε−=+↔−+−=−+−++ (6) ()(0.5)(0.25)F z z z z z =−− 10.5()(0.5)|2z F z k z z==−= 20.25()(0.25)|1z F z k z z==−=− 211()[2()()]()0.50.2524k k z z F z k z z ε−=+↔−−−题6.11求下列象函数的逆z 变换 (1) 21(),||11F z z z =>+(5) 2(),||1(1)(1)z F z z z z =>−− 解: (1)0122()1(1)k k k F z z z z z z j z j ==+++−+ 00()*|1z F z k z z=== 12()1*()|2z j F z k z j k z ==−=−= 1122()1z zF z z j z j−−=++−+ 1()()2*||cos()*()k f k k k k k δαβθε=++()cos *()2k k k πδε=−(3) ()|1F z z z =>61,2|22j z e π±=±=21()1*()||2233j F z j j k z e z π=−−=−=− 12()2*||cos()cos()()362k f k k e k k k αππβθε=+=+ (5) 1212222()1(1)(1)1(1)1k k k F z z z z z z z ==++−−+−− 11()1*(1)|4z F z k z z =−=+= 2211()1*(1)|2z F z k z z ==−= 2214k =− 2111422(),||11(1)1z z zF z z z z z =++>+−− 1111[(1)]()[(1)21]()4244k k k k k k εε↔−+−=−+−题6.16 用z 变换法求下列非齐次方程的全解(2) ()3(1)2(2)(),(1)0,(2)0.5y k y k y k k y y ε+−+−=−=−=(3) (2)(1)2()(),(0)1,(1)1y k y k y k k y y ε+−+−===解:(2) 121()3[()(1)]2[()(2)(1)]()Y z z Y z y z Y z y y z F z −−−++−++−+−=121()[132][3(1)2(2)2(1)]1z Y z z z y y y z z −−−+++−+−+−=− 3121211()[]13212112k k k z Y z z z z z z z −−=+=++++−−++ 2111(31)1*|2(1)(1)(2)6z z z z k z z z z =−−==−++ 2211(31)1*|2(1)(1)(2)2z z z z k z z z z =−+−==−++ 2322(31)2*|2(1)(1)(2)3z z z z k z z z z =−+−==−−++ 112()[(1)(2)]()623k k y k k ε=+−−− (3) 22()(0)(1)[()(0)]2()1z Y z z z y zy zY z zy Y z z −−−−−=− 22()[2][2]1z Y z z z z z z −−−+−=− 231112()1(1)(1)(2)112k k k Y z z z z z z z z z z −+==++−+−−+− 22221112()111(1)(1)|(1)(2)(2)2z Y z z z z z k z z z z z z =−+−+=−=−==−−−− 21212(21)(2)(1)1|(2)3z z z z z k z =−−−−+==−− 232(2)(1)|1(1)(1)z z z z k z z =−−+==−+ 1132()112z z z Y z z z z −−=++−+− 11()[(1)(2)]()23k k y k k ε=−−−+题6.17 描述某LTI 离散系统的差分方程为()(1)2(2)()y k y k y k f k −−−−=已知1(1)1,(2),()()4y y f k k ε−=−−==,求该系统的零输入响应,零状态响应和全响应。

信号与系统第6章课后习题答案

信号与系统第6章课后习题答案

z -1 (6) F ( z ) = (1 - 6 z -1 ) 2 分子分母同乘z 2得: z F ( z) = ( z - 6)2 根据z变换z域微分特性 dF ( z ) nf (n) « - z dz z -a az n × a nU (n) « - z ( ) ' = - z[ ] = z-a ( z - a) 2 ( z - a) 2 1 \ Z -1[ F ( z )] = × n × 6n U (n) 6
(3)
4 z ( z + 2) 4 z 2 + 8z 4 + 8 z -1 Y ( z) Q H ( z) = = 2 = = ( z + 3)( z + 1) z + 4 z + 3 1 + 4 z -1 + 3z -2 X ( z )
\ Y ( z ) + 4 z -1Y ( z ) + 3 z -2Y ( z ) = 4 X ( z ) + 8 z -1 X ( z ) 系统差分方程为: y (n) + 4 y (n - 1) + 3 y (n - 2) = 4 x( n) + 8 x( n - 1)
解:
np p + )U (n) 2 4
(2) f (n) = 0.5n U (n) + d (n - 2) 0.5n U (n) « z z - 0.5
d ( n) « 1
Q f ( n ± m) « z ± m F ( z ) \ d (n - 2) « z -2 综上,根据z变换的线性性质: 0.5n U (n) + d (n - 2) « z + z -2 z - 0.5
Þ
F ( ) =
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第第内容摘要1页页
一.信号的正交函数分解
二.完备正交函数分集、帕塞瓦尔定理
三.相关
四.能量谱和功率谱
五.相关、能量谱和功率谱的应用
线性系统的传输特性
匹配滤波器
码分复用、码分多址通信
X
第第例题2页页•例题1:信号的正交分解
•例题2:相关函数
•例题3:功率密度谱
•例题4:能量密度谱
•例题5:匹配滤波器
X
f 1(t )
例6-1
f e t ? 1
用正弦波逼近三角函数,.
t f 1 t
3
,0 t 3 0 1
3 t
f 2(t ) t
3
f 2 t sin ,0 t 3
3 t 0 3 t sin 3 t d t
3
3
f 1t
f 1(t )f 2(t )d t
2
1 C 1
2 f 2(t )
c 12
3 2
f 22(t )d t
3
sin t d t 3
3 t
0 f 1(t ) 2 sin t (0 t 3)
3
f e (t ) 1
f e (t ) f 1(t )c 12 f 2(t )
t
0 3
例6-2 讨论 f t cos 0t 与g t sin 0t 的相关性。

1 页页
f t 与
g t 的互相关函数为
T
1 R fg
lim cos
t sin
t dt
2 T T
T 2
T
lim 1 sin 0
sin 20t
dt T
2
2 2T T sin 0
T lim 1 sin 2 t dt
2 T 0 2
2T T 2
sin 0
1 T sin 0t dt
t t ( 2 )
lim 2
T T T
T
sin 0
limcos
t
2
0T
T
T
sin
X
2
2 0
a R 正的最大,二者最相似;
2 页页
fg 负的最大,二者反极性最相似;
b R fg
2
c R 0 0,二者最不相似正交。

fg 三种情况的波形如图(a )(b )(c )所示
f t
f t
f t
o t o o
t o t
g t
g t g t
o
o
t
t
t
X
(a) (b) (c)
例6-3
1 页页
试确定下列信号的功率,并画出它们的功率谱
A cos(2000t )
B sin(200t );
此f t 信号只含有二个频率成分,所以功率分布在 1 200,2 2000处
1
A 2 T A cos200t 2dt 1处功率为 T 2
0 1 B 2 T B cos2000
t 2dt
2
处功率为
T
2
2
2
A B 1 2 2 2
22
总功率为 P
X
2页页
2
A B2
功率谱按1,2分布,在各频率处功率分别为,。

44
功率谱如图(a)所示
S
2A22B2
44
2000200o2002000
(a)
X
方法二
3 页页
f t
A cos(2000t )
B sin(200t ) A B j 2 t j j t
e e 1 t
e e j
t
2 1
2
功率谱(功率密度)为:
S
2
F n 2 j
2
n
1
2
A
101
10
1
2
2
2
B 1 1
2
总功率为:
2 2
A B 1 2
A B
1
2
P
S d
2
2 2 2
X
信号e (t ) 2e t u (t )通过截至频率
c
1的理想低通滤波器,
试求响应的能量谱密度,以图形示出。

2
Q e (t ) 2e t u (t ) E
j
1
其能量谱密度
4
e
F
2

4 2
2
1 响应信号的能量谱密度为:
2
2
H F 1 O
1
4
u 1u 1
2
1
X
若匹配滤波器输入信号为f(t),冲激响应为
h(t) s(T t),求:
(1)给出描述输出信号r(t)的表达式;
(2)求t T时刻的输出r(t) t(T);
(3)由以上结果证明,可利用题图(a)的框图来实现匹配滤波器之功能。

s t
t T
f t r T
相乘积分
X
(a)
第第
2 页页
1r t f t h t f t s T t f s T t
d 2r T f S T T d f s d (3)由题图(a )可知:
在开关前: 经开关后,t T 时有输出 r t f t s t dt
r T f t s t dt
等式右边是定积分,结果与变量无关。

X。

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