数字信号处理第一章课后答案

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故系统是线性系统。
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
n
(7) y(n)= x(m) 令输入为m0
x(n-n0)
输出为
n
y′(n)= =0[DD)]x(m-n0)
m0
nn0
y(n-n0)= x(m)≠y′(n) m0
故系统是时变系统。 由于
n
T[ax1(n)+bx2(n)]=
[ax1(m)+bx2(m)
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
解:
x(n)=δ(n+4)+2δ(n+2)-δ(n+1)+2δ(n)+δ(n-1)
+2δ(n-2)+4δ(n-3)+0.5δ(n-4)+2δ(n-6)
2. 给定信号:
2n+5
-4≤n≤-1
(x(n)= 6 0
0≤n≤4 其它
(1) 画出x(n)序列的波形, 标上各序列值;
(2) y(n)=x(n)+x(n+1)
n n0
(3) y(n)= x(k) k nn0
(4) y(n)=x(n-n0) (5) y(n)=ex(n)
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
解:(1)只要N≥1, 该系统就是因果系统, 因为输出 只与n时刻的和n时刻以前的输入有关。
如果|x(n)|≤M, 则|y(n)|≤M, (2) 该系统是非因果系统, 因为n时间的输出还和n时间以 后((n+1)时间)的输入有关。如果|x(n)|≤M, 则 |y(n)|≤|x(n)|+|x(n+1)|≤2M,
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统 题2解图(四)
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
3. 判断下面的序列是否是周期的; 若是周期的, 确定其 周期。
(1) x(n) Acos 3 πn A是常数
7 8
(2)
j( 1 n )
x(n) e 8
3
解: (1) 因为ω= 7 π, 所以 数, 因此是周期序列, 周期T=14
因此系统是非时变系统。
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
(5) y(n)=x2(n)
令输入为
输出为
x(n-n0)
y′(n)=x2(n-n0)
y(n-n0)=x2(n-n0)=y′(n)
故系统是非时变系统。 由于
T[ax1(n)+bx2(n)]=[ax1(n)+bx2(n)]2 ≠aT[x1(n)]+bT[x2(n) =ax21(n)+bx22(n)
故延时器是线性系统。
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
(4) y(n)=x(-n)
令输入为
输出为
x(n-n0)
y′(n)=x(-n+n0) y(n-n0)=x(-n+n0)=y′(n) 因此系统是线性系统。 由于
T[ax1(n)+bx2(n)]=ax1(-n)+bx2(-n) =aT[x1(n)]+bT[x2(n)]
=aT[x1(n)]+bT[mx02(n)]
故系统是线性系统。
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
(8) y(n)=x(n) sin(ωn)
令输入为
输出为
x(n-n0)
y′(n)=x(n-n0) sin(ωn) y(n-n0)=x(n-n0) sin[ω(n-n0)]≠y′(n) 故系统不是非时变系统。 由于
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统 题8解图(二)
有以下三种情况, 分别求出输出y(n)。
(1) h(n)=R4(n), x(n)=R5(n) (2) h(n)=2R4(n), x(n)=δ(n)-δ(n-2) (3) h(n)=0.5nu(n), xn=R5(n)
解: (1) y(n)=x(n)*h(n)=
R4(m)R5(n-m)
m
先确定求和域。 由R4(m)和R5(n-m)确定y(n)对于m的 非零区间如下:
(5) 系统是因果系统, 因为系统的输出不取决于x(n) 的未来值。 如果|x(n)|≤M, 则|y(n)|=|ex(n)|≤e|x(n)|≤eM, 因此系统
7. 设线性时不变系统的单位脉冲响应h(n)和输入序列 x(n)如题7图所示, 要求画出y(n)输出的波形。
解: 解法(一)采用列表法。
y(n)=x(n)*h(n)= x(m)h(n-m) m
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
(3) 这是一个延时器, 延时器是线性非时变系统, 下面证
明。 令输入为
输出为
x(n-n1)
y′(n)=x(n-n1-n0)
y(n-n1)=x(n-n1-n0)=y′(n)
故延时器是非时变系统。 由于
T[ax1(n)+bx2(n)]=ax1(n-n0)+bx2(n-n0) =aT[x1(n)]+bT[x2(n)]
(5) 画x3(n)时, 先画x(-n)的波形(即将x(n)的波形以纵轴 为中心翻转180°), 然后再右移2位, x3(n)波形如题2解图 (四)所示。
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统 题2解图(一)
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统 题2解图(二)
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统 题2解图(三)
n<0或n>7
y(n)= n+1 0≤n≤3 8-n 4≤n≤7
y(n)的波形如题8解图(一)所示。 (2) y(n) =2R4(n)*[δ(n)-δ(n-2)]=2R4(n)-2R4(n-2)
=2[δ(n)+δ(n-1)-δ(n+4)-δ(n+5) y(n)的波形如题8解图(二)所示
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统 题8解图(一)
(2) 试用延迟的单位脉冲序列及其加权和表示x(n)序列;
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
(3) 令x1(n)=2x(n-2), 试画出x1(n)波形; (4) 令x2(n)=2x(n+2), 试画出x2(n)波形; (5) 令x3(n)=x(2-n), 试画出x3(n)波形。 解: (1) x(n)序列的波形如题2解图(一)所示。 (2) x(n)=-3δ(n+4)-δ(n+3)+δ(n+2)+3δ(n+1)+6δ(n)
因此系统是非线性系统。
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
(6) y(n)=x(n2)
令输入为
输出为
x(n-n0)
y′(n)=x((n-n0)2) y(n-n0)=x((n-n0)2)=y′(n) 故系统是非时变系统。 由于
T[ax1(n)+bx2(n)]=ax1(n2)+bx2(n2) =aT[x1(n)]+bT[x2(n)]
+6δ(n-1)+6δ(n-2)+6δ(n-3)+6δ(n-4)
1
4
(2m 5) (n m) 6 (n m)
m4
m0
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
(3) x1(n)的波形是x(n)的波形右移2位, 再乘以2, 画 出图形如题2解图(二)所示。
(4) x2(n)的波形是x(n)的波形左移2位, 再乘以2, 画出 图形如题2解图(三)所示。
(5)y(n)=x2(n)
(6)y(n)=x(n2)
n
(7)y(n)= x(m) m0
(8)y(n)=x(n)sin(ωn)
解: (1) 令输入为
输出为
x(n-n0)
y′(n)=x(n-n0)+2x(n-n0-1)+3x(n-n0-2) y(n-n0)=x(n-n0)+2x(n—n0—1)+3(n-n0-2)
由于
x(n)=-δ(n+2)+δ(n-1)+2δ(n-3) 1
h(n)=2δ(n)+δ(n-1)+ δ2(n-2)
x(n)*δ(n)=x(n)
x(n)*Aδ(n-k)=Ax(n-k)

第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
y(n)=x(n)*h(n)
=x(n)*[2δ(n)+δ(n-1)+ δ1(n-2) 2
T[ax1(n)+bx2(n)]=ax1(n) sin(ωn)+bx2(n) sin(ωn) =aT[x1(n)]+bT[x2(n)]
故系统是线性系统。
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
6. 给定下述系统的差分方程, 试判定系统是否是因果 稳定系统, 并说明理由。
1 N 1
(1) y(n)= N k0 x(n-k)
5. 设系统分别用下面的差分方程描述, x(n)与y(n)分 别表示系统输入和输出, 判断系统是否是线性非时变的。
(1)y(n)=x(n)+2x(n-1)+3x(n-2) (2)y(n)=2x(n)+3 (3)y(n)=x(n-n0) n0 (4)y(n)=x(-n)
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
(4) 令x1(n)=xe(n)+xo(n), 将x1(n)与x(n)进行比较, 你能得
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
解:(1) x(-n)的波形如题4 (2) 将x(n)与x(-n)的波形对应相加, 再除以2, 得到xe(n)。 毫无疑问, 这是一个偶对称序列。 xe(n)的波形如题4解图(二) 所示。 (3) 画出xo(n)的波形如题4解图(三)所示。
所以 T[ax1(n)+bx2(n)]=aT[x1(n)]+bT[x2(n)]
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
(2) 令输入为
输出为
x(n-n0)
y′(n)=2x(n-n0)+3 y(n-n0)=2x(n-n0)+3=y′(n) 故该系统是非时变的。 由于
T[ax1(n)+bx2(n)]=2ax1(n)+2bx2(n)+3 T[ax1(n)]=2ax1(n)+3 T[bx2(n)]=2bx2(n)+3 T[ax1(n)+bx2(n)]≠aT[x1(n)]+bT[x2(n)] 故该系统是非线性系统。
=y′(n)
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
故该系统是非时变系统。 因为 y(n)=T[ax1(n)+bx2(n) =ax1(n)+bx2(n)+2[ax1(n-1)+bx2(n-1)] +3[ax1(n-2)+bx2(n-2)] T[ax1(n)]=ax1(n)+2ax1(n-1)+3ax1(n-2) T[bx2(n)]=bx2(n)+2bx2(n-1)+3bx2(n-2)
1 =2x(n)+x(n-1)+ 2 x(n-2)
将x(n)的表示式代入上式, 得到
y(n)=-2δ(n+2)-δ(n+1)-0.5δ(n)+2δ(n-1)+δ(n-2)
+4.5δ(n-3)+2δ(n-4)+δ(n-5)
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
8. 设线性时不变系统的单位脉冲响应h(n)和输入x(n)分别
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统 题4解图(一)
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统 题4解图(二)
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统 题4解图(三)
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
(4) 很容易证明: x(n)=x1(n)=xe(n)+xo(n)
上面等式说明实序列可以分解成偶对称序列和奇对称序 列。 偶对称序列可以用题中(2)的公式计算, 奇对称序列可 以用题中(3)的公式计算。
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统 题7图
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统 y(n)={-2,-1,-0.5, 2, 1, 4.5, 2, 1; n=-2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5}
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
解法(二) 采用解析法。 按照题7图写出x(n)和h(n) 的表达式分别为
0≤m≤3 -4≤m≤n
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
根据非零区间, 将n分成四种情况求解: ① n<0时, y(n)=0
② 0≤n≤3时, y(n)= ③ 4≤n≤7时, y(n)=
n
1=n+1
m0
3
1=8-n
mn4
④ n>7时, y(n)=0
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统
最后结果为 0
2π 14 , 这是有理
3
(2) 因为ω=
1 8
, 所以

=16π, 这是无理数,散系统
4. 对题1图给出的x(n)要求:
(1) 画出x(-n)的波形;
(2) 计算xe(n)= (3) 计算xo(n)=
1 2 [x(n)+x(-n)], 并画出xe(n)波形; 1 [x(n)-x(-n)], 并画出xo(n)波形; 2
(3) 如果|x(n)|≤M, 则|y(n)|≤ nn0|x(k)|≤|2n0+1|M, 因 k nn0
此系统是稳定的; 假设n0>0, 系统是非因果的, 因为输出 还和x(n)的将来值有关。
第 1 章 时域离散信号和时域离散系统 (4)假设n0>0, 系统是因果系统, 因为n时刻输出只 和n时刻以后的输入有关。 如果|x(n)|≤M, 则|y(n)|≤M, 因此
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