数字信号处理1-5章习题课
数字信号处理,第5章课后习题答案
第五章习题与上机题5.1 已知序列12()(),0 1 , ()()()nx n a u n a x n u n u n N =<<=--,分别求它们的自相关函数,并证明二者都是偶对称的实序列。
解:111()()()()()nn mx n n r m x n x n m a u n au n m ∞∞-=-∞=-∞=-=-∑∑当0m ≥时,122()1mmnx n ma r m aaa∞-===-∑ 当0m <时,122()1m mnx n a r m aaa -∞-===-∑ 所以,12()1mx ar m a =-2 ()()()()N x n u n u n N R n =--=22210121()()()()()1,0 =1,00, =()(1)x NN n n N mn N n m N r m x n x n m Rn R n m N m N m N m m Nm N m R m N ∞∞=-∞=-∞--=-=-=-=-⎧=--<<⎪⎪⎪⎪=-≤<⎨⎪⎪⎪⎪⎩-+-∑∑∑∑其他从1()x r m 和2()x r m 的表达式可以看出二者都是偶对称的实序列。
5.2 设()e()nTx n u n -=,T 为采样间隔。
求()x n 的自相关函数()x r m 。
解:解:()()()()e()e ()nTn m T x n n r m x n x n m u n u n m ∞∞---=-∞=-∞=-=-∑∑用5.1题计算1()x r m 的相同方法可得2e()1e m Tx Tr m --=-5.3 已知12()sin(2)sin(2)s s x n A f nT B f nT ππ=+,其中12,,,A B f f 均为常数。
求()x n 的自相关函数()x r m 。
解:解:()x n 可表为)()()(n v n u n x +=的形式,其中)2sin()(11s nT f A n u π=,=)(n v 22sin(2)s A f nT π,)(),(n v n u 的周期分别为 s T f N 111=,sT f N 221=,()x n 的周期N 则是21,N N 的最小公倍数。
数字信号处理教程课后习题及答案
6.试判断:
是否是线性系统?并判断(2),(3)是否是移不变系统?
分析:利用定义来证明线性:满足可加性和比例性, T [a1 x1 (n ) + a 2 x2 (n )] = a1T [ x1 (n )] + a2T [ x2 (n )] 移不变性:输入与输出的移位应相同 T[x(n-m)]=y(n-m)。
,
(2)x(n) = R3(n)
,
(3)x(n) = δ (n − 2) ,
(4)x(n) = 2n u(−n − 1) ,
h(n) = R5(n) h(n) = R4 (n) h(n) = 0.5n R3(n) h(n) = 0.5n u(n)
分析:
①如果是因果序列 y (n ) 可表示成 y (n ) ={ y (0) , y(1) , y(2) ……},例如小题(2)为
y1 (1) = ay1 (0) + x1 (1) = 0 y1 (2) = ay1 (1) + x1 (2) = 0
┇
8
y1(n) = ay1(n − 1) + x1(n) = 0 ∴ y1 (n) = 0 , n ≥ 0 ii) 向 n < 0 处递推,将原方程加以变换
y1(n + 1) = ay1(n) + x1(n + 1)
结果 y (n ) 中变量是 n ,
∞
∞
∑ ∑ y (n ) =
x ( m )h (n − m ) =
h(m)x(n − m) ;
m = −∞
m = −∞
②分为四步 (1)翻褶( -m ),(2)移位( n ),(3)相乘,
数字信号处理 重点习题(1-5章)
数字信号处理 重点习题(1-5章)第一章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。
(6)y(n)=x(n2)(7)y(n)= (8)y(n)=x(n)sin(ωn)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。
(3) y(n)= x(k) (5) y(n)=e x(n)13.有一连续信号x a(t)=cos(2πft+),式中,f =20 Hz,=π/2。
(1)求出x a(t)的周期;(2)用采样间隔T=0.02 s对x a(t)进行采样,试写出采样信号 的表达式;(3) 画出对应 的时域离散信号(序列)x(n)的波形, 并求出x(n)的周期。
14. 已知滑动平均滤波器的差分方程为(1)求出该滤波器的单位脉冲响应;(2)如果输入信号波形如题14图所示,试求出y(n)并画出它的波形。
第二章3.线性时不变系统的频率响应(频率响应函数)H(e jω)=|H(e jω)|e jθ(ω), 如果单位脉冲响应h(n)为实序列,试证明输入x(n)=A cos(ω0n+)的稳态响应为10.若序列h(n)是实因果序列, 其傅里叶变换的实部如下式:H R(e jω)=1+cosω,求序列h(n)及其傅里叶变换H(e jω)。
18.已知,分别求:(1) 收敛域0.5<|z|<2对应的原序列x(n);(2)收敛域|z|>2对应的原序列x(n)。
24.已知线性因果网络用下面差分方程描述: y(n)=0.9y(n-1)+x(n)+0.9x(n-1),(1)求网络的系统函数H(z)及单位脉冲响应h(n);(2) 写出网络频率响应函数H(e jω)的表达式, 并定性画出其幅频特性曲线; (3) 设输入x(n)=e jω0n, 求输出y(n)。
28.若序列h(n)是因果序列, 其傅里叶变换的实部如下式:,求序列h(n)及其傅里叶变换H(e jω).29.若序列h(n)是因果序列, h(0)=1, 其傅里叶变换的虚部为,求序列h(n)及其傅里叶变换H(e jω)。
数字信号处理(第三版)_课后习题答案全_(原题+答案+图)
第 1 章
(2) 令输入为
x(n-n0) 输出为
时域离散信号和时域离散系统
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。
m
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
解法(二)
时域离散信号和时域离散系统
采用解析法。 按照题7图写出x(n)和h(n)的表达式分别为
第 1 章
(4) y(n)=x(-n)
令输入为 x(n-n0) 输出为 y′(n)=x(-n+n0)
时域离散信号和时域离散系统
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)] 因此系统是非时变系统。
n n0 k n n0
|x(k)|≤|2n0+1|M, 因
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。
《现代数字信号处理》各章习题-电子文本
y (n) = x(n) + f (n) ,其中 f (n) 是已知的确定性序列。试求 y (n) 的均值 my (n) 和自相
关 ry ( k , l ) 。 2.3 设离散时间随机过程 x(n) 是如下产生: x( n) =
2
k =1
∑ a(k ) x(n − k ) + w(n) ,其中 w(n) 是
1 −1 1 z ) /(1 − z −1 ) ,它受零均 2 3 值的指数相关噪声 x(n)的激励产生随机过程 y ( n) = x( n) ∗ h( n) 。已知 x(n)的自相关序列 1 k 为 rx (k ) = ( ) ,试求: 2 (a) y (n) 的功率谱 Py ( z ) ; (b) y (n) 的自相关序列 ry (k ) ;
N N ), n = 0,1,..., − 1 ,其中 N 是偶数。 2 2 (a) 证明 x(n) 的 N 点 DFT 仅有奇次谐波,即:k 为偶数时, X (k ) = 0 。 (b) 证明如何由一个经过适当调整的序列的 N/2 点 DFT 求得 x(n) 的 N 点 DFT。
1.18 一个特定的计算机辅助滤波器设计的结果是如下的二阶因果滤波器: 1 + 2 z −1 + z −2 H ( z) = 1 − 2 z −1 + 1.33 z −2 试证明这个滤波器是不稳定的,并求一个和 H ( z ) 有相同幅频响应的因果稳定滤波器。 1.19 一个离散时间线性移不变系统的系统函数是 H ( z ) ,假设 H ( z ) 是 z 的有理函数,且 H ( z ) 是因果稳定的。试判断下面哪个系统是因果的,哪个是稳定的: (a) G ( z ) = H ( z ) H ∗ ( z ∗ ) 。 (c) G ( z ) = H ( z −1 ) 。 (b) G ( z ) = H ' ( z ) ,这里 H ' ( z ) = (d) G ( z ) = H (− z )
程佩青《数字信号处理教程(第三版)》课后习题答案精编版
第一章 离散时间信号与系统
1 .直接计算下面两个序列的卷积和 y( n ) = x( n )* h( n )
h (n )
=
⎧an ⎨
⎩0
, 0 ≤ n ≤ N −1 , 其他n
x (n )
=
⎧⎪ β ⎨
n−n 0
⎪⎩ 0
,n0 ≤ n , n < n0
请用公式表示。
分析:
①注意卷积和公式中求和式中是哑变量 m ( n 看作参量),
y (n ) ={1,2,3,3,2,1} ;
②δ (n)* x(n) = x(n) , δ (n − m)* x(n) = x(n − m) ;
③卷积和求解时, n 的分段处理。
6
解:(1) y(n) = x(n) * h(n) = R5(n) (2) y(n) = x(n) * h(n) = {1,2,3,3,2,1}
β α
n +1
β α β =
n +1− N −n0
N−
N
α −β
y(n) = Nα n−n0 ,
(α = β )
, (α ≠ β )
如此题所示,因而要分段求解。
2 .已知线性移不变系统的输入为 x( n ) ,系统的单位抽样响应
为 h( n ) ,试求系统的输出 y( n ) ,并画图。
(1)x(n) = δ (n)
∑ ∑( ) n α m−n0 n−m = β α = β m=n0
nn β
n0
α
n β −n0
− β n0
α
β n +1 α
1
−
β α
α β =
− n +1− n0
数字信号处理习题课
M=log2N
练习题
1、根据基2FFT算法,可将2048点的DFT分解成 级蝶形运算,每一
级包含 24点DFT的复加次数是
是
;
3、若直接计算N点DFT,需要的复乘次数和复加次数分别是
4、课后第1题
、
;
5、试比较直接计算N点DFT与基2FFT快速算法的运算量
第五章 时域离散系统的网络结构
)
A. x((n 2))4 R4 (n)
B. x((n 2))4 R4 (n)
C. x((n 2))4 R4 (n) D.以上答案都不对
6、有限长序列x(n)的8点DFT为X(k),则X(k)=
;
7、求序列R3(n)和 R5(n)长度为8的循环卷积波形 x1(n) R3(n) R5(n) ,并说明序列 x1(n) 与序列 x2 (n) R3(n) R5 (n) 波形是否相同。
用循环卷积实现线性卷积,则循环卷积的长度至少应等于( )
A.20点 B.21点 C.22点 D.23点
3、序列的Z变换和DFT的关系是( )
A.序列的N点DFT是x(n)在单位圆上的Z变换
B.序列的N点DFT是x(n)的Z变换在单位圆上N点采样
C.序列的N点DFT是x(n)的Z变换在单位圆上N点的等间隔采样
D.以上都不对。
4、下面描述中最适合离散傅立叶变换DFT的是( )
A.时域为离散序列,频域也为离散序列
B.时域为离散有限长序列,频域也为离散有限长序列
C.时域为离散无限长序列,频域为连续周期信号
D.时域为离散周期序列,频域也为离散周期序列
5、已知序列 x(n) {5,4,3,1},其循环移位 x((n 2))4 R4 (n) 是(
数字信号处理1-5章课内练习题
一、填空题1.某根据表中信号对应规律填写表格2.已知序列x (n )={5,-1, 2, -3,0,3 },则x((n-2))8 = 。
3. 已知序列x (n )={5,10, 2, -3,6,3, -2, -10}, 0≤ n ≤7,其8点DFT 为X (k ),(0≤ k ≤ 7), 计算下列各数值(a) X (0), (b) X (4), (c) 70()k X k =∑, (d)7280()kk X k W =∑ 4.已知序列x (n )={5,-1,0,-8},0≤ n ≤3。
y (n )={ 2,-3,-2,4,1},0≤ n ≤4。
线性卷积y (n ) = x (n ) * h (n )= , 圆周卷积w (n ) = x (n )⑥h (n )= 。
5. 已知实序列x(n)的4点DFT 的前3个值是0.25, 0.125-j0.301, 3,则最后一个值X(3)= 。
二、分析计算题6.有一信号)5sin(22cos )(t t t x ππ+=经过理想抽样系统,抽样频率为s Ω,抽样后信号经过LPF 恢复,其中 ⎩⎨⎧≤Ω=Ωother j Ha 03||1)(π问:1))(t x 的奈奎斯特率为多少?2)若s rad s/6π=Ω,抽样后信号的数字角频率为多少?抽样信号经过LPF 后哪种频率成分无失真,画出LPF 输出信号的幅度谱。
7.用微处理器对实序列作谱分析,要求频谱分辨率50F Hz ≤,信号最高频率为1kHz ,试确定以下各参数: (1)最小记录时间minp T ;(2)最大抽样间隔max T ;(3)最少抽样点数min N ;(4)在频带宽度不变的情况下,若将频率分辨率提高一倍,则F 和N 各为多少?8.利用顺序输入、倒序输出的基2 DIF-FFT 算法分析一个长度为N 点的序列x (n )的DFT X (k ),回答下列问题:(1)说明N 所需满足的条件,并说明如果N不满足的话, 该如何处理? (2)如果N=256,算法中共有多少级蝶形?第3级中有多少个蝶形?确定第3级蝶形中不同的权系数r N W 。
数字信号处理》第三版课后习题答案
数字信号处理课后答案教材第一章习题解答1.用单位脉冲序列()nδ及其加权和表示题1图所示的序列。
解:2.给定信号:25,41 ()6,040,n nx n n+-≤≤-⎧⎪=≤≤⎨⎪⎩其它(1)画出()x n序列的波形,标上各序列的值;(2)试用延迟单位脉冲序列及其加权和表示()x n序列;(3)令1()2(2)x n x n=-,试画出1()x n波形;(4)令2()2(2)x n x n=+,试画出2()x n波形;(5)令3()2(2)x n x n=-,试画出3()x n波形。
解:(1)x(n)的波形如题2解图(一)所示。
(2)(3)1()x n的波形是x(n)的波形右移2位,在乘以2,画出图形如题2解图(二)所示。
(4)2()x n的波形是x(n)的波形左移2位,在乘以2,画出图形如题2解图(三)所示。
(5)画3()x n时,先画x(-n)的波形,然后再右移2位,3()x n波形如题2解图(四)所示。
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)3()cos()78x n A n ππ=-,A 是常数;(2)1()8()j n x n e π-=。
解:(1)3214,73w w ππ==,这是有理数,因此是周期序列,周期是T=14;(2)12,168w wππ==,这是无理数,因此是非周期序列。
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)()()2(1)3(2)y n x n x n x n =+-+-; (3)0()()y n x n n =-,0n 为整常数; (5)2()()y n x n =; (7)0()()nm y n x m ==∑。
解:(1)令:输入为0()x n n -,输出为'000'0000()()2(1)3(2)()()2(1)3(2)()y n x n n x n n x n n y n n x n n x n n x n n y n =-+--+---=-+--+--=故该系统是时不变系统。
(完整版)数字信号处理教程程佩青课后题答案
第一章 离散时间信号与系统2.任意序列x(n)与δ(n)线性卷积都等于序列本身x(n),与δ(n-n 0)卷积x(n- n 0),所以(1)结果为h(n) (3)结果h(n-2) (2(4)3 .已知 10,)1()(<<--=-a n u a n h n,通过直接计算卷积和的办法,试确定单位抽样响应为 )(n h 的线性移不变系统的阶跃响应。
4. 判断下列每个序列是否是周期性的,若是周期性的,试确定其周期:)6()( )( )n 313si n()( )()873cos()( )(ππππ-==-=n j e n x c A n x b n A n x a分析:序列为)cos()(0ψω+=n A n x 或)sin()(0ψω+=n A n x 时,不一定是周期序列,nmm m n n y n - - -∞ = - ⋅ = = ≥ ∑ 2 31 2 5 . 0 ) ( 01当 3 4n m nm m n n y n 2 2 5 . 0 ) ( 1⋅ = = - ≤ ∑ -∞ = - 当 aa a n y n a a an y n n h n x n y a n u a n h n u n x m m nnm mn -==->-==-≤=<<--==∑∑--∞=---∞=--1)(11)(1)(*)()(10,)1()()()(:1时当时当解①当=0/2ωπ整数,则周期为0/2ωπ;②;为为互素的整数)则周期、(有理数当 , 2 0Q Q P QP =ωπ ③当=0/2ωπ无理数 ,则)(n x 不是周期序列。
解:(1)0142/3πω=,周期为14 (2)062/13πω=,周期为6 (2)02/12πωπ=,不是周期的 7.(1)[][]12121212()()()()()()[()()]()()()()[()][()]T x n g n x n T ax n bx n g n ax n bx n g n ax n g n bx n aT x n bT x n =+=+=⨯+⨯=+所以是线性的T[x(n-m)]=g(n)x(n-m) y(n-m)=g(n-m)x(n-m) 两者不相等,所以是移变的y(n)=g(n)x(n) y 和x 括号内相等,所以是因果的。
《数字信号处理》第三版高西全版课后习题答案详解
数字信号处理课后答案 高西全、丁美玉版1.2 教材第一章习题解答1. 用单位脉冲序列()n δ及其加权和表示题1图所示的序列。
解:()(4)2(2)(1)2()(1)2(2)4(3)0.5(4)2(6)x n n n n n n n n n n δδδδδδδδδ=+++-+++-+-+-+-+-2. 给定信号:25,41()6,040,n n x n n +-≤≤-⎧⎪=≤≤⎨⎪⎩其它〔1〕画出()x n 序列的波形,标上各序列的值;〔2〕试用延迟单位脉冲序列及其加权和表示()x n 序列; 〔3〕令1()2(2)x n x n =-,试画出1()x n 波形; 〔4〕令2()2(2)x n x n =+,试画出2()x n 波形; 〔5〕令3()2(2)x n x n =-,试画出3()x n 波形。
解:〔1〕x(n)的波形如题2解图〔一〕所示。
〔2〕()3(4)(3)(2)3(1)6()6(1)6(2)6(3)6(4)x n n n n n n n n n n δδδδδδδδδ=-+-+++++++-+-+-+-〔3〕1()x n 的波形是x(n)的波形右移2位,在乘以2,画出图形如题2解图〔二〕所示。
〔4〕2()x n 的波形是x(n)的波形左移2位,在乘以2,画出图形如题2解图〔三〕所示。
〔5〕画3()x n 时,先画x(-n)的波形,然后再右移2位,3()x n 波形如题2解图〔四〕所示。
3. 判断下面的序列是否是周期的,假设是周期的,确定其周期。
〔1〕3()cos()78x n A n ππ=-,A 是常数;〔2〕1()8()j n x n e π-=。
解:〔1〕3214,73w w ππ==,这是有理数,因此是周期序列,周期是T=14; 〔2〕12,168w wππ==,这是无理数,因此是非周期序列。
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。
数字信号处理课后习题答案(吴镇扬)(精编文档).doc
【最新整理,下载后即可编辑】习题一 (离散信号与系统)1.1周期序列,最小周期长度为5。
1.2 (1) 周期序列,最小周期长度为14。
(2) 周期序列,最小周期长度为56。
1.5()()()()()()()11s a s s s a n s s a s n X j x t p t X j ΩP j Ω2n τn τj sin j Ωjn e X 2n π2n n τj Sa X j jn e 2T 2πττ∞=-∞∞=-∞Ω==*⎡⎤⎣⎦ΩΩ⎛⎫-=-Ω ⎪⎝⎭ΩΩ⎛⎫-=Ω-Ω ⎪⎝⎭∑∑ 1.6 (1) )(ωj e kX (2) )(0ωωj n j e X e (3) )(21)(2122ωωj j e X e X -+ (4) )(2ωj e X1.7 (1) 0n z -(2) 5.0||,5.0111>--z z (3) 5.0||,5.0111<--z z (4)0||,5.01)5.0(11101>----z z z1.8 (1) 0,)11()(211>--=---z zz z z X N(2) a z az az z X >-=--,)1()(211 (3) a z az z a az z X >-+=---,)1()(311211.91.10 (1))1(2)(1----+n u n u n (2))1(24)()5.0(6--⋅--n u n u n n (3))()sin sin cos 1(cos 000n u n n ωωωω++(4) )()()(1n u a a a n a n ---+-δ 1.11(1))(1z c X - (2) )(2z X (3))()1(21z X z -+ (4)-+<<x x R z R z X /1/1),/1(1.12 (1) 1,11<-ab ab(2) 1 (3)00n a n1.13 (1) 该系统不是线性系统;该系统是时不变系统。
数字信号处理习题集(附答案)
第一章数字信号处理概述简答题:1.在A/D变换之前和D/A变换之后都要让信号通过一个低通滤波器,它们分别起什么作用?答:在A/D变化之前为了限制信号的最高频率,使其满足当采样频率一定时,采样频率应大于等于信号最高频率2倍的条件。
此滤波器亦称为“抗混叠”滤波器.在D/A变换之后为了滤除高频延拓谱,以便把抽样保持的阶梯形输出波平滑化,故又称之为“平滑”滤波器.判断说明题:2.模拟信号也可以与数字信号一样在计算机上进行数字信号处理,自己要增加一道采样的工序就可以了。
( )答:错.需要增加采样和量化两道工序。
3.一个模拟信号处理系统总可以转换成功能相同的数字系统,然后基于数字信号处理理论,对信号进行等效的数字处理.( ) 答:受采样频率、有限字长效应的约束,与模拟信号处理系统完全等效的数字系统未必一定能找到。
因此数字信号处理系统的分析方法是先对抽样信号及系统进行分析,再考虑幅度量化及实现过程中有限字长所造成的影响。
故离散时间信号和系统理论是数字信号处理的理论基础.第二章 离散时间信号与系统分析基础一、连续时间信号取样与取样定理计算题:1.过滤限带的模拟数据时,常采用数字滤波器,如图所示,图中T 表示采样周期(假设T 足够小,足以防止混叠效应),把从)()(t y t x 到的整个系统等效为一个模拟滤波器.(a ) 如果kHz rad n h 101,8)(=π截止于,求整个系统的截止频率. (b)对于kHz T 201=,重复(a )的计算.解 (a )因为当0)(8=≥ωπωj e H rad 时,在数 — 模变换中)(1)(1)(Tj X Tj X Te Y a a j ωω=Ω=所以)(n h 得截止频率8πω=c 对应于模拟信号的角频率c Ω为8π=ΩT c因此 Hz Tf c c 6251612==Ω=π 由于最后一级的低通滤波器的截止频率为Tπ,因此对T8π没有影响,故整个系统的截止频率由)(ωj e H 决定,是625Hz 。
数字信号处理_第一章_习题
解:
画
一个[- , ]周期频谱图
画
一个[- , ]周期频谱图
解:
解:
解:
习题1-2
解:
习题1-21
解:
讨论系数求解
习题1-21
解:
若
留数法或者线性加权特性求出
若
作业(1-6) 例: 已知抽取器的输入和输出关系为 y[k]=x[Mk]
试判断该离散系统是否为时不变系统?
解:输入序列x[k]产生的输出序列y[k]为 y[k]=T{ x[k]}= x[Mk] y[k-n]=x[M(k-n)] 输入序列x[k-n]产生的输出序列为 T{x[k-n]}= x[Mk-n] 由于 x[Mk-n] y[k-n]故该离散系统是时变系 统。
受频率响
应幅度|H(ej ) | 加 权 影 响 , 而 输 出 的
则为输入相位与相系位统响应相位之和。
解: 系统频响
习题1-25
举例
已知系统函数: 如果输入序列为: 则系统的稳态输出y[k]:
信号离散化过程中频谱分析或者频谱变化规律
采样Ts
? 周期化
作业 1-27
解:
周期为2
解:
周期为2
习题1-12
解:
书14页
习题1-12
解:
书14页
补充(第2章内容)
习题1-12
解:
取一周期主值
解:
1 -
习题1-14
因为X(ej )是偶函数,公式简化为: 若k=0
解: 1
若
-
习题1-14
Hale Waihona Puke 解: 1习题1-14
-
-0.5
0.5
《信号与系统》(第2版)书161
数字信号处理课后答案+第5章
(2) 将H(z)的分母进行因式分解:
1 1 z 1
1 1 z 1
H(z)
3
3
1 3 z 1 1 z 2 (1 1 z 1 )(1 1 z 1 )
48
2
4
按照上式可以有两种级联型结构:
①
1 1 z1 H(z) 3
1
1 1 z1 1 1 z1
2
4
画出级联型结构如题1解图(二)(a)所示。
解: 分别画出(1)、 (2)的结构图如题10解图 (一)、 (二)所示。
(1) 属第一类N为偶数的线性相位滤波器, 幅度特性 关于ω=0, π, 2π偶对称, 相位特性为线性、 奇对称。
(2) 属第二类N为奇数的线性相位滤波器, 幅度特性 关于ω=0, π, 2π奇对称, 相位特性具有线性且有固定的π/2相 移。
1
1 az
1
系统的直接型结构如题7解图所示。
题7解图
8. 已知系统的单位脉冲响应为
h(n)=δ(n)+2δ(n-1)+0.3δ(n-2)+2.5δ(n-3)+0.5δ(n-5)
试写出系统的系统函数, 并画出它的直接型结构。 解: 将h(n)进行Z变换, 得到它的系统函数 H(z)=1+2z-1+0.3z-2+2.5z-3+0.5z-5
10. 已知FIR滤波器的单位脉冲响应为: (1) N=6
h(0)=h(5)=15 h(1)=h(4)=2 h(2)=h(3)=3 (2) N=7 h(0)=h(6)=3 h(1)=-h(5)=-2 h(2)=-h(4)=1 h(3)=0 试画出它们的线性相位型结构图, 并分别说明它们的幅度 特性、 相位特性各有什么特点。
数字信号处理习题集
数字信号处理习题集数字信号处理习题集第⼀章习题1、已知⼀个5点有限长序列,如图所⽰,h (n )=R 5(n )。
(1)⽤写出的()n δ()x n 函数表达式;(2)求线性卷积*。
()y n =()x n ()hn 2、已知x (n )=(2n +1)[u (n +2)-u (n -4)],画出x (n )的波形,并画出x (-n )和x (2n )的波形。
3、判断信号是否为周期信号,若是求它的周期。
3()sin 73x n n ππ??=+4、判断下列系统是否为线性的,时不变的,因果的,稳定的?(1),(2)2()(3)y n x n =-0()()cos()y n x n n ω=5、已知连续信号。
()2sin(2),3002a x t ft f Hz ππ=+=(1)求信号的周期。
()a x t (2)⽤采样间隔T=0.001s 对进⾏采样,写出采样信号的表达式。
()a x t ?()a xt (3)写出对应于的时域离散信号的表达式,并求周期。
?()a xt ()x n 6、画出模拟信号数字处理的框图,并说明其中滤波器的作⽤。
第⼆章习题1、求下列序列的傅⽴叶变换。
(1),(2)11()333nx n n ??=-≤ ?[]2()()()n x n a u n u n N =--2、已知理想低通滤波器的频率响应函数为:为整数,000(),0j n j e H e n ωωωωωωπ-?≤≤?=? <≤??cc 求所对应的单位脉冲响应h (n )。
3、已知理想⾼通滤波器的频率响应函数为:,求所对应0()1j H e ωωωωωπ≤≤=<≤??cc 的单位脉冲响应h (n )。
4、已知周期信号的周期为5,主值区间的函数值=,求该周期信号的()(1)n n δδ+-离散傅⾥叶级数和傅⾥叶变换.5、已知信号的傅⽴叶变换为,求下列信号的傅⽴叶变换。
()x n ()j X e ω(1)(2)(3)x n -*()x n -6、已知实因果信号如图所⽰,求和。
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+∞
x(n) = xa (nTs ) 1 jw X (e ) = Ts w 2π ∑ X a j T − T l = −∞ s s
+∞
w = ΩTs 1 Fs = Ts
l
Fs: the sampling frequency, sam/sec
Charpter1-6 exercise(补充内容)
z = a −1
x(n)=(a-n-an)u(-n-1)
Charpter1-6 exercise(补充内容)
(3) 收敛域|a|<|z|<|a-1|
x(n)是双边序列。 根据被积函数F(z), 按n≥0和n<0两 情况分别求x(n)。 n≥0时, c内极点z=a x(n)=Res[F(z), a]=an n<0时, c内极点有二个, 其中z=0是n阶极点, 改求c外极点留数, c外极点只有z=a-1, 因此 x(n)=-Res[F(z), a-1]=a-n 最后将x(n)表示为 an n≥0 x(n)= x(n)=a|n| a-n n<0
Charpter1-6 exercise(补充内容) 有限长序列: ∞ n1<0, n2≤0时, 0≤z<∞ 双边Z变换 X ( z ) = ∑ x ( n ) z − n n1<0, n2>0时, 0<z<∞ n =−∞ n1≥0, n2>0时, 0<z≤∞ ∞ 单边Z变换 X ( z ) = ∑ x ( n ) z − n 右序列: n =0 收敛域为Rx- <|z|<∞
Charpter1-6 exercise(补充内容)
第2章 离散时间信号与系统
时域离散信号 时域离散系统 卷积 差分方程
Charpter1-6 exercise(补充内容) 常用的典型序列: δ(n) ,u(n) , RN(n) , 正弦序列,指数序列 序列的运算:加权、加法、移位、翻转、累加及累乘。 序列的周期性和合成(单位样本、奇偶和几何级数) 序列的相关定义 线性时不变系统 卷积(交换,结合,分配律) 线性时不变系统因果性的充要条件h(n)=0, n<0 系统稳定的充分必要条件是: 差分方程:定义,零输入、零状态; 齐次解、特解;稳态,暂态
c ∞
Rx − < z < Rx + c ∈ ( Rx − , Rx + )
X ( z ) z n −1dz,
1.用留数定理求逆Z变换
1 2π j
∫
c
X ( z ) z n −1dz = ∑ Re s[ X ( z ) z n −1 , zk ]
k
单阶极点
Re s[ X ( z ) z n −1 , zk ] = ( z − zk ) ⋅ X ( z ) z n −1
z = a −1
x(n)=(an-a-n)u(n)。
Charpter1-6 exercise(补充内容)
(2) 收敛域|z|<|a| 原序列是左序列, 无须计算n≥0情况, 当 n≥0时, 围线积分c内没有极点, 因此x(n)=0。 n<0时, c内只有一个极点z=0, 且是n阶极点, 改求c外极点留数之和
−Ω s / 2
e jΩt dΩ
(n -3)T
(n -1)T (n +1)T nT (n -2)T (n +2)T (n +3)T t
Charpter1-6 exercise(补充内容) Exercise3.7
Charpter1-6 exercise(补充内容)
P3.9 X 2 N +1 (e ) =
Charpter1-6 exercise(补充内容)
Reconstruction
x(n)
+∞ n = −∞
Impulse train conversion
Ideal lowpass filter
xa (t )
∑ x(n)δ (t − nTs ) = ⋯ + x(−1)δ (t + Ts ) + x(0)δ (t ) + x(1)δ (t − Ts ) + ⋯
Sampling Principle
A band-limited signal xa(t) with bandwidth F0 ,can be reconstructed from its sample values x(n)=xa(nTs) ,if the sampling frequency Fs=1/Ts is greater than twice the bandwidth F0 of xa(t) . Fs >2 F0. Otherwise aliasing would result in x(n). The sampling rate of 2 F0 for an analog band-limited signal is called the Nyquist rate.
n = −∞
xa (t ) =
∑ x(n)sinc[ Fs (t − nTs )]
∫
Ωs / 2
+∞
Interpolating formula
sin[π (t − nT ) / T ] π (t − nT ) / T
h(t ) =
1 ∞ T H ( jΩ)e jΩt dΩ = 2π ∫−∞ 2π sin(Ω s / 2) sin(πt / T ) = = Ω st / 2 πt / T
Condition: 1. Absolutely summable sequence 2. LTI system
Charpter1-6 exercise(补充内容)
X a ( jΩ) = ∫−∞ xa (t )e − jΩt dt 1 xa (t ) = 2π X a ( jΩ)e jΩt dΩ ∫−∞
jω n =−∞ ∞ 2N
∑
RN (n)e
− jω n
=e
jN ω
∑
n =0
e − jω n
1 − e − jω (2 N +1) e jω /2 (e jω (2 N +1)/2 − e− jω (2 N +1)/2 ) = = − jω 1− e e jω (2 N +1)/2 (e jω /2 − e − jω /2 ) sin[ω (2 N + 1) / 2)] − jN ω sin[(ω 2 N + 1) / 2)] jN ω =e e = sin ω / 2 sin sin ω / 2 ∞ 1 ∞ jω − jω n X (e ) = ∑ cos ω0 nRN (n)e = ∑ (e jω0 n + e − jω0 n )RN (n)e − jω n 2 n =−∞ n =−∞ 1 = [ X N (e j (ω +ω0 ) ) + X N (e j (ω −ω0 ) )] 2
Charpter1-6 exercise(补充内容)
Charpter1-6 exercise(补充内容)
第3章 DTFT
DTDT定义 定义 DTDT性质 性质 频域表示 采样与重构
Charpter1-6 exercise(补充内容)
时间函数 连续和非周期 连续和周期 离散和非周期 散和周期 频率函数 非周期和连续 非周期和离散 周期和连续 周期和离散
n −1
z = zk
N阶极点 Re s[ X ( z ) z
1 d N −1 , zk ] = [( z − zk ) N X ( z ) z n −1 ] ( N − 1)! dz N −1
z = zk
Charpter1-6 exercise(补充内容) 留数辅助定理
F ( z) = X ( z) z
虚部和j <---> 共轭反对称性(实部---奇,虚部----偶) 周期性:2pi为周期
Charpter1-6 exercise(补充内容)
x(n)
X (e )
jw
h(n)
H (e jw ), h(n)
y ( n ) = h ( n) * x ( n )
Y (e jw ) = H (e jw ) X (e jw )
X (e jω ) =
n =−∞
∑
∞
x ( n )e − jω n
成立的充分必要条件是序列x(n)满足绝对可和的条件
1 x ( n) = 2π
∫π
−
π
X (e jω )e jω m d ω
Charpter1-6 exercise(补充内容)
Charpter1-6 exercise(补充内容) 对称性: 共轭对称序列:xe(n)=x*e(-n) 共轭反对称序列:xe(n)=-x*e(-n) 实部 <---> 共轭对称性(实部---偶,虚部----奇)
1 − a2 , a <1 X ( z) = −1 (1 − az )(1 − az )
Charpter1-6 exercise(补充内容) (1) 收敛域|z|>|a-1| 1 − a2 F ( z) = z n −1 (1 − az )(1 − az −1 ) 1 − a2 = zn − a ( z − a )( z − a −1 )
x ( n ) = Re s[ F ( z ), a ] + Re s[ F ( z ), a −1 ] (1 − a 2 ) z n =− ( z − a) ( z − a )(1 − az ) = an − a −n
z =a
(1 − a 2 ) z n + ( z − a −1 ) − a ( z − a )( z − a −1 )
-τ
o x p(t) x a(t) 1 (a) |X a( jΩ )|