武汉科技大学_信号与系统习题精解第12章
信号与系统课后题答案
《信号与系统》课程习题与解答第二章习题(教材上册第二章p81-p87)2-1,2-4～2-10,2-12～2-15,2-17～2-21,2-23,2-24第二章习题解答2-1 对下图所示电路图分别列写求电压的微分方程表示。
图(a)：微分方程：11222012()2()1()()()2()()()()2()()()c cc di t i t u t e t dtdi t i t u t dtdi t u t dt du t i t i t dt ⎧+*+=⎪⎪⎪+=⎪⇒⎨⎪=⎪⎪⎪=-⎩图（b ）：微分方程：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-==+++=+++⎰⎰2021'2'21'2'11)(01)(1Ri t v Ri Mi Li dt i Ct e Ri Mi Li dt i C)()(1)(2)()2()(2)()(33020022203304422t e dtd MR t v C t v dt d C R t v dt d C L R t v dt d RL t v dt d M L =+++++-⇒ 图(c)微分方程：dt i C i L t v ⎰==211'101)(⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧===⇒⎰dt t v L i t v L i dtdt v L i dt d)(1)(1)(10110'1122011∵ )(122111213t i dt d L C i i i i +=+=)(0(1]1[][101011022110331t e dt dR t v RL v dt d RR L C v dt d R C R C v dt d CC μ=+++++⇒图(d)微分方程：⎪⎩⎪⎨⎧+-=++=⎰)()()()()(1)()(11111t e t Ri t v t v dt t i C t Ri t e μRC v dt d 1)1(1+-⇒μ)(11t e V CR = ∵)()(10t v t v μ=)()(1)1(0'0t e R v t v R Cv v =+-⇒2-4 已知系统相应的其次方程及其对应的0+状态条件，求系统的零输入响应。
武汉科技大学-信号与系统习题精解第1章
第1章 信号及信号的时域分析1.1本章要点本章在时域范围内讨论信号的分类和信号的基本运算，通过本章的学习，读者应该了解信号的各种分类、定义及相关波形；了解各类常用信号及其性质，掌握几种奇异信号的特性及运算方法；了解和掌握信号的基本运算方法，深刻理解卷积与输入、输出信号和系统之间的物理关系及其性质，为后续课程打下牢固的基础。
1、信号的分类（1）连续信号与离散信号一个信号，如果在连续时间范围内(除有限个间断点外)有定义， 就称该信号在此区间内为连续时间信号，简称连续信号。
仅在离散时间点上有定义的信号称为离散时间信号，简称离散信号。
（2）确定信号与随机信号确定信号是指能够以确定的时间函数表示的信号。
即给定某一时间值，就能得到一个确定的信号值。
随机信号是时间的随机函数，即给定某一时间值，其函数值并不确定的信号。
（3）周期信号与非周期信号对于连续信号)(t f ，若存在0>T ，使得)()(t f rT t f =+，r 为整数，则称)(t f 为周期信号；对于离散信号)(n f ，若存在大于零的整数N ，使得)()(n f rN n f =+，r 为整数，则称)(n f 为周期信号。
不满足周期信号定义的信号称为非周期信号。
① 几个周期信号相加而成的信号的周期问题几个周期信号相加，所产生的信号可能是周期信号，也可能是非周期信号，这主要取决于几个周期信号的周期之间是否存在最小公倍数0T 。
以周期分别为1T 、2T （角频率分别为21,ΩΩ）的两个信号相加产生的信号()t f 为例，如果===ΩΩ211221n n T T 有理数，21,n n 均为整数，则()t f 为周期信号，其周期0T 为 22112211022Ω=Ω===ππn n T n T n T （1-1） ② 离散正（余）弦信号的周期问题时域连续的正（余）弦信号一定是周期信号，但时域离散的正（余）弦信号不一定是周期信号，要求周期N 为正整数。
武汉科技大学信号与系统期末试题答卷
武汉科技⼤学信号与系统期末试题答卷武汉科技⼤学考试卷（A 卷）课程：信号与系统（闭卷）（2014/05）专业班级姓名学号１．５．信号f （3）求()()dg t h t dt=的傅⾥叶变换。
图⼀解：（1）()[()(1)]f t t t t εε=--（2分）2114分）（3）h(t)（2）2t ()2()[()(2)]h t t t t δεε=---（2分）22112[()](1)2(1)j j e e j j ωωπδωωω--=-+-=--（4分）三、（18分）已知)(t f 的频谱函数为)(ωj F ，其频谱图如图⼆所⽰。
（1）求t j e t f t f 21)2()(-=的频谱函数)(1ωj F 的表达式；（4器H H 所以222()()()222t f t Sa t Sa τττππ==?=（4分）（4）41()()cos ()[(1)(1)]()2A A f t f t t F j F j j F j j G ωωωω=?=++-= （2四、（15分）某LTI 系统保持初始状态不变。
已知当激励为1()()e t t δ=时，其全响应为1()()()t r t t e t δε-=+；当激励为2()()t e t e t ε-=时，其全响应为2()3()t r t e t ε-=。
（1）求系统的单位冲激响应()h t ，说明其因果性；（2）写出描述系统输⼊输出关系的微分⽅程；（3）求当激励为3()()(1)e t t t εε=--时的全响应。
解：（1）设该系统的零输⼊响应为()zi r t ，则由题意，有对两式分别取拉⽒变换，得解之得，1()111H s s ?=-即()()()()(1)()t zi h t t t r t e t δεε-=-??=+?（4分）六、（10分）设计⼀个离散系统，使其输出()y k 是:,1,,1k k k M --+各点输⼊之平均。
（1）确定描述该系统输出()y k 与输⼊()e k 之关系的差分⽅程；（2）求该系统的系统函数)(z H ；（3）当3=M 时，采⽤加法器，标量乘法器和单位延时器画出系统的结构框图，要求尽可能地少⽤单位延时器。
项目管理智慧树知到答案章节测试2023年武汉科技大学
第一章测试1.项目管理的客体是项目的全部任务。
（）A:错B:对答案:B2.确定项目是否可行应在项目规划阶段完成。
（）A:错B:对答案:A3.站务人员售卖车票给顾客的任务属于项目。
（）A:错B:对答案:A4.对项目的可交付成果负主要责任的是项目经理。
（）A:对B:错答案:A5.项目“一次性”的含义是指项目持续的时间很短。
（）A:错B:对答案:A6.随着项目生命期的进展，资源的投入先变小再变大。
（）A:错B:对答案:A7.项目开始时，风险最低，随着任务的不断完成，风险逐渐增多。
（）A:错B:对答案:A8.项目变更所需的花费将随着生命期的推进而增加。
( )A:错B:对答案:B9.任何项目都有明确的起止时间。
( )A:错B:对答案:B10.项目管理的三要素包括时间、成本、范围。
（）A:错答案:A第二章测试1.项目团队成员更关注所属部门的工作，而不是项目的目的，是哪种组织结构，可能会出现的情形。
（）A:职能型B:强矩阵型C:平衡矩阵型D:项目型答案:A2.项目的规模大，同时技术创新性强适合选用哪种组织结构形式。
( )A:强矩阵型B:平衡矩阵型C:项目型D:职能型答案:C3.环境变化不大、技术标准化的小项目，适用于哪种组织结构形式（）A:强矩阵型B:平衡矩阵型C:职能型D:项目型答案:C4.最机动灵活的组织织形式是( )。
A:矩阵型B:职能型C:项目型D:混合型答案:A5.项目经理在哪种组织结构中权力最大。
( )A:强矩阵型B:平衡矩阵型C:职能型组织D:项目型答案:D6.矩阵型组织结构适合于风险较大技术较为复杂的大型项目。
（）A:错B:对答案:B7.项目经理是职能部门领导，才能取得公司总经理对项目的信任。
（）A:错答案:A8.项目组织选择应遵循的原则之一是统一指挥。
（）A:对B:错答案:A9.在项目式组织结构中每个项目成员有两个领导。
（）A:错B:对答案:A10.项目团队成员在项目结束后回到所属的部门，是采用职能型组织结构会出现的情况。
信号与系统课后习题答案(金波 华中科技大学出版社)
基本练习题
题 一
1-1 判断下列信号是否是周期的，如果是周期的，求出它的基频和公共周期。 (a) f (t ) 4 3 sin(12 t ) sin(30 t ) ； (b) f (t ) cos(10 t ) cos(20 t ) ; (c) f (t ) cos(10 t ) cos(20t ) ; (d) f (t ) cos(2t ) 2 cos(2t
1 1 s。 f0 3
(c) 由于两个分量的频率 1 =10 rad/s、 1 =20 rad/s的比值是无理数，因此无法找出公共 周期。所以是非周期的。 1 (d) 两个分量是同频率的，基频 f 0 1/ Hz。因此，公共周期 T s。 f0 1-2 解 (a) 波形如图1-2(a)所示。显然是功率信号。
0
f (t )
2
3
题图 1-8
t
1-9 在以下每个系统中， f (t ) 是输入， y (t ) 是输出。将每个系统按线性、时变和因果性 进行分类。 (a) y (t ) 3 y (t ) 2 f (t ) f (t ) ； (b) y (t ) 3 y(t ) y (t ) 2 f (t ) f (t ) ； (c) y (t ) 3tf (t ) y (t ) 2 f (t ) ； (d) y (t ) 3 y (t ) 2 f (t ) f (t 2) 。
(6 t 2 )[ (t 4) 2 (2t 4)] dt ;
4
10
(t )
sin 3t dt 。 t
1-7 画出题图1.7中的信号的一阶导数波形。
f1 (t )
4
2
0
f 2 (t )
武汉科技大学_信号与系统习题精解第8章
(8-7)
式中：
为第 个环路的传输值
为所有环路的传输值之和
为所有相互不接触的两个环路的传输值的乘积之和
为所有相互不接触的三个环路的传输值的乘积之和
…
为第 个正向传输路径的传输值
为与 不相接触的子图部分的 值
6
若对 求拉普拉斯反变换，则 的每个极点将对应一个时间函数。也就是说，冲激响应 的函数形式完全取决于 的极点；而幅度和相角将由极点和零点共同决定。因此， 完全由 的零、极点位置决定。
综上所述，根据 判断线性连续系统的方法是：首先根据霍尔维兹多项式的必要条件检查 的系数 。若 中有缺项(至少一项为零)，或者 的符号不完全相同，则 不是霍尔维兹多项式，故系统不是稳定系统。若 的系数 无缺项并且符号相同，则 满足霍尔维兹多项式的必要条件，然后进一步再利用罗斯-霍尔维兹准则判断系统是否稳定。
（1）求系统的冲激响应；
（2）求在 激励下系统的完全响应。
解：(1)设初始状态为零，则有：
所以
（2）两边同时取拉氏变换，把初始状态一并代入
例2某线性时不变系统输入为单位阶跃信号时的阶跃响应为 ，求使输出为 的输入信号 。
解：由阶跃响应求得冲激响应为
则系统函数为
输出 的Laplace变换为
所以输入信号 的Laplace变换为
为霍尔维兹多项式的必要条件是： 的各项系数 都不等于零，并且 全为正实数或全为负实数。若 全为负实数，可把负号归于 的分子 ，因而该条件又可表示为 。显然，若 为霍尔维兹多项式，则系统是稳定系统。
罗斯和霍尔维兹提出了判断多项式为霍尔维兹多项式的准则，称为罗斯一霍尔维兹准则(R-H准则)。罗斯-霍尔维兹准则包括两部分，一部分是罗斯阵列，一部分是罗斯判据(罗斯-霍尔维兹准则)。
武汉科技大学-信号与系统习题精解第10章
230第10章 无限冲激响应数字滤波器的设计10.1 本章要点1、IIR 数字滤波器设计的基本概念及方法（1）IIR 数字滤波器的性能指标数字滤波器的频率响应)(ωj e H 可表示为：)()()(ωϕωωj j j e e H e H =式中，)(ωj e H 称为幅频特性，表示信号通过滤波器后各频率成分的衰减情况；)(ωϕ称为相频特性，反映各频率成分通过滤波器后在时间上的延时情况。
对IIR 数字滤波器，通常用幅频响应)(ωj e H 来描述性能指标。
需要注意的是数字滤波器的频率响应)(ωj e H 是以π2为周期的，滤波器的低频频带处于π2的整数倍附近，而高频频带处于π的奇数倍附近，这是数字滤波器与模拟滤波器的最大区别。
所以，一般只给出],0[π区间上的性能指标描述。
IIR 低通滤波器的幅频特性如图10-1所示。
图中，p ω和s ω分别称为通带截止频率和阻带截止频率。
通带频率范围为p ωω≤≤0，在通带中要求1)(11≤≤-ωδj e H ；阻带频率范围为πωω≤≤s ，在阻带中要求2)(δω≤j e H ；从p ω到s ω称为过渡带，在过渡带内，幅频响应平滑地从通带下降到阻带。
1δ在具体指标中往往用通带内允许的最大衰减p α表示，2δ用阻带内允许的最小衰减s α表示，p α和s α分别定义为：dB eH e H pj j p )()(lg 200ωα=dB eH e H sj j s )()(lg200ωα=如果将)(0j e H 归一化为1，则p α和s α可分别表示为：dBeH pj p )(lg 20ωα-= dBe H sj s )(lg 20ωα-=231当c p ωω=时，幅度下降到707.022≈，此时dB p 3=α，所以常称c ω为3dB 通带截止频率。
c ω是滤波器设计的重要参数之一。
图10-1 IIR 低通滤波器的幅频特性（2）IIR 数字滤波器的设计方法设计一个数字滤波器，可分为以下3步： ① 根据实际要求确定滤波器的性能指标。
信号与系统第四版习题解答
《信号与系统》（第四版）习题解析高等教育2007年8月目录第1章习题解析1第2章习题解析5第3章习题解析14第4章习题解析21第5章习题解析29第6章习题解析39第7章习题解析47第8章习题解析52第1章习题解析1-1题1-1图示信号中，哪些是连续信号？哪些是离散信号？哪些是周期信号？哪些是非周期信号？哪些是有始信号？(c) (d)题1-1图解(a)、(c)、(d)为连续信号；(b)为离散信号；(d)为周期信号；其余为非周期信号；(a)、(b)、(c)为有始（因果）信号。
1-2给定题1-2图示信号f ( t )，试画出下列信号的波形。
[提示：f ( 2t )表示将f ( t )波形压缩，f (2t )表示将f ( t )波形展宽。
](a) 2 f (t - 2 )(b) f ( 2t )(c)f (2t ) (d)f (-t +1 )题1-2图解以上各函数的波形如图p1-2所示。
图p1-21-3 如图1-3图示，R 、L 、C 元件可以看成以电流为输入，电压为响应的简单线性系统S R 、S L 、S C ，试写出各系统响应电压与激励电流函数关系的表达式。
题1-3图S R S L S C解各系统响应与输入的关系可分别表示为)()(t i R t u R R ⋅=tt i L t u L L d )(d )(= ⎰∞-=t C C i Ct u ττd )(1)(1-4 如题1-4图示系统由加法器、积分器和放大量为-a 的放大器三个子系统组成，系统属于何种联接形式？试写出该系统的微分方程。
题1-4图解系统为反馈联接形式。
设加法器的输出为x ( t )，由于)()()()(t y a t f t x -+=且)()(,d )()(t y t x t t x t y '==⎰故有 )()()(t ay t f t y -='即)()()(t f t ay t y =+'1-5已知某系统的输入f ( t )与输出y ( t )的关系为y ( t ) = | f ( t )|，试判定该系统是否为线性时不变系统？解设T 为系统的运算子，则可以表示为)()]([)(t f t f T t y ==不失一般性，设f ( t ) = f 1( t ) +f 2( t )，则)()()]([111t y t f t f T ==)()()]([222t y t f t f T ==故有21显然)()()()(2121t f t f t f t f +≠+即不满足可加性，故为非线性时不变系统。
信号系统教材课后习题答案
第6章 系统及系统的时域分析1. 解：由于系统(1)不满足分解性；系统(2)不满足零输入线性；系统(3)不满足零状态线性，故这三个系统都不是线性系统。
对于系统(4)，如果直接观察)(n y ～)(n f 关系，似乎系统既不满足齐次性，也不满足叠加性。
但考虑到令)(n f =0时，系统响应为常数b ，若把它看成是由初始状态引起的零输入响应时，系统仍是满足线性系统条件的，故系统(4)是线性系统。
2. 解：(1) 已知)(t f →)](cos[)(t f a t y f =，设 dd t t t t f t f >-=),()(1，则其零状态响应为)](cos[)](cos[)(11d f t t f a t f a t y -==，显然 )()(1d f f t t y t y -=，故该系统是时不变系统。
(2) 已知)(n f →)()(n bf n y f =，设01),()(n n n n f n f >-=，则其零状态响应为)()()(011n n bf n bf n y f -==，显然 )()(01n n y n y f f -=，故该系统是时不变系统。
3. 解：对于（1）～（4），由于任一时刻的零状态响应均与该时刻以后的输入无关，因此都是因果系统。
而对于（5），系统任一时刻的零状态响应都与该时刻以后的激励有关。
响应在先，激励在后，这在物理系统中是不可能的。
因此，该系统是非因果的。
（6）也是非因果的，因为如果0)(=t f ，0t t < 则有 0)3()(==t f t y f ，3t t <可见在区间003t t t <<上0)(≠t y f ，即零状态出现于激励之前，因而该系统是非因果的。
4. 解：（1）显然，无论激励)(n f 是何种形式的序列，只要它是有界的，那么)(n y f 也是有界的，因果该系统是稳定的。
（2）若)()(t u t f =，显然该激励是有界的，但 t x x u t y tf ==⎰∞-d )()(，0≥t它随时间t 无限增长，故该系统是不稳定的。
信号与系统课后答案（ＰＤＦ）
第二章第二章 课后题答案课后题答案2-1.1.图题2-1所示电路，求响应u 2(t)对激励f(t)的转移算子H(p)及微分方程。
解 其对应的算子电路模型如图题2.1（b ）所示，故对节点①，②可列出算子形式的KCL 方程为= +++−=−+0)(111)(1)()(1)(1312121t u p p t u p t f t u p t u p即()=+++−=−+0)(1)()()()(13122121t u p p t u t pf t u t u p联解得)()()(443)(22t f p H t f p p t u =++=故得转移算子为443)()()22++==p p t f t u p H （u 2(t)对f(t)的微分方程为()）（）（t f t u p p 34422=++即）（t f t u t u dt d t u dt d 3)(4)(4)(22222=++2-2图题2-2所示电路，求响应i(t)对激励f(t)的转移算子H(p)及微分方程。
解 其对应的算子电路模型如图2.2（b）所示。
故得）（）（t f p p p p pp t f t i 3011101022221.01)(2+++=+×++=故得转移算子为30111010)()()(2+++==p p p t f t i p Hi(t)对f(t)的微分方程为)()1010()()3011(2t f p t i p p +=++即)(10)(10)(30)(11)(22t f t f dt d t i t i dt d t i dt d +=++2-3图题2-3所示电路，已知u C (0-)=1 V, i(0-)=2 A。
求t>0时的零输入响应i(t)和u C (t)。
解 其对应的算子电路模型如图题2.3（b）所示。
故对节点N 可列写出算子形式的KCL 方程为0)(2312= ++t u p p C又有uc(t)=pi(t)，代入上式化简，即得电路的微分方程为=====++−+−+1)0()0(2)0()0(0)()23(2c cu u i i t i p p电路的特征方程为0232=++p p故得特征根（即电路的自然频率）为p 1=-1，p 2=-2。
交通管理与控制智慧树知到答案章节测试2023年武汉科技大学
绪论单元测试1.交通管理与控制中维护交通秩序保障交通安全的一条基本原则是（）。
A:分离原则B:限速原则C:节源原则D:疏导原则答案:A2.在可持续发展原则中要转变观念，建立的理念。
（）A:以人为本B:公交优先C:以车为本D:各行其道答案:A3.下列属于按分离原则制定的交通管理措施是（）。
A:无信号灯路口车辆停车让行B:禁止停车C:单向交通D:过境交通路线答案:A4.下列不属于按疏导原则制定的交通管理措施是（）。
A:单向交通B:过境交通路线C:禁止任意停车D:无信号灯的交叉口上停车让行或减速让行答案:D5.因故借道通行的车辆和行人可优先通行。
（）A:错B:对答案:A第一章测试1.车辆保有量无限量增长，交通治理的新思路新方法是用来降低交通量。
（）A:交通需求控制B:交通需求管理C:交通设计D:交通需求规划答案:B2.根据交通管理的性质和内涵的不同，交通管理可以分为交通行政管理、交通执法管理和（）。
A:交通需求管理B:交通控制管理C:交通运行管理D:交通智能管理答案:C3.近期交通系统改善规划的措施包括（）。
A:城市停车场的规划管理B:城市交通系统组织C:道路交叉口交通优化设计D:道路交通标志、标线管理与设计答案:ABCD4.交通管理功能一般由城乡建设、交通运输两个行政系统承担。
（）A:对B:错答案:B5.交通管理的演变和发展依次经历了传统交通管理、交通需求管理、交通系统管理、智能化交通管理四个阶段。
（）A:错B:对答案:A第二章测试1.交通规则、条例属于政令，由制定并颁布执行。
（）A:地方政府B:公安部门C:主管机关D:中央政府答案:C2.对“车”的管理包括（）。
A:使用者能正确使用道路B:保证道路畅通C:保证合格的驾驶人道路上正确驾车运行D:对车辆运行安全设施性能进行经常性的监督检查与维护，以保证车辆的安全行驶答案:D3.交通法规是道路交通使用者在通行过程中必须遵守的法律和规则的统称。
（）A:对B:错答案:B4.交通立法的目的是以法律的形式和正确应用法律的权威来保障交通安全、舒适和畅通，维护道路交通的合法使用。
信号与系统课后习题参考答案
1试分别指出以下波形是属于哪种信号？题图1-11-2试写出题1-1图中信号的函数表达式。
1-3已知信号)(1t x 与)(2t x 波形如题图1-3中所示，试作出下列各信号的波形图，并加以标注。
题图1-3⑴)2(1-t x ⑵)1(1t x -⑶)22(1+t x⑷)3(2+t x ⑸)22(2-t x ⑹)21(2t x - ⑺)(1t x )(2t x -⑻)1(1t x -)1(2-t x ⑼)22(1t x -)4(2+t x 1-4已知信号)(1n x 与)(2n x 波形如题图1-4中所示，试作出下列各信号的波形图，并加以标注。
题图1-4⑴)12(1+n x ⑵)4(1n x -⑶)2(1n x ⑷)2(2n x -⑸)2(2+n x ⑹)1()2(22--++n x n x⑺)2(1+n x )21(2n x -⑻)1(1n x -)4(2+n x ⑼)1(1-n x )3(2-n x1-5已知信号)25(t x -的波形如题图1-5所示，试作出信号)(t x 的波形图，并加以标注。
题图1-51-6试画出下列信号的波形图：⑴)8sin()sin()(t t t x ΩΩ=⑵)8sin()]sin(211[)(t t t x ΩΩ+= ⑶)8sin()]sin(1[)(t t t x ΩΩ+=⑷)2sin(1)(t tt x = 1-7试画出下列信号的波形图：⑴)(1)(t u e t x t -+=⑵)]2()1([10cos )(---=-t u t u t e t x t π⑶)()2()(t u e t x t --=⑷)()()1(t u e t x t --=⑸)9()(2-=t u t x ⑹)4()(2-=t t x δ1-8试求出以下复变函数的模与幅角，并画出模与幅角的波形图。
⑴)1(1)(2Ω-Ω=Ωj e j X ⑵)(1)(Ω-Ω-Ω=Ωj j e e j X ⑶Ω-Ω---=Ωj j e e j X 11)(4⑷21)(+Ω=Ωj j X 1-9已知信号)]()([sin )(π--=t u t u t t x ，求出下列信号，并画出它们的波形图。
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解： （1）根据计数式A/D转换器的工作原理，完成一次最长的A/D转换 所需的时间为： 。 本例题为8位D/A转换器，故n=8。CP的频率f=100kHz，故=10μs。因 此
（2）已知=9.18V，D/A转换器为8bit，因此8bit D/A转换器最低位 为1时输出的值应为：
在=5.410V情况下，计数器应记的次数： 故计数器中的状态Q7Q6…Q0应为10010111。此状态就是转换结束后 电路的输出状态。完成这次转换所需的时间:
第12章 数字信号处理的硬件实现
.1 学习要点
了解常见ADC的分类，理解ADC量化噪声产生的原因以及量化噪 声的特点。了解通用信号处理器的基本特点，重点掌握TMS320C6X系 列DSP的特性，并能够与ADSP系列进行相关参数的比较。
1.信号的量化技术
将模拟量转换成数字量，简称为AD转换，完成这种转换的电路称 为模数转换器(Analog to Digital Converter) ，简称ADC；或将数字量转 换成模拟量，简称DA转换，完成这种转换的电路称为数模转换器 (Digital to Analog Converter) ，简称DAC。
ADSP2106x系列同TMS320C6000系列的比较见表12-1。
表12-1 ADSP2106x系列同TMS320C6000系列的比较
型号
最高浮点计算速度 片内内存
始型
ADSP2106x 120MFLOPS/40MHz TMS320C3x/4x 150MFLOPS/75MHz
改进型
ADSP2116x 480MFLOPS/80MHz TMS320C67x 1GFLOPS/167MHz
1.3习题精解
1.模-数转换器ADC常用的有双积分式和逐次逼近式，请扼要比较它 们的优缺点。在微机控制系统的模拟输入通道中常常应用采样-保持电 路，其主要原因是什么?
解：逐次逼近式ADC采用的是二分搜索、反馈比较、逐次逼近的转 换原理。其优点是转换速度快，转换精度高;缺点是输入模拟信号变化 速度较快时，会产生较大的非线性误差。双积分ADC的优点一是不需要 DAC，能以低成本实现高分辨率;二是双积分ADC的实质是电压一时间 变换，所以转换精度高，抗干扰能力强。缺点是需要二次积分，转换速 度慢。当输入模拟信号变化率比较大时，逐次逼近式ADC会产生相当大 的非线性误差，为改善这种情况，可在ADC前面增加一级采样-保持电 路。
(1) ＝3R时，输出模拟电压； (2) ＝2R时，输出模拟电压。
题2图
解： 在电路中n＝8，D＝11010110。
图8.5 例8.2电路图
（1）当＝3R时， 由可得：
（2）当＝2R时，
4．12位逐次比较A/D转换装置的系统时钟频率为20MHZ，输出代 码是从装置内的触发器输出端取出的并行解码。试问一次转换所需时间 t为多少？取样频率上限为多少？在不丢失信息情况下允许最高输入信 号频率为多少？
2．权电阻网络8位D/ A转换器如题1图所示，设UREF＝10V，当R＝ 2KΩ,RF＝1KΩ时，求：
（1）D / A转换器的最小可分辨电压Δ等于多少？ （2）当输入数码a7a6a5a4…a0＝11111111时，滿度输出电压Uom为 多大？ （3）当输入数码a7a6…a0=10110111时，输出电压U0有多大？
时访问； 4) 具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持； 5) 快速的中断处理和硬件I/O支持； 6) 具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器； 7) 可以并行执行多个操作； 8) 支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。 （2）TI公司TMS320C系列基本特点为： 1) 修正的哈佛结构； 2) 广泛采用流水操作； 3) 专用的硬件乘法器； 4) 特殊的DSP指令； 5) 指令周期短。
例3 什么是定点DSP芯片和浮点DSP芯片？各有什么优缺点 解：定点DSP完成的是整数运算或小数运算，数值格式中不包含阶 码。一般情况下，定点DSP芯片的价格较便宜，功耗较低，但运算精度 稍低。而浮点DSP芯片的优点是运算精度高，且C语言编程调试方便， 但价格稍贵，功耗也较大。例如TI的TMS320C2XX/C54X系列属于定点 DSP芯片，低功耗和低成本是其主要的特点。而TMS320C3X/C4X/C67X 属于浮点DSP芯片，运算精度高，用C语言编程方便，开发周期短，但 结构体系？ 解：传统的通用处理器采用统一的程序和数据空间、共享的程序和 数据总线结构，即所谓的冯•诺依曼结构。DSP普遍采用了数据总线和程 序总线分离的哈佛结构或者改进的哈佛结构，极大的提高了指令执行速 度。片内的多套总线可以同时进行取指令和多个数据存取操作，许多 DSP片内嵌有DMA控制器，配合片内多总线结构，使数据块传送速度大 大提高。
（3）TMS320C6000系列DSP显著特点为：
1) 体系结构采用VLIW，片内八个并行处理单元； 2) 32位外部存储器接口； 3) TMS320C6X的指令集可进行字节寻址，获得8位／16位／32位数据，
可提高存储器的利用率； 4) 具有灵活的锁相环路时钟产生器(×1，×2，×4)，可以对50MHz输入时
2.数字信号处理的硬件实现
(1)通用数字信号处理器
通用数字信号处理器，也称DSP芯片，是一种特别适合于进行数字 信号处理运算的微处理器，其主要应用是实时快速地实现各种数字信号 处理算法。其主要特点有：
1) 在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法； 2) 程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据； 3) 片内具有快速 RAM，通常可通过独立的数据总线在两块中同
题1图
解：
图7.4 例7.1电路图
（1）因为最小可分辨电压△是最低位数码a0=1，其他位数码都为0 时所对应的输出电压U0，所以
（2）当a7a6a5a4…a0＝11111111时 （3）∵ ∴当a7a6…a0=10110111时，输出电压
U0＝183△＝－183×0.039V＝－7.137（V）
3．设8位T型电阻网络DAC如题2图所示，已知＝－10V，输入量数 字D＝11010110，试求：
解： ∴周期 ∵一次转换需要n+1=12＋1＝13个CP信号 ∴一次转换所需要的时间t为： ∵一个取样周期≥ ∴取样频率上限≥
根据抽样定理：在一个周期内对信号至少取样2次，便可得到不失真 输出，可以推算，在不失真信息的情况下允许最高信号频率为：
≤
③Σ- Δ型ADC特点：
转换速率较低，但具有较高的转换位数（分辨率）。
(2)ADC的量化噪声
①定义：
理想ADC的噪声由其固有的量化误差产生，也称为量化噪声。但实 际使用的ADC是非理想器件，它的实际转换曲线与理想转换曲线之间存 在偏差，所以表现为多种误差。
②信噪比公式：
③结论：
A/D变换器的位数越多，信噪比就愈高，每增加一位，输出信噪比增 加约6dB。增加A/D变换器的位数可以提高信噪比，但A/D变换器的成本 也会随位数的增加而迅速增加。
钟进行不同的倍频处理； 5) C6X DSP采用流水线结构，使得指令高效执行，有利于编程、调试、
电路的应用开发； 6) l6位宿主机接口，可以配置为宿主DSP的加速器，兼容IEEE1149．1
JTAG。功耗低； 7) C6X DSP 采用并行处理流水线的LOAD／STORE结构，可以在一个
时钟周期执行8条指令，同时系统结构为大量的并行处理服务。
560MByte/s N/A
480MByte/s 480MByte/s
1.2 精选例题
例1 请问流水线为什么能减少指令平均执行时间吗？ 解：流水线的引入并非减少了单个指令的执行时间。通常情况下， 由于流水线将程序的执行过程划分为不同的阶段，各个阶段完成本阶段 任务通常是不相同的，流水线只能按照最长的阶段的时间作为流水节拍 进行工作。但是，流水线的引入，带来的指令的并行执行，缩短了每条 指令的平均执行时间。
(1)ADC的分类
ADC具有各种速率，使用不同的接口电路，并可提供不同的精确 度。最常用的ADC类型包括闪速ADC、逐次逼近ADC和Σ- ΔADC。
①闪速ADC特点：
转换速率最快，转换位数较低（分辨率）。
②逐次逼近型（SAR）ADC特点：
速度较高、功耗低,在低分辨率（< 12位）时价格便宜，但高精度 （> 12位）时价格很高。
ADSP1406x/1416x 480MFLOPS/40MHz 多片集成型
TMS320C8x 600MFLOPS/50MHz
4Mbit 1Mbit 6Mbit 1Mbit 16Mbit 50KB
浮点精度
32/40 32/40 32/40
32 32/40
64
最大数据吞吐 率
250MByte/s N/A
例4 计数式A/D转换器电路如例4图所示。图中运放作为比较器使 用，当>时比较器输出=1，反之，当<时，=0。为转换控制信号。计数 器为8位二进制加法计数器。已知时钟CP的频率f=100kHz。
(1) 试问完成一次最长的A/D转换需要多少时间？ (2) 若已知8bitD/A转换器的最高输出电压为9.18V，当=5.410V时， 电路的输出状态D=Q7Q6…Q0是什么？完成这次转换所需的时间是多 少？