信号与系统 奥本海姆 中文答案 chapter 7
信号与系统课后习题与解答第七章
15- 分别绘出以下各序列的图形)()21()()1(n u n x n = )(2)()2(n u n x n =)()21()()3(n u n x n -= )()2()()4(n u n x n -=)1(2)()5(1-=-n u n x n )()21()()6(1n u n x n -=解)()1(n x 序列的图形如图5-1(a)所示。
)()2(n x 序列的图形如图5-1(b)所示。
)()3(n x 序列的图形如图5-1(c)所示。
)()4(n x 序列的图形如图5-1(d)所示。
)()5(n x 序列的图形如图5-1(e)所示。
(b)图5-1(a)(f)(e)(d)25- 分别绘出以下各序列的图形)()()1(n nu n x = )()()2(n nu n x --= )(2)()3(n u n x n -= )()21()()4(n u n x n --=)()21()()5(n u n x n --= )1()21()()6(1+=+n u n x n解) 序列的图形如图5-２(b)所示。
x()2(n 序列的图形如图5-２(c)所示。
x))3(n(x 序列的图形如图5-２(d)所示。
)4(n())5(n 序列的图形如图5-２(e)所示。
x()x 序列的图形如图5-２(f)所示。
())6(n(b)图5-2(c)(f)(e)(d)8-(a)35- 分别绘出以下各序列的图形)5sin()()1(πn n x =)510cos()()2(ππ-=n n x)5sin()65()()3(πn n x n =解)()1(n x 序列的图形如图5-３(a)所示。
)()2(n x 序列的图形如图5-３(b)所示。
)()3(n x 序列的图形如图5-３(c)所示。
图5-3(a)45- 判断以下各序列是否是周期性的，如果是周期性的，试确定其周期。
)873sin()()1(ππ-=n A n x)8()()2(π-=ne n x j解)1(因为3147322==πππw 是有理数，所以)(n x 是周期性的，且周期为14。
信号与系统第七章课后答案
7-1 分别绘出下列各序列的图形。 （2）x[n] 2n u[n] （3）x[n] (1/ 2)n u[n] （4）x[n] (2) n u[ n] （1）x[n] (1/ 2)n u[n] 解：
x[ n ]
1
x[n]
1
0 1 2 (1) 3 4
n
0
1
2 3 (2)
x[n]
1
x[n]
-4
-3
-2 (1)
-1
0
n
0
1
2 (2)
3
4
n
x[n]
-4 1 0 1 2 3 4 -3 -2 -1 0
x[n] n
-1
n
(4)
(3)
7-3
分别绘出下列各序列的图形。 （2） x[n] cos
n 10 5
n （1） x[n] sin 5
1 z2 X (z) ( 1 1 2 z 1 )( 1 2 z 1 ) ( z 1 2 )( z 2 ) X (z) z 1 4 z ( z 1 2 )( z 2 ) 3( z 1 2 ) 3( z 2 )
X (z)
z 4z 3( z 1 2 ) 3 ( z 2 )
N
)
由于 x[n] 、 h[n] 均为因果序列，因此 y[n] 亦为因果序列，根据移位性质可求得
y [ n ] Z 1 [Y ( z )]
1 1 (1 a n 1 ) u [ n ] (1 a n 1 N ) u [ n N ] 1 a 1 a
7-24 计算下列序列的傅里叶变换。
(2)
信号与系统第二版课后答案_西安交大_奥本海姆(汉语)
第一章1.3 解：(a). 2401lim(),04Tt T TE x t dt e dt P ∞-∞∞→∞-====⎰⎰(b) dt t x TP T TT ⎰-∞→∞=2)(21lim121lim ==⎰-∞→dt T TTT∞===⎰⎰∞∞--∞→∞dt t x dt t x E TTT 22)()(lim(c).222lim()cos (),111cos(2)1lim()lim2222TT TTTT T TTE x t dt t dt t P x t dt dt TT∞∞→∞--∞∞→∞→∞--===∞+===⎰⎰⎰⎰(d) 034121lim )21(121lim ][121lim 022=⋅+=+=+=∞→=∞→-=∞→∞∑∑N N n x N P N Nn n N N N n N 34)21()(lim202===∑∑-∞=∞→∞nNNn N n x E (e). 2()1,x n E ∞==∞211lim []lim 112121N NN N n N n NP x n N N ∞→∞→∞=-=-===++∑∑ (f) ∑-=∞→∞=+=NNn N n x N P 21)(121lim 2∑-=∞→∞∞===NNn N n x E 2)(lim1.9. a). 00210,105T ππω===; b) 非周期的； c) 00007,,22mN N ωωππ=== d). 010;N = e). 非周期的； 1.12 解：∑∞=--3)1(k k n δ对于4n ≥时，为1即4≥n 时，x(n)为0，其余n 值时，x(n)为1易有：)3()(+-=n u n x , 01,3;M n =-=- 1.15 解：(a)]3[21]2[][][222-+-==n x n x n y n y , 又2111()()2()4(1)x n y n x n x n ==+-， 1111()2[2]4[3][3]2[4]y n x n x n x n x n ∴=-+-+-+-，1()()x n x n = ()2[2]5[3]2[4]y n x n x n x n =-+-+- 其中][n x 为系统输入。
奥本海姆《信号与系统》(第2版)课后习题-第7章至第9章(下册)(圣才出品)
第二部分课后习题第7章采样基本题7.1已知实值信号x（t），当采样频率时，x（t）能用它的样本值唯一确定。
问在什么ω值下保证为零？解：对于因其为实函数，故是偶函数。
由题意及采样定理知的最大角频率即当时，7.2连续时间信号x（t）从一个截止频率为的理想低通滤波器的输出得到，如果对x（t）完成冲激串采样，那么下列采样周期中的哪一些可能保证x（t）在利用一个合适的低通滤波器后能从它的样本中得到恢复？解：因为x（t）是某个截止频率的理想低通滤波器的输出信号，所以x（t）的最大频率就为＝1000π，由采样定理知，若对其进行冲激采样且欲由其采样m点恢复出x（t），需采样频率即采样时间问隔从而有（a）和（c）两种采样时间间隔均能保证x（t）由其采样点恢复，而（b）不能。
7.3在采样定理中，采样频率必须要超过的那个频率称为奈奎斯特率。
试确定下列各信号的奈奎斯特率：解：（a）x（t）的频谱函数为由此可见故奈奎斯特频率为（b）x（t）的频谱函数为由此可见故奈奎斯特频率为（c）x（t）的频谱函数为由此可见，当故奈奎斯特频率为7.4设x（t）是一个奈奎斯特率为ω0的信号，试确定下列各信号的奈奎斯特率：解：（a）因为的傅里叶变换为可见x（t）的最大频率也是的最大频率，故的奈奎斯特频率为0 。
（b）因为的傅里叶变换为可见x （t）的最大频率也是的最大频率．故的奈奎斯特频率仍为。
（c）因为的傅里叶变换蔓可见的最大频率是x（t）的2倍。
从而知x 2（t）的奈奎斯特频率为2（d）因为的傅里叶变换为，x（t）的最大频率为，故的最大频率为，从而可推知其奈奎斯特频率为7.5设x（t）是一个奈奎斯特率为ω0的信号，同时设其中。
当某一滤波器以Y（t）为输入，x（t）为输出时，试给出该滤波器频率响应的模和相位特性上的限制。
解：p（t）是一冲激串，间隔对x（t）用p（t-1）进行冲激采样。
先分别求出P（t）和P（t-1）的频谱函数：注意0ω是x（t）的奈奎斯特频率，这意味着x（t）的最大频率为02ω，当以p（t-1）对x（t）进行采样时，频谱无混叠发生。
信号与系统第七章课后习题答案
k 1
z
1
k
1 z 1 z
0 z
F( z )
k 1
f (k )z k
k
[(k 1) (k 2)]z k z2 z 1 z
k 1
z k z 1 z 1
例 7.1- 2 已知无限长因果序列f(k)=akε(k)。求f(k)
d d k f ( k ) ( z ) ( z ) F ( z ) z dz dz
d d d z k f ( k ) ( z ) z F ( z ) dz dz dz
|a|<|z|<|b|
Im[z]
Im[z] |a |
Im[z]
|a | o Re[z] o Re[z] o
|a|
Re[z] |b |
(a)
(b)
(c)
图 7.1-1 例7.1-2、例7.1-3、例7.1-4图
7.1.3 常用序列的双边Z变换
(1) f (k ) (k )。
F ( z)
k
例 7.2-3 已知
1 k 1 f (k ) 3 (k 1), 2
k
求f(k)的双边Z变换及其收敛域。 解 令f1(k)=3k+1ε(k+1)，则有
1 f ( k ) f1 ( k ) 2
z z2 由于 F1 ( z ) Z [ f1 (k )] z z3 z3
k
(k ) z k 1
（2） f1 (k ) (k m), f 2 (k ) (k m), m为正整数.
奥本海姆 信号与系统 习题参考答案
第五、六、七、八章作业解答5.1解：（a ）ωωωωωωj j j j n j n n j n n n e e e ee e n u F -----∞=--∞=--=-===-∑∑211211212)21(2)21(]}1[)21{(1111 其模为：ωωcos 4111|)(|-+=j e X5.4解：根据:∑∞-∞=-=k k F )2(2}1{πωπδ)2()2(}{c o s 000ωπωπδωπωπδω+-+--=∑∞-∞=k k F k故：n 2cos1)(1π+=t x5.23解：（a ） 因为：nj N j en x eX ωω-+∞-∞=∑=][)(则：6)1(121121)1(][)(0=-+++++++-==∑+∞-∞=N j n x e X（b ）设]2[][1+=n x n x则]2[][1-=n x n x ωωω21)()(j j j e e X e X -=x1[n]是实偶对称信号，则⎪⎩⎪⎨⎧<>=∠0)(0)(0)(111ωωωπj j j e X e X e X故：⎪⎩⎪⎨⎧<->-=∠+-=∠0)(20)(2)(2)(111ωωωωωπωωj j j j e X e X e X e X（c ）因为： ⎰=πωωωπ2)(21][d e e X n x n j j则：ππωππω4]0[2)(==⎰-x d e X j(d) 因为：nj N j en x eX ωω-+∞-∞=∑=][)(2)1()1(12)1(112)1(1)1()1()1(][][)(=-+-⨯++-⨯+++-⨯+-⨯-=-==∑∑+∞-∞=+∞-∞=nN nj N j n x en x e X ππ(e) 2][][][)}(Re{n x n x n x eX e Fj -+=−→←π（图略）(f) I 根据帕斯瓦尔关系式：⎰∑+∞-∞==πωωπ222|)(|21|][|d e X n x j n 则：πππωωππ28)11411411(2|][|2|)(|22=+++++++==∑⎰+∞-∞=-n j n x d e XII 根据：ωωd e dX n nx j FT)(][j −→←-则：πππωωωππ316)4925649119(2|][-j |2|)(|22=++++++==−→←∑⎰∞-∞=-n j FTn nx d d e dX6.5解：而：ttt h c πωsin )(1= 的傅里叶变换为：0 ωc ω -ωc则)()()(1t g t h t h = 而：)2()2()(11c c j H j H j H ωωωωω-++= 故：t e e t g c t j tj c c ωωω2cos 2)(22=+=-6.23(a) ttt h c πωsin )(=(b) ⎩⎨⎧<=othere j H c Tj 0||)(ωωωω则：)()(sin )(T t T t t h c ++=πω（c ）⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧<<-<<=-othere e j H c j c j 000)(22ωωωωωππ故：ωπωπωωπωωπd e e d e e t h t j jtj jcc⎰⎰+=--02022121)(c c t j jt j je t e e t e ωωπωωπππ0202|j 2|j 2+=--c c t j jt j je te e t e ωωπωωπππ0202|j 2|j 2+=-- ]1[2]1[222-+-=--t j jt j jc c e t j e e t j e ωπωπππ]}[]{[21122t j t j j j c c e e e e jt ωωπππ---+-=]}[]{[211)2/()2/(22πωπωπππt j t j j j c c e e e e jt -+--+-=]1[cos 1-=t t c ωπ7.3解：(a))(t x 的最高频率为4000π,故奈奎斯特率为8000π； （b ） 同上；（c ） 时域相乘，频域相卷，故)(t x 的最高频率为8000π，则奈奎斯特率为16000π；7.22解： y(t)为：)()()(ωωωj H j X j Y =πωω1000||0)(>=j Y对y(t)进行采样，则要求采样频率fs>2000π，故采样周期因为ms T 120002=<ππ7.27解： （a ）x (t)e ∑∞-∞=-=n nT t t p )()(δx p (t)因为：ω0如下图图所示，为ω1与ω2的中点位置：X(j ω) ωω1 -ω2 -ω11ω2 ω0（a ）)()(01ωωω+=j X j X)()()(12ωωωj H j X j X =21X2(j ω) ω(ω2-ω1)/21-(ω2-ω1)/2（b ）最大的采样周期为：122ωωπ-(c)该系统为：先通过如下图所示的低通滤波器，得到X2(j ω)，然后将其乘以 e j ω0t ,则信号频移ω0，然后通过一个反折系统，其系统框图图下图所示：H (j ω) ω(ω2-ω1)/2T-(ω2-ω1)/2e j ω0t说明：因为)(X ωj a 为实数，则有：)(X )(X *ωωj j a a =而)()()}(Re{2)(x *t x t x t x t aa a +==)()()(*ωωωj X j X j X a a -+=又因为)(X )(X *ωωj j a a =故：)(X )(X *ωωj j aa -=-则：)()()(ωωωj X j X j X a a -+=得到结论8.3解：定性的理解由于载波信号与同步信号的相位相差为90o ，故输出信号为0； （也可以通过调制、解调的时域表达式计算出结果也为0）。
《信号与系统》奥本海姆第七章
采样频率： 1 f s 2 f M 或 s 2M T
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
信号重建:
x(t)
连续信号
∞
xp(t)
FT
x1 (t ) X1 ( j) 0,| | 1 ;
FT
x2 (t ) X 2 ( j) 0,| | 2 ;
[1 2 ]
计算 x(t ) x1 (t ) x2 (t ) 的采样频率.
20
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
1 1 n 0时, X p j X j , 包 T 含原信号的全部信息, 幅度差T倍。
Xp( j)
A/ T
2
X p j 以s为周期的连续谱 , 有 新的频率成分 ,即 X j 的周期 性延拓。
s
0
s
A
X ( j)
s s M
M M
离散信号与系统的主要优点：
(1) 信号稳定性好 (2) 信号可靠性高 (3) 信号处理简便 (4) 系统灵活性强
4
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only.
7.0 引言
采样定理是从连续信号到离散信号的桥梁， 也是对信号进行数字处理的第一个环节。
fs (t )
f (t )
A/ D
量化编码
f (n)
数字 滤波器
g(n)
信号与系统 奥本海姆 第二版 习题详解
对方程两边同时做反变换得：
y[n] −
1 处有一个二阶极点，因为系统是因果的，所以 H ( z ) 的收敛域是 z > ， （b）H ( z) 在 z = 1 3 3 包括单位圆，所以系统是稳定的。
解： （a） x[n] = δ [n + 5] ← → X ( z ) = z , ROC : 全部z 因为收敛域包括单位圆，所以傅立叶变换存在。
( )
χ (s ) = uL{e −2t u (t )} =
H (s ) =
H (s )如图所示。
Y (s ) 1 = 2 . X (s ) s − s − 2
1 1 1 3 3 ( ) , ⇒ H s = − s2 − s − 2 s − 2 s +1 (i )如果系统是稳定的，H (s )的ROC为 − 1〈ℜe {s}〈2.
∞ ∞
n =−∞
∑
∞
x[n]z − n =
− n−2
1 −n ∞ 1 n z = ∑− z ∑ −3 3 n =−∞ n =2
−2 n −n
z n + 2 = 9 z 2 /(1 + 3z ) = 3z /(1 + (1/ 3) z −1 ), z < 1 3 1 = ∑ n =2 3
1 1 （b） H (s) = 1 − 3 s − 2 s +1
（1）系统是稳定的，说明 H (s) 的收敛域应该包括虚轴在内，即： − 1 < Re{s} < 2 ， 所以 h(t ) = 1 (− e u (−t ) − e u (t )) 3 （2）系统是因果的，则 H (s) 的收敛域应为 Re{s} > 2 ，所以 h(t ) = 1 (e u (t ) − e u (t )) 3 （ 3 ） 系 统 既 不 因 果 又 不 稳 定 ， 则 H (s) 的 收 敛 域 应 为 Re{s} < −1 ， 所 以
本海默信号与系统第二版课后习题解信号与系统部分习题答案51页文档
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
本海默信号与系统第二版课后习题解 信号与系统部分习题答案
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若ห้องสมุดไป่ตู้
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
信号与系统课后习题答案第7章
第7章 离散信号与系统的Z域分析 63
第7章 离散信号与系统的Z域分析 64
第7章 离散信号与系统的Z域分析 65
第7章 离散信号与系统的Z域分析
(3) 对差分方程 取单边Z变换，得
66
第7章 离散信号与系统的Z域分析 67
第7章 离散信号与系统的Z域分析 68
第7章 离散信号与系统的Z域分析 69
第7章 离散信号与系统的Z域分析 7
第7章 离散信号与系统的Z域分析 8
第7章 离散信号与系统的Z域分析 9
第7章 离散信号与系统的Z域分析 10
第7章 离散信号与系统的Z域分析 11
第7章 离散信号与系统的Z域分析 12
第7章 离散信号与系统的Z域分析 13
第7章 离散信号与系统的Z域分析
第7章 离散信号与系统的Z域分析
第7章离散信号与系统
➢
➢ 的Z域分析
1
第7章 离散信号与系统的Z域分析
7.1 用定义求下列信号的双边Z变换及收敛域。
2
第7章 离散信号与系统的Z域分析 3
第7章 离散信号与系统的Z域分析 4
第7章 离散信号与系统的Z域分析 5
第7章 离散信号与系统的Z域分析 6
7.25 已知一阶、二阶因果离散系统的系统函数分别如下， 求离散系统的差分方程。
111
第7章 离散信号与系统的Z域分析 112
第7章 离散信号与系统的Z域分析 113
第7章 离散信号与系统的Z域分析 114
第7章 离散信号与系统的Z域分析
7.26 已知离散系统如题图7.5所示。 (1) 画出系统的信号流图； (2) 用梅森公式求系统函数H(z)； (3) 写出系统的差分方程。
第7章 离散信号与系统的Z域分析
信号与系统第7章 习题答案
提示：因为收敛域为 z
1 ，所以对应的是左边序列 4
1 az 1 1 , z 1 z a a
1 a 1 az 1 a z 1 a a 2 1 1 a2 X z 1 a 1 a a , 1 1 1 z a z a z a 1 z a 1 1 x n a n a u n a a 10 z 2 （5） X ( z ) , z 1 ( z 1)( z 1)
n
z 1
（7） 2 u ( n)
X z
n
2 n 2 un z n z
n 0
n
1 2 1 z
z , z2
z 2
（8） 2 u ( n)
n
X z
n
n
n 2 u n z n
9 n 10
（11） x( n) Ar cos( n0 ) u ( n)
(0 r 1)
cos0 n cos u n sin 0 n sin u n
y n cos0 n u n cos0 n cos sin 0 n sin u n
7.4 假设 x( n) 的 z 变换表示式如下，问 X ( z ) 可能有多少不同的收敛域，它们分别对应什么 序列？
z 1 （7） X ( z ) , z 6 (1 6 z 1 ) 2
解： （1） X ( z )
n
z 2 （8） X ( z ) , z 1 1 z 2
1 , z 0.5 1 0.5 z 1
奥本海姆《信号与系统》(第2版)(下册)章节题库-采样(圣才出品)
s = 2m = 21 。
2．对信号
进行均匀冲激抽样，为使抽样信号不产生混叠，应使抽
样频率
【答案】
【解析】
即
3．已知信号 f（t）的最高频率为
，信号
的最高频率是
。
【答案】
【解析】根据傅里叶变换的乘积特性可得
，若 F（jω）的最高
频率为
，则 F（jω）和 F（jω）卷积后的最高频率为
，信号 的
最高频率是
根据傅里叶变换的乘积特性，两
信号时域相乘，其频谱为该两信号频谱的卷积，故 f（t/4）f（t/Z）的最高角频率为
根据时域抽样定理，可得对信号 f（t/4）f（t/2）取样时，其频谱不混叠的最大取样间 隔为
5．抽样信号 Sa(100t) 的最低抽样率是
，奈奎斯特（Nyquist）间隔是
。
【答案】100 / π ； π / 100
圣才电子书
十万种考研考证电子书、题库视频学习平台
第三部分 章节题库
第 7 章 采样
一、选择题
1．下列说法中正确的是（ ）。
A．罗斯-霍维茨准则也能判断离散系统的稳定性
B．信号经调制后带宽一定增加
C．抽样频率必须是信号最高频率的 2 倍以上才不产生混叠D．积器是线性运算，不改变信号的带宽
图 7-7
6．图 7-8 为一“信号采样及恢复”的原理线路。x（t）、y（t）为模拟信号，F1、F2 为
滤波器，K 为理想冲激采样器。采样时间间隔为 1ms。今要在下面提供的 5 种滤波器中选
用两只，分别作为 F1 及 F2（每种滤波器只准用一次），使输出端尽量恢复原信号。该如何选
择?申述理由。
（1）高通滤波器 fc＝2kHz，
奥本海姆版信号与系统课后答案
第七章7.6 解：见 8.17.8 解： (a) )]()([)21()(50πωδπωδπωk k j j X n k +--=∑= 信号截止频率 πω5=m采样频率 m s T ωπππω2102.022====对于正弦信号，会发生混叠 (b) ππω5==T c所以输出信号 )sin()21()(40t k t y k k π∑== 所以j e e t g tjk t jk k k 2)21()(40ππ-=-=∑ ∑-==44k t jk k e a π其中，⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤≤-=≤≤-=+-+14)21(0041)21(11k j k k j a k k k 7.10 解：(a) 错 信号时域为矩形波，频域为sinc 函数，无论怎么样都会混叠 (b) 符合采样定理，对(c) 符合采样定理，对7.15 解：要求 76N 2,76273ππππω>=⨯>即s 237max =<∴N N 取 7.16 解： 易见ππn n 2sin2满足性质1, 3对性质2，考虑时域乘积得频域卷积，易见2))2/sin((4][n n n x ππ=7.19 解：设x[n]经零值插入后得输出为z[n] (a) 531πω≤时， ⎪⎩⎪⎨⎧><=1101)(ωωωωωj e X ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>≤<=30531)(11ωωπωωωj e Z所以 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧><=3031)(11ωωωωωj e W因此可得，n n n w πω/)3(sin ][1=又由 ]5[][n w n y =可得 )5/()35(sin][1n n n y πω= (b) 531πω>时 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>><=53031)(11πωωωωωj e Z)/()5(sin ][n nn w ππ=∴][51)5/()(sin ][n n n n y δππ== 7.21 解： 采样频率m s Tωππω2200002>== 即πω10000<m 时，可以恢复 (a) 可以(b) 不可以(c) 不能确定(d) 可以 (e) 不可以 (f) 可以 (g) 可以7.22 解：)(*)()(21t x t x t y = 则有πωωωω10000)()()(21>==j X j X j Y πω1000=∴m 因而 πωω20002=>m s故 s T s 3102-=<ωπ 7.23 解：见 8.27.24 解：见 8.37.29 解：见 8.107.31 解：见 8.157.35 解：见 8.247.38 解：见 8.97.41 解：见 8.197.45 解： 见 8.17。
(完整版)信号与系统奥本海姆_习题答案
∑ {δ [n + 4m - 4k ] - δ [n + 4m - 1 - 4k ]}∑ {δ [n - 4(k - m )] - δ [n - 1 - 4(k - m )]}∑ {δ [n - 4k ] - δ [n - 1 - 4k ]}s Because g (t ) =∑ δ (t - 2k ) ,Chapter 1 Answers1.6 (a).NoBecause when t<0, x (t ) =0. 1(b).NoBecause only if n=0, x [n ] has valuable.2(c).Y esBecause x[n + 4m ] ===∞ k =-∞ ∞ k =-∞ ∞ k =-∞N=4.1.9 (a). T=π /5Because w =10, T=2π /10= π /5.(b). Not periodic.Because x (t ) = e -t e - jt , while e -t is not periodic, x (t ) is not periodic.2 2(c). N=2Because w =7 π , N=(2 π / w )*m, and m=7.0 0(d). N =10Because x (n) = 3e j 3π / 10 e j (3π / 5)n , that is w =3 π /5, N=(2 π / w )*m, and m=3.4 0(e). Not periodic.Because w =3/5, N=(2 π / w )*m=10π m/3 , it ’not a rational number .1.14 A1=3, t1=0, A2=-3, t2=1 or -1Solution: x(t) isdx(t )dtis∞ k =-∞1.15. (a). y[n]=2x[n-2]+5x[n-3]+2x[n-4]dx(t ) dx(t )=3g(t)-3g(t -1) or =3g(t)-3g(t+1)d t dt2 22 12Solution:y [n ] = x [n - 2] + 1x [n - 3] 2 2 1= y [n - 2] + y [n - 3]1 1= {2 x [n - 2] + 4 x [n - 3]} + {2 x [n - 3] + 4 x [n - 4]}1 1 1 1 =2 x [n - 2] + 5x [n - 3] + 2 x [n - 4]1 11Then, y[n ] = 2 x [n - 2] + 5x[n - 3] + 2 x [n - 4](b).No. For it ’s linearity .the relationship be tw e en y [n ] and x [n ] is the same in-out relationship with (a).1 2you can have a try.1.16. (a). No.For example, when n=0, y[0]=x[0]x[-2]. So the system is memory . (b). y[n]=0.When the input is A δ [n ] ,then, y[n] = A 2δ [n]δ [n - 2] , so y[n]=0.(c). No.For example, when x[n]=0, y[n]=0; when x[n]= A δ [n ] , y[n]=0.So the system is not invertible.1.17. (a). No.For example, y(-π ) = x(0) . So it ’s not causal.(b). Y es.Because : y (t ) = x (sin(t )) ,y (t ) = x (sin(t ))1 122ay (t ) + by (t ) = ax (sin(t )) + bx (sin(t ))1 2121.21. Solution:W e(a).have known:(b).(c).(d).1.22.Solution:W e have known:(a).(b).(e).22 E {x(t )} =(g)1.23. Solution:For1[ x (t ) + x(-t )] v 1O {x(t )} = [ x (t ) - x(-t )] dthen, (a).(b).(c).1.24.2Solution:For:E {x[n ]} = v 1 2( x [n ] + x[-n ])1O {x[n]} = ( x [n ] - x[-n ]) dthen,(a).(b).Solution: x(t ) = E {cos(4π t )u(t )}s(c).1.25. (a). Periodic. T=π /2.Solution: T=2π /4= π /2. (b). Periodic. T=2.Solution: T=2π / π =2. (d). Periodic. T=0.5.v1= {cos(4πt )u (t ) + cos(4π (-t ))u (-t )}2 1= cos(4π t ){u (t ) + u(-t )}2 1= cos(4π t )2So, T=2π /4 π =0.51.26. (a). Periodic. N=7Solution: N= 2π* m =7, m=3.6π / 7(b). Aperriodic.Solution: N= 2π 1/ 8* m = 16m π , it ’not rational number .(e). Periodic. N =16Solution as follow:2 cos( n ) , it ’s period is N=2π *m/( π /4)=8, m=1.sin( n ) , it ’s period is N=2π *m/( π /8)=16, m=1.(2). g (t ) ∑δ (t - 2k )π π π πx[n ] = 2 cos( n ) + sin( n ) - 2 cos( n + 4 8 2 6)in this equation,π4 π8π π- 2 cos( n + 2 6) , it ’s period is N=2π *m/( π /2)=4, m=1.So, the fundamental period of x[n ] is N=(8,16,4)=16.1.31. SolutionBecausex (t ) = x (t ) - x (t - 2), x (t ) = x (t + 1) + x (t ) .2 11311According to LTI property ,y (t ) = y (t ) - y (t - 2), y (t ) = y (t + 1) + y (t )2 11311Extra problems:1. SupposeSketch y(t ) = ⎰t-∞x(t )dt .Solution:2. SupposeSketch:(1). g (t )[δ (t + 3) + δ (t + 1) - 2δ (t - 1)]∞k =-∞Because x[n]=(1 2 0 –1) , h[n]=(2 0 2) , the nSolution: (1).(2).Chapter 22.1 Solution:-1(a).So,y [n ] = 2δ [n + 1] + 4δ [n ] + 2δ [n - 1] + 2δ [n - 2] - 2δ [n - 4]1(b). according to the property of convolutioin:y [n ] = y [n + 2]2 1(c). y [n] = y [n + 2]31=∑ x[k ]h [n - k ]( ) 0 - ( ) (n +2)-2+1= ∑ ( ) k -2 u[n] = 2 u[n]2 ⎩0， elsewhere W e have known: x[n] = ⎨ ⎩0，elsewhere , h[n] = ⎨ ,( N ≤ 9 )， ， ∑ h[k ]u[n - k ]∑ (u[k ] - u[k - N - 1])(u[n - k ] - u[n - k - 10])∑ (u[k ] - u[k - N - 1])(u[4 - k ] - u[-k - 6])⎧∑ 1,...N ≤ 4⎪∑1,...N ≥ 4 ⎪⎩∑ (u[k ] - u[k - N - 1])(u[14 - k ] - u[4 - k ])2.3 Solution:y[n ] = x[n ]* h [n ]∞ k =-∞ ∞1= ∑ ( ) k -2 u [k - 2]u [n - k + 2]2k =-∞1 1 n +2 121 k =2 1 -21= 2[1 - ( ) n +1 ]u [n ]2the figure of the y[n] is:2.5 Solution:⎧1 ....0 ≤ n ≤ 9 ....⎧1 0≤ n ≤ N .... Then,x[n] = u[n] - u[n - 10] , h[n] = u[n] - u[n - N - 1]y[n] = x[n]* h[n] =∞k =-∞=∞ k =-∞So, y[4] =∞ k =-∞N⎪ ⎪ = ⎨k =04k =0=5, the n N ≥ 4And y[14] =∞ k =-∞⎧∑ 1,...N ≤ 14⎪∑1,...N ≥ 14 ⎪⎩ ∑ x[k ]g [n - 2k ]∑ x[k ]g [n - 2k ] = ∑ δ [k - 1]g [n - 2k ] = g [n - 2]∑ x[k ]g [n - 2k ] = ∑ δ [k - 2]g [n - 2k ] = g [n - 4]∑ x[k ]g [n - 2k ] = ∑ u[k ]g [n - 2k ] = ∑ g [n - 2k ]N⎪ ⎪= ⎨ k =514k =5∴N = 4=0, the n N < 52.7 Solution:y[n] =∞k =-∞（a ） x[n] = δ [n - 1] , y[n] =∞∞k =-∞ k =-∞ (b)x[n] = δ [n - 2] , y[n] =∞∞k =-∞k =-∞(c) S is not LTI system..(d) x[n] = u[n] , y[n] =∞ ∞∞k =-∞k =-∞ k =02.8 Solution:y(t ) = x(t ) * h (t ) = x(t ) *[δ (t + 2) + 2δ (t + 1)]= x(t + 2) + 2 x (t + 1)Then,⎩ = ⎰ u(τ - 3)e -3(t -τ )u(t - τ )d τ - ⎰ u(τ - 5)e -3(t -τ )u(t - τ )d τ⎩= u(t - 3)⎰ e -3(t -τ ) d τ - u(t - 5)⎰ e -3(t -τ ) d τ⎧t + 3,..... - 2 < t < -1 ⎪4,.......... t = -1 ⎪⎪That is, y(t ) = ⎨t + 4,..... - 1 < t ≤ 0⎪2 - 2t,....0 < t ≤ 1 ⎪ ⎪0,....... others2.10 Solution:(a). W e know:Then,h '(t ) = δ (t ) - δ (t - α )y '(t ) = x(t ) * h '(t ) = x(t ) *[δ (t ) - δ (t - α )]= x(t ) - x(t - α )that is,⎧t,.....0 ≤ t ≤ α ⎪α ,....α ≤ t ≤ 1So, y(t ) = ⎨⎪1 + α - t,.....1 ≤ t ≤ 1 + α ⎪0,.....others(b). From the figure of y '(t ) , only if α = 1 , y '(t ) would contain merely therediscontinuities.2.11 Solution:(a).y(t ) = x(t ) * h(t ) = [u (t - 3) - u (t - 5)]* e -3t u (t )∞ ∞-∞-∞tt35= ⎨⎰ e -3(t -τ ) d τ = ,.....3 ≤ t < 5 ⎪ 3 ⎪⎰ e -3(t -τ ) d τ - ⎰ e -3(t -τ ) d τ = - e ⎪ t9-3t + e 15-3t ⎪⎩ s y(t ) = e -t u (t ) * ∑ δ (t - 3k ) = ∑ [e = ∑ e -(t -3k )u (t - 3k )y(t ) = e -t [ ∑ e 3k u (t - 3k )] = e -t∑ ew [n ] = 1w [n - 1] + x[n ]⎧⎪ ⎪0,................. t < 3⎪ t1 - e 9-3t3t353,...... t ≥ 5(b). g (t ) = (dx(t ) / dt ) * h(t ) = [δ (t - 3) - δ (t - 5)]* e -3t u (t )= e -3(t -3) u (t - 3) - e -3(t -5) u (t - 5)(c). It ’obvious that g (t ) = d y (t ) / dt .2.12 Solution∞∞k =-∞k =-∞∞k =-∞Considering for 0 ≤ t < 3 ,we can obtain-t u (t ) * δ (t - 3k )]∞k =-∞0 k =-∞3k= e -t 11 - e -3.(Because k mu st be negetive , u (t - 3k ) = 1 for 0 ≤ t < 3 ).2.19 Solution:(a). W e have known:2 (1)y[n ] = αy[n - 1] + βw [n ](2)then, H ( E ) = H ( E ) H ( E ) =βE 2= .... or : (α + ) = ∴⎨ 2 8 ⎝ 2 = - E ∴ h [n ] = ⎢2( ) n - ( ) n ⎥u [n ] ⎩Θ⎰⎰ sin(2πt )δ (t + 3)dt has value only on t = -3 , but - 3 ∉ [0,5]⎰ sin(2πt )δ (t + 3)dt =0Θ⎰-4from (1), H ( E ) =E1E -1 2from (2), H ( E ) =2 βEE - α121 ( E - α )(E - )2 = β1 α 1 - (α + ) E -1 + E -22 21 α∴ y[n ] - (α + ) y[n - 1] + y[n - 2] = βx[n ]2 21 3but, y[n ] = - y[n - 2] + y[n - 1] + x[n ]8 4⎧α 1 ⎛1 ⎪ 3 ⎫ ⎪4 ⎭ ⎧ 1 ⎪α = ∴⎨ 4⎪β = 1(b). from (a), we know H ( E ) = H ( E ) H ( E ) =1 22E +1 1 E - E -4 2⎡ 1 1 ⎤ ⎣ 24 ⎦2.20 (a). 1⎪⎩β = 1E 21 1 ( E - )(E - ) 4 2(b). 0∞-∞ u (t ) cos(t )dt =⎰∞ δ (t ) cos(t )dt = cos(0) = 1-∞Θ∴(c). 05 0 5 05-5 u (1 - τ ) cos(2πτ )d τ = -⎰6 u (t ) cos(2πt )dt1 1= -⎰6 δ '(t ) cos(2πt )dt-4= cos '(2π t ) |t =0= -2π sin(2πt ) |t =0= 0∑ δ (t - kT ) * h (t )∑ h (t - kT )⎰ y(t )d t , A = ⎰ x(t )dt ,A = ⎰ h(t )d t .⎰ x(τ ) x (t - τ )d τ⎰ y(t )dt = ⎰ ⎰ x(τ ) x (t - τ )d τd t= ⎰ ⎰ x(τ ) x (t - τ )dtd τ = ⎰ x(τ ) ⎰ x(t - τ )dtd τ⎰ x(τ ) ⎰ x(ξ )d ξ d τ = ⎰ x(τ )d τ{ ⎰ x(ξ )d ξ}2.23 Solution:Θ y(t ) = x(t ) * h (t ) =∞k =-∞=∞ k =-∞∴2.27 SolutionA = y∞ ∞ ∞ x h-∞ y(t ) = x(t )* h(t ) = -∞ -∞ ∞-∞A = y∞ ∞ ∞-∞ -∞ -∞∞ ∞∞∞-∞ -∞-∞ -∞= ∞ ∞ ∞ ∞-∞= A Ax h-∞ -∞ -∞⎰e ⎰ eδ (τ - 2)d τ = ⎰ e⎰ u(τ + 1)eu(t - 2 - τ )d τ - ⎰ u(τ - 2)e= u(t - 1) ⎰ ed τ - u(t - 4) ⎰ e-(t -2-τ )d τ2.40 Solution(a) y(t ) = t-(t -τ) x(τ - 2)d τ ,Let x(t ) = δ (t ) ,then y(t ) = h (t ) .-∞So , h(t ) = t t -2-(t -τ ) -∞-∞-(t -2-ξ )δ (ξ )d ξ = e -(t -2)u(t - 2)(b)y(t ) = x(t )* h(t ) = [u(t + 1) - u(t - 2)]* e -(t -2)u(t - 2)=∞ ∞ -(t -2-τ )-∞-∞-(t -2-τ )u(t - 2 - τ )d τt -2-1-(t -2-τ ) t -2 2= u(t - 1)[e -(t -2) e τ ]| t -2 -u(t - 4)[e -(t -2) e τ ]| t -2-1 2= [1- e -(t -1) ]u(t - 1) - [1- e -(t -4) ]u(t - 4)2.46 SolutionBecaused d dx(t ) = [ 2e -3t ]u (t - 1) + 2e -3t [ u (t - 1)] d t dt d t= -3x(t ) + 2e -3t δ (t - 1) = -3x(t ) + 2e -3δ (t - 1) .From LTI property ,we knowdd tx(t ) → -3 y (t ) + 2e -3 h (t - 1)whereh (t ) is the impulse response of the system.So ,following equation can be derived.2e -3h(t - 1) = e -2t u (t )Finally, h (t ) = 12e 3e -2(t +1)u (t + 1)2.47 SoliutionAccording to the property of the linear time-invariant system:(a). y(t ) = x(t ) * h(t ) = 2 x (t ) * h (t ) = 2 y (t )0 0(b). y(t ) = x(t ) * h(t ) = [ x (t ) - x (t - 2)]* h(t )1y(t)= x (t ) * h (t ) - x (t - 2) * h (t )0 2 4t= [ y (t )] = y (1). Because H ( P ) = 1so h (t ) = (1= 2 + E - E ⎪ [ ]⎪δ [k ] = i (-1 - i) n- (-1 + i) n u [n] so h [n ] = 2 2 i= y (t ) - y (t - 2)0 0(c). y(t ) = x(t ) * h(t ) = x (t - 2) * h (t + 1) = x (t - 2) * h (t ) * δ (t + 1) = y (t - 1)0 0(d). The condition is not enough.(e). y(t ) = x(t ) * h(t ) = x (-t ) * h (-t )0 0= ⎰∞ x (-τ )h (-t + τ )d τ-∞ = ⎰∞x (m )h (-t - m )dm = y (-t )-∞(f). y(t ) = x(t ) * h (t ) = x ' (-t ) * h ' (-t ) = [ x ' (-t ) * h (-t )] ' ' ' " (t )Extra problems:1. Solute h(t), h[n](1). d 2 dy(t ) + 5 y(t ) + 6 y(t ) = x(t )dt 2 dt(2). y[n + 2] + 2 y[n + 1] + 2 y[n ] = x[n + 1]Solution:1 1 - 1= = +P 2 + 5P + 6 ( P + 2)( P + 3) P + 2 P + 3- 1+)δ (t ) = (e -2t - e -3t )u (t )P + 2P + 3(2). Because H ( E ) = E E E= =E 2 + 2E + 2 ( E + 1) 2 + 1 ( E + 1 + i)( E + 1 - i)i i E - E2E + 1 + i E + 1 - i⎛ i ⎫+E + 1 + i E + 1 - i ⎪ 2 ⎪ ⎝ ⎭x(t ) = ∑ for the period of cos( 5πt ) is T = 63the period of sin( 22⎰ x 2 (t )e - jkw 2t d t = ⎰ ( x 1 (1- t ) + x 1 (t - 1))e - jkw 1t dtT T TChapter 33.1 Solution:Fundamental period T = 8 . ω = 2π / 8 = π / 4∞a e j ω0kt = a e j ω0t + a e - j ω0t + a e j 3ω0t + a e - j 3ω0tk 1 -1 3 -3k =-∞ = 2ej ω0t+ 2e - j ω0t + 4 je j 3ω0t - 4 je - j3ω0t π 3π= 4cos( t ) - 8sin( t )4 43.2 Solution:for , a = 1 , a0 -2= e - j π / 4 , a = e j π / 4 , a 2-4= 2e - j π / 3 , a = 2e j π / 34x[n] = ∑ a e jk (2π / N )nkk =< N >= a + a e j (4π / 5)n + a e - j (4π / 5)n + a e j (8π / 5)n + a e - j (8π / 5)n0 2-24-4= 1 + e j π / 4 e j (4π / 5)n + e - j π / 4 e - j (4π / 5)n + 2e j π / 3e j (8π / 5)n + 2e - j π / 3e - j (8π / 5)n4 π 8 π= 1 + 2 cos( πn + ) + 4 cos( πn + )5 4 5 3 4 3π 8 5π= 1 + 2sin( πn + ) + 4sin( πn + )5 4 5 63.3 Solution:2πt ) is T= 3 , 3so the period of x(t ) is 6 , i.e. w = 2π / 6 = π / 32π 5π x(t ) = 2 + cos(t ) + 4sin(t )331= 2 + cos(2w t ) + 4sin(5w t )0 0 1= 2 + (e j 2w 0t + e - j 2w 0t ) - 2 j(e j5w 0t - e - j5w 0t )2 then, a = 2 , a 0 -2 1= a = , a 2 -5 = 2 j , a = -2 j 53.5 Solution:(1). Because x (t ) = x (1 - t ) + x (t - 1) , the n x (t ) has the same period as x (t ) ,21121that is T = T = T ,w = w2121(2). b = 1 k⎰ x 1 (1- t )e - jkw 1t d t + 1 ⎰ x 1 (t - 1)e - jkw 1t dt ∑∑⎰ x(t ) 2 dt = a 0 2 + a -1 2 + a 1 2 = 2 a 1 2 = 1 Fundamental period T = 8 . ω = 2π / 8 = π / 4∑∑ a H ( jkw )ejkw 0tk ω ⎩0,......k ≠ 0⎧ ∑t Because a =⎰ x(t )d t = 1⎰4 1d t + 1 ⎰ 8(-1)d t = 0TT88 4= 1 T T T T= a e - jkw 1 + a e - jkw 1 = (a -k k3.8 Solution:-k+ a )e - jkw 1 kΘx(t ) =∞ k =-∞a e jw 0ktkwhile:andx(t ) is real and odd, the n a = 0 , a = -a 0 kT = 2 , the n w = 2π / 2 = πa = 0 for k > 1k-ksox(t ) =∞ a e jw 0kt = a + a e - jw 0t + a e jw 0tk 0 -1 1k =-∞= a (e j πt - e - j πt ) = 2a sin(π t )11for1 2 2 0∴∴a = ± 2 /21x(t ) = ± 2 sin(π t )3.13 Solution:Θx(t ) =∞ k =-∞a e jw 0ktk∴ y(t ) =∞k 0k =-∞H ( jk ω ) = sin(4k ω0 ) =⎨4,...... k = 00 0 ∴ y(t ) =∞a H ( jkw )e jkw 0= 4a k 00 k =-∞1Soy(t ) = 0 .∑∑a H(jkw)e jkw0tT t H(jw)=⎨if a=0,it needs kw>100T ⎰T⎰t dt=0T ⎰x(t)e-jkw0t dt=⎰te-jk22t dt=1⎰1te-jkπt dt11⎰1tde-jkπt2jkπ⎢-1⎦⎢(e-jkπ+e jkπ)-⎥-jkπ2c os(kπ)+-jkπ⎥⎦[2cos(kπ)]=j cos(kπ)=j(-1)k............k≠03.15Solution:Θx(t)=∞k=-∞a e jw0kt k∴y(t)=∞k=-∞k0∴a=1k ⎰Ty(t)H(jkw)e-jkw0d tfor⎧⎪1,......w≤100⎪⎩0,......w>100∴k0that is k2π100 >100,.......k>π/612and k is integer,so K>8 3.22Solution:a=10x(t)dt=112-1a= k 1T2-12-1π=-1 2jkπ-1=-1⎡⎢te-jkπt⎣1-1-e-jkπt-jkπ1⎤⎥⎥=-=-12jkπ12jkπ⎡(e-jkπ-e jkπ)⎤⎣⎦⎡2sin(kπ)⎤⎢⎣=-12jkπkπkπ⎰ h (t )e - j ωt d t = ⎰ e -4 t e - j ωt d t= ⎰ e e d t + ⎰ e -4t e - j ωt d t∑0 ∑∑Ta = ⎰ x(t )e - jkw 0t d t = ⎰1/ 2 δ(t )e - jk 2πt d t = 1T T-1/ 2 ∑T∑ (-1) δ (t - n ) .T=2, ω = π , a = 1T a = ⎰ x(t )e - jkw 0t d t = ⎰ δ (t )e - jk πt d t + ⎰ 3/ 2 (-1)δ (t - 1)e - jk πt d tT 2 -1/ 2 2 1/ 2 T 16 + (k π )23.34 Solution:∞ ∞H ( j ω ) =-∞-∞0 ∞ 4t - j ωt-∞118=+=4 - j ω 4 + j ω 16 + ω 2A periodic continous-signal has Fourier Series:. x(t ) =T is the fundamental period of x(t ) . ω = 2π / T∞ k =-∞a e j ω ktkThe output of LTI system with inputed x(t ) is y(t ) =Its coefficients of Fourier Series: b = a H ( jk ω )k k 0∞ k =-∞a H ( jk ω )e jk ω tk 0(a) x(t ) =∞ n =-∞ δ (t - n ) .T=1, ω = 2π a = 1 = 1 .0 k1 k（N ot e ：If x(t ) =∞ n =-∞δ (t - nT ) , a =1 k）So b = a H ( jk 2π ) = k k 8 2=16 + (2k π )2 4 + (k π )2(b) x(t ) = ∞n =-∞n0 k= 11 1 1/2 1 k1= [1- (-1)k ] 24[1-(-1)k ]So b = a H ( jk π ) = ,k k(c) T=1, ω = 2π⎰ x(t )e - jk ω0t d t = ⎰1/ 4e - jk 2πt d t =∑∑ a H ( jkw )ejkw 0t⎪⎩0,......otherwise ⎩0,......otherwise H ( jw) = ⎨⎪, 14Let y(t ) = x(t ) , b = a , it needs a = 0 ,for k < 18..or .. k ≤ 17 .∑∑∑ 2n e - j ωn + ∑ ( )n e - j ωn1 =2 41 1 5∑a ejk ( N )n .a = k1 T T -1/ 4 k π sin(2 k π)b = a H ( jk π ) =k k k π8sin( )2 k π [16 + (2k π )2 ]3.35 Solution: T= π / 7 , ω = 2π / T = 14 .Θx(t ) =∞a e jw 0ktk∴y(t ) =k =-∞ ∞ k =-∞k 0∴b = a H ( jkw )k k 0for ⎧1,...... w ≥ 250 ⎧1,...... k ≥ 170 that is k ω 0 < 250,....... k < 250, and k is integer , so k < 18..or .. k ≤ 17 .kkk3.37 Solution:H (ej ω) = ∞n =-∞h [n ]e- j ωn=∞ n =-∞1 ( ) ne - j ωn 2-1∞1= 2n =-∞ n =0 1 3e j ω+ =1 - e j ω 1 - e - j ω - cos ω2 2 4A periodic sequen ce has Fourier Series: x [n ] =N is the fundamental period of x[n ] .k =< N >k2πThe output of LTI system with inputed x[n ] is y[n ] =∑ a H (ekj 2π k N)ejk ( 2π )n N .k =< N >∑4 .So b = a H (e j N k ) = 1 4 45 - cos( 2π k ) k =2 21 T ' 1 3T '-1 = ⎰ x(3t - 1)e T ' dt = ⎰ x(m )e = ⎰ x(m )e e⎡ 1T -1 T ⎢⎰∑a e jk (2π/T )t ,where a = 0 for every2π Its coefficients of Fourier Series: b = a H (ejN k )kk3(a) x[n ] =∞ k =-∞δ [n - 4k ] .N=4, a = 1 k k k 2π 4 4b =k3 165 π- cos( k ) 4 23.40 Solution:According to the property of fourier series:(a). a k '= a e - jkw 0t 0 + a e jkw 0t 0 = 2a cos(kw t ) = 2a cos(k k k k 0 0 k 2π t )T 0(b). Because E {x(t )} =v x(t ) + x(-t )2a ' a + a k 2-k= E {a }v k(c). Because R {x(t )} = x(t ) + x * (t )e'a + a *a = k-k k(d). a '= ( jkw ) 2 a = ( jk k 0 k 2πT) 2 ak(e). first, the period of x(3t - 1) is T ' =T3th e n ak ' 2π - jk t T ' 0 T ' -11 T -12π 2π - jkm - jk dmT TT -1- jk 2π m +1 dm T ' 3 3= e- jk 2π ⎣ T -1x(m )e2π- jk m T⎤dm ⎥⎦2π = a e- jk Tk3.43 (a) Proof:（ i ） Because x(t ) is odd harmonic , x(t ) =non-zer o even k.∞ k =-∞k kx(t + ) = ∑ a e jk (2π /T )(t + 2 )T 2∑= - ∑ a e jk (2π /T )t（ii ）Because of x(t ) = - x (t + ) ,we get the coefficients of Fourier Seriesa = ⎰ x(t )e - jk 2T π t d t = 1 ⎰ T / 2 x(t )e - jk 2T π t d t + 1 ⎰ T x(t )e - jk 2T π t d tT 0 T 0 T T /2 1 T /2 1 T /2 = ⎰ T dt + ⎰ x(t + T / 2)e x(t )e 1 T /2 1 T /2 = ⎰ x(t )eT dt - ⎰ x(t )(-1)k e T dt 1T /2It is obvious that a = 0 for every non-zer o even k. So x(t ) is odd harmonic ,-11x(t ) = ∑ δ (t - kT ) , T = π∞ T k k =-∞= ∞a e jk π e jk (2π /T )tkk =-∞∞kk =-∞It is noticed that k is odd integers or k=0.That meansTx(t ) = - x (t + )2T21 T k2π - jk t T 0 T 0 2π- jk (t +T / 2) Tdt2π 2π- jk t - jk t T 0 T 0= [1- (-1)k ] ⎰T 02π x(t )e- jk Tt d tk(b) x(t )1......-2-12 tExtra problems:∞ k =-∞(1). Consider y(t ) , when H ( jw) isx(t ) = ∑ δ (t - kT ) ↔T π T∑ a H ( jkw )ejkw 0t=1k =-∞ π∑∑π∑1(2). Consider y(t ) , when H ( jw) isSolution:∞k =-∞ 1 1 2π= , w = = 2 0(1).y(t ) =∞k 0∞k =-∞a H ( j 2k )e j 2ktk=2π (for k can only has value 0)(2).y(t ) =∞ k =-∞a H ( jkw )e jkw 0t =1k 0∞k =-∞a H ( j 2k )e j 2ktk=1π (e - j 2t + e j 2t ) =2 cos 2tπ(for k can only has value – and 1)。
[指南]奥本海姆信号与系统中文版课后习题答案
![[指南]奥本海姆信号与系统中文版课后习题答案](https://img.taocdn.com/s3/m/48db5835e3bd960590c69ec3d5bbfd0a7956d51e.png)
1．对一个LTI 系统，我们已知如下信息：输入信号2()4()t x t e u t =-；输出响应22()()()t t y t e u t e u t -=-+ (a) 确定系统的系统函数H(s)及收敛域。
(b) 求系统的单位冲激响应h(t)(c) 如果输入信号x(t)为(),t x t e t -=-∞<<+∞ 求输出y(t)。
解：(a) 4114(),Re{}2,(),2Re{}2222(2)(2)X s s Y s s s s s s s ---=<=+=<-<--+-+1(),Re{}22H s s s =>-+ (b) 2()()t h t e u t -=(c) ()2()()t t y t e e u d e τ+∞---τ--∞=ττ=⎰; ()(1)t t y t H e e --=-=.2. 已知因果全通系统的系统函数1()1s H s s -=+，输出信号2()()t y t e u t -=(a) 求产生此输出的输入信号x(t).(b) 若已知dt ∞∞<∞⎰+－|x(t)|，求输出信号x(t).(c) 已知一稳定系统当输入为2()t e u t -时，输出为上述x(t)中的一个，确定是哪个？求出系统的单位冲激响应h(t).解：(a)1()2Y s s =+。
Re{}2s >-，()1()()(1)(2)Y s s X s H s s s +==-+由于()H s 的ROC 为Re{}1s >-，()X s ∴的ROC 为2Re{}1s -<<或Re{}1s >若 1ROC 为-2<Re{s}<1，则2112()()()33t t x t e u t e u t -=--若2ROC 为Re{s}>1，221()(2)()3tt x t e e u t -=+ (b) 若dt ∞∞<∞⎰+－|x(t)|，则只能是1()()x t x t =即：212()()()33t t x t e u t e u t -=--(c) 212()()()()33t t y t x t e u t e u t -==--; 1(),2Re{}1(1)(2)s Y s s s s +=-<<-+()1()()1Y s s H s X s s +∴==-, 这就是(a)中系统的逆系统。