贾民平《测试技术》课后习题答案
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测试技术
第一章 习 题(P29)
解:
(1) 瞬变信号-指数衰减振荡信号,其频谱具有连续性和衰减性。 (2) 准周期信号,因为各简谐成分的频率比为无理数,其频谱仍具有离散
性。
(3) 周期信号,因为各简谐成分的频率比为无理数,其频谱具有离散性、
谐波性和收敛性。
解:x(t)=sin2t f 0π的有效值(均方根值):
2
/1)4sin 41(21)4sin 41(21)4cos 1(212sin 1)(1000
00
00
00
000
020
2
000=-=
-
=
-==
=⎰
⎰
⎰
T f f T T t
f f T T dt t f T dt t f T dt t x T x T T T T rms ππππππ
解:周期三角波的时域数学描述如下:
(1)傅里叶级数的三角函数展开:
,式中由于x(t)是偶函数,t n 0sin ω是奇函数,则t n t x 0sin )(ω也是奇函数,而奇函数在上下限对称区间上的积分等于0。故=n b 0。
因此,其三角函数展开式如下:
⎪
⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+≤
≤-≤≤-
+=)
(2
02022)(0000
0nT t x T t t T A
A t T t T A A t x 21)21(2)(12/0002/2/00000=
-==⎰⎰-T T T dt t T T dt t x T a ⎰⎰-==-2/000
02
/2/00
000cos )21(4cos )(2T T T n dt t n t T T dt
t n t x T a ωω⎪⎩⎪⎨⎧====ΛΛ,6,4,20
,5,3,14
2sin 422222n n n n n π
ππ⎰-=2
/2
/00
00sin )(2T T n dt
t n t x T b ω∑∞
=+=102
2
cos 1
4
21)(n t n n
t x ωπ
∑∞
=++=102
2)2sin(1
421n t n n
πωπ
(n =1, 3, 5, …)
其频谱如下图所示:
(2)复指数展开式
复指数与三角函数展开式之间的关系如下:
)( 2
1=21212
1
n 2
2000=-===+=
===n
n n e n m n n n n n a b
arctg C R C I arctg a A b a C a A C φ
A (
3
5
1 单边幅频谱 单边相频谱
n φ
3
5
--3-5
5
I m C n
3
5
--3-5
虚频谱
双边相频谱
解:该三角形窗函数是一非周期函数,其时域数学描述如下:
用傅里叶变换求频谱。
0 T 0/2
-T 0/t
⎪⎪⎩⎪⎪⎨
⎧≤
≤-≤≤-
+=2
0210221)(0
T t t T t T t T t x ⎰
⎰
---∞
∞
-==2
/2
/2200)()()(T T ft j ft
j dt
e t x dt e
t x f X ππ2
sin 2)2
(2sin 22sin 21]cos 1[1]11[21]
[21
22]}
2
1[]21{[21}
)]21()2
1[()]21()2
1{[(21]
)21()21([21)21()21(020200
2
00
202200220
2
20
2
/22/0
200
2
/20
2
/0
200
2
/0
20
2/202
/0
22/02002/20
2/02002/20
2
/0
200
0000000000000fT c T fT fT T fT T f fT T f e e T f e e f
j fT j dt e T dt e
T f j t T d e
e t T t T d e e t T
f j de t T de t T f j dt
e t T dt e t T fT j fT j T ft
j T ft
j T ft j T ft
j T ft
j T ft
j T ft j T ft
j T ft j T ft
j T ft j T ft
j πππππππππππππππππππππππππππ⋅=⋅=⋅=-=+---=--⋅-=
-
++--=+-++-
---=++--=++-=-------------------⎰
⎰
⎰⎰⎰⎰⎰⎰