奥本海姆《信号与系统》(第2版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(下册)-采样(圣才出品)
《信号与系统》考研奥本海姆版考研复习笔记和典型题
《信号与系统》考研奥本海姆版考研复习笔记和典型题一、采样复习笔记本章重点介绍了采样和采样定理，采样定理在连续时间信号和离散时间信号之间起着桥梁作用，采样在利用离散时间系统技术来实现连续时间系统并处理连续时间信号方面有着至关重要的作用。
学完本章读者应该掌握以下内容：（1）重点掌握采样的过程和采样定理，牢记奈奎斯特采样频率。
（2）掌握内插的定义及如何利用内插由样本重建信号。
（3）重点掌握连续时间信号的离散时间化处理过程。
（4）了解数字微分器及其频率特性。
（5）掌握离散时间信号采样的原理及恢复原离散时间信号的方法。
一、用信号样本表示连续时间信号：采样定理1冲激串采样（1）冲激串采样的定义冲激串采样是指用一个周期冲激串p（t）去乘待采样的连续时间信号x（t）。
该周期冲激串p（t）称为采样函数，周期T称为采样周期，而p（t）的基波频率ω＝2π/T称为采样频率。
（2）冲激串采样过程（见图7-1-1）在时域中有x p（t）＝x（t）p（t）在频域中有即X p（jω）是频率ω的周期函数，它由一组移位的X（jω）的叠加组成，但在幅度上标以1/T的变化。
图7-1-1 冲激串采样过程（3）采样定理频带宽度有限信号x（t），在|ω|＞ωM时，X（jω）＝0。
如果ωs＞2ωM，其中ωs ＝2π/T，那么x（t）唯一地由其样本x（nT），n＝0，±1，±2，…，所确定。
其中频率2ωM称为奈奎斯特率。
已知这些样本值，重建x（t）的办法：①产生一个冲激幅度就是这些依次而来的样本值的周期冲激串。
②将该冲激串通过一个增益为T，截止频率大于ωM而小于ωs－ωM的理想低通滤波器，该滤波器的输出就是x（t）。
2零阶保持采样（1）零阶保持的含义在一个给定的瞬时对x（t）采样并保持这一样本值，直到下一个样本被采到为止，利用零阶保持采样的原理图如图7-1-2所示。
图7-1-2 利用零阶保持采样（2）零阶保持采样的过程零阶保持的输出x0（t）在原理上可以用冲激串采样，再紧跟着一个线性时不变系统（该系统具有矩形的单位冲激响应）来得到，如图7-1-3所示。
奥本海姆《信号与系统》(第2版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(下册)-z变换(圣才出品)
第10章z变换10.1 复习笔记一、z变换1．z变换的定义一个离散时间信号x[n]的z变换定义为其中z是一个复变量。
简单记为2．z变换与傅里叶变换的关系X（re jω）是序列x[n]乘以实指数r-n后的傅里叶变换，即指数加权r-n可以随n增加而衰减，也可以随n增加而增长，这取决于r大于1还是小于1。
若r＝1，或等效为|z|＝1，z变换就变为傅里叶变换，即（1）在连续时间情况下，当变换变量的实部为零时，拉普拉斯变换演变为傅里叶变换，即在虚轴jω上的拉普拉斯变换是傅里叶变换。
（2）在z变换中是当变换变量z的模为1，即z＝e jω时，z变换演变为傅里叶变换。
即傅里叶变换是在复数z平面中半径为1的圆上的z变换。
在z平面上，单位圆在z变换中所起的作用类似于s平面上的虚轴在拉普拉斯变换中所起的作用。
二、z变换的收敛域1．性质1X（z）的收敛域是在z平面内以原点为中心的圆环。
2．性质2收敛域内不包含任何极点。
3．性质3如果x[n]是有限长序列，那么收敛域是整个z平面，可能除去z＝0和/或z＝∞。
4．性质4如果x[n]是一个右边序列，并且|z|＝r0的圆位于收敛域内，那么|z|＞r0的全部有限z 值都一定在这个收敛域内。
5．性质5如果x[n]是一个左边序列，而且|z|＝r0的圆位于收敛域内，那么满足0＜|z|＜r0的全部z值都一定在这个收敛域内。
6．性质6如果z[n]是双边序列，而且|z|＝r0的圆位于收敛域内，那么该收敛域在z域中一定是包含|z|＝r0这一圆环的环状区域。
7．性质7如果x[n]的z变换X（z）是有理的，那么它的收敛域就被极点所界定，或者延伸至无限远。
8．性质8如果x[n]的z变换X（z）是有理的，并且x[n]是右边序列，那么收敛域就位于z平面内最外层极点的外边，亦即半径等于X（z）极点中最大模值的圆的外边。
而且，若x[n]是因果序列，即x[n]为n＜0时等于零的右边序列，那么收敛域也包括z＝∞。
《信号与系统》考研奥本海姆版考研复习笔记资料
《信号与系统》考研奥本海姆版考研复习笔记资料第1章信号与系统1.1 复习笔记本章内容是信号与系统分析的基础。
主要介绍了信号的分类和基本运算，学完本章读者要重点掌握的内容有：（1）掌握信号的分类方法及其特点：连续/离散、周期/非周期、奇/偶、能量/功率。
（2）掌握冲激信号和阶跃信号的物理意义及性质。
（3）掌握常见连续/离散信号的波形及其表达式。
（4）掌握信号的时域运算和波形变换方法。
（5）掌握系统互连方法及其特点。
一、连续时间和离散时间信号1连续时间信号和离散时间信号（见表1-1-1）表1-1-1 信号的定义和表示方法图1-1-1 信号的图形表示（a）连续时间信号；（b）离散时间信号2信号能量与功率（见表1-1-2）表1-1-2 能量和功率的计算公式3能量信号和功率信号的特点（见表1-1-3）表1-1-3 能量信号和功率信号的特点二、自变量的变换1基本变换（见表1-1-4）表1-1-4 自变量的基本变换2周期信号与非周期信号（见表1-1-5）表1-1-5 周期信号与非周期信号的定义及特点3偶信号与奇信号（见表1-1-6）表1-1-6 偶信号与奇信号的定义及特点【注】任何信号＝偶信号＋奇信号，即x（t）＝E v{x（t）}＋O d{x（t）}，其中E v{x （t）}＝（1/2）[x（t）＋x（－t）]，O d{x（t）}＝（1/2）[x（t）－x（－t）]，E v{x （t）}为x（t）的偶部，O d{x（t）}为x（t）的奇部。
三、指数信号与正弦信号1连续时间复指数信号与正弦信号（见表1-1-7）表1-1-7 连续时间复指数信号与正弦信号的表达式与特点2离散时间复指数信号与正弦信号（见表1-1-8）表1-1-8 离散时间复指数信号与正弦信号3离散时间复指数序列的周期性质（1）离散时间指数信号的周期性的要求为了使信号是周期的，周期为N＞0，就必须有，也就是要求ω0N必须是2π的整数倍，即必须有一个整数m，满足：ω0N＝m2π或ω0/（2π）＝m/N。
奥本海姆《信号与系统》(第2版)(下册)名校考研真题-通信系统(圣才出品)
【答案】C
【 解 析 】 线 性 相 位 FIR 滤 波 器 必 满 足 某 种 对 称 性 ， 即 h(n) = h( N −1− n) 或 者 h(n) = −h( N −1− n) 。答案中 C 为偶对称，且 N＝8，为Ⅰ型 FIR 滤波器。
【答案】 h(n) = 0，n 0 h(t) = 0，t 0 【解析】①对于稳定的又是因果的离散系统，其系统函数 H (z) 的极点都在 z 平面的单 位圆内；②对于稳定的又是因果的连续系统，其系统函数 H (s) 的极点都在 s 平面的左半开 平面。
2．离散系统的模拟可由
【解析】LTI 连续时间系统总可被分解为全通网络和最小相移网络的级联的形式。
三、简答题
1．FIR 数字滤波器必为稳定系统，试说明。[清华大学 2006 研] 解：FIR 数字滤波器的冲击响应是有限长的，因而当有限输入时，必有有限输出，必为 稳定的。
2．已知
LTI
系统的输入
x[n]和输出
y[n]满足如下关系
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第 8 章 通信系统
一、选择题
1．下面给出了几个 FIR 滤波器的单位函数响应。其中满足线性相位特性的 FIR 滤波器 是（ ）。[东南大学 2007 研]
A．h（n）＝{1,2,3,4,5,6,7,8} B．h（n）＝{1,2,3,4,1,2,3,4} C．h（n）＝{1,2,3,4,4,3,2,1}
k +100
i=k −100
n) e(i
= +
k +n+100
e(i)
i=k +n−100
奥本海姆《信号与系统(第二版)》习题参考答案
Charpt 11.21—(a),(b),(c)一连续时间信号 x(t) 如图 original 所示，请画出下列信号并给予标注：a)x(t-1)b)x(2-t)c)x(2t+1)d)x(4-t/2)e)[x(t)=x(-t)]u(t)f)x(t)[ δ(t+3/2)- δ(t-3/2)](d),(e),(f)1.22一离散时间信号 x[n] 如图 original 所示，请画出下列信号并给予标注。
a)x[n-4]b)x[3-n]c)x[3n]e) x[n]u[3-n]f) x[n-2] δ [n-2]1.23确定并画出图 original 信号的奇部和偶部，并给予标注。
1.25判定下列连续时间信号的周期性，若是周期的，确定它的基波周期。
a)x(t)=3cos(4t+ π /3) T=2π/4=π/2;b)x(t)=e j( t 1) T=2π/π=2;2c)x(t)=[cos(2t- π /3)] 2 x(t)=1/2+cos[(cos(4t-2 π/3))]/2, so T=2π/4=π/2;d)x(t)= E v {cos(4 π t)u(t)} 定义 x(0)=1/2, 则 T=1/2;e)E v {sin(4 π t)u(t)}非周期f ) x(t)= e(2t n)n假设其周期为 T 则e (2t n)= e(2t n 2T)= e(2t (n 2T))= e(2t n)n n n n所以 T=1/2( 最小正周期 ) ；1.26判定下列离散时间信号的周期性；若是周期的，确定他们的基波周期。
(a)x[n]=sin(6 π /7+1)N=7(b)x[n]=cos(n/8- π ) 不是周期信号2(c)x[n]=cos( π n /8)假设其周期为 N，则(n N)2/8 n2/8＋2k所以易得 N=8(d) x[n]= cos( n) cos( n)24N=8(e) x[n]= 2cos( n) sin( n) 2cos( n )4 8 2 6N=161.31在本题中将要说明线性时不变性质的最重要的结果之一，即一旦知道了一个线性系统或线性时不变系统对某单一输入的响应或者对若干个输入的响应，就能直接计算出对许多其他输入信号的响应。
奥本海姆《信号与系统》(第2版)(下册)课后习题-Z变换(圣才出品)
第10章Z变换习题10.1 试对下列和式，为保证收敛确定在r＝|z|上的限制：解:（a）为了保证收敛，需满足即使和式收敛的z均满足，亦即有又因在和式中含有一个正幂项z，故z≠∞。
综上所述，使和式收敛的z的模需满足为了保证收敛，需，即满足|2z|＜1，从而知使和式收敛的z的模需满足为了保证收敛，需，即|z|＞1；为了保证收敛，需，即|z|＞1综上所述，使和式收敛的z的模需满足r＞1。
对于上式右端第二项，要保证其收敛，需，即|z|＜2。
对于上式右端第三项，要保证其收敛，需，即|z|＜2。
对于上式右端第四项，要保证其收敛，需，即。
对于上式右端第五项，要保证其收敛，需，即。
综上所述，要使和式收敛，z的模需满足。
10.2 设信号x[n]为利用式（10-3）求该信号的z变换，并标出对应的收敛域。
解:为使该级数收敛，需，即，于是可得10.3 设信号x[n]为已知它的z变换x（z）的收敛域是试确定在复数α和整数n0上的限制。
解:令x[n]＝x1[n]＋x2[n]，其中x1[n]＝（－1）n u[n]，x2＝αn u[－n－n0]于是有则X（z）＝X1（z）＋X2（z），1＜|z|＜|α|由于已知X（z）的收敛域为1＜|z|＜2，所以α应满足|α|＝2，而n0可为任意整数。
10.4 考虑下面信号：对x（z）确定它的极点和收敛域。
解：因为，要使x（z）收敛，显然应有及，即X（z）的ROC为由于故X（z）的两个极点分别为，它们是互为共轭自两个复数极点。
10.5 对下列信号z变换的每个代数表示式，确定在有限z平面内的零点个数和在无限远点的零点个数。
解:（a）由于X（z）的分母多项式的阶数比分子多项式的阶数高1阶，所以X（z）在有限z平面上零点的个数为1（即X（z）的有限零点个数为1），同样在无穷远处的零点个数也为1。
由于x（z）的分母多项式与分子多项式有相同的阶数，所以X（z）仅有2个有限零点，而在无穷远处无零点。
由于X（z）的分母多项式的阶数比分子多项式的阶数高2阶，所以X（z）有1个有限零点，而在无穷远处有2个零点。
奥本海姆《信号与系统》(第2版)知识点归纳考研复习(下册)
第7章采样第8章通信系统第9章拉普拉斯变换第10章Z变换第11章线性反馈系统第7章采样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？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：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：7.5设x（t）是一个奈奎斯特率为ω0的信号，同时设其中。
7.6在如图7-1所示系统中，有两个时间函数x1（t）和x2（t）相乘，其乘积W （t）由一冲激串采样，x1（t）带限于ω17.7信号x（t）用采样周期T经过一个零阶保持的处理产生一个信号x0（t），设x1（t）是在x（t）的样本上经过一阶保持处理的结果，即7.8有一实值且为奇函数的周期信号x（t），它的傅里叶级数表示为7.9考虑信号x（t）为7.10判断下面每一种说法是否正确。
7.11设是一连续时间信号，它的傅里叶变换具有如下特点：7.12有一离散时间信号其傅里叶变换具有如下性质：7.13参照如图7-7所示的滤波方法，假定所用的采样周期为T，输入xc（t）为带限，而有7.14假定在上题中有重做习题7.13。
7.15对进行脉冲串采样，得到若7.16关于及其傅里叶变换7.17考虑理想离散时间带阻滤波器，其单位脉冲响应为频率响应在条件下为7．18假设截止频率为π/2的一个理想离散时间低通滤波器的单位脉冲响应是用于内插的，以得到一个2倍的增采样序列，求对应于这个增采样单位脉冲响应的频率响应。
7.19考虑如图7-11所示的系统，输入为x[n]，输出为y[n]。
零值插入系统在每一序列x[n]值之间插入两个零值点，抽取系统定义为其中W[n]是抽取系统的输入序列。
若输入x[n]为试确定下列ω1值时的输出y[n]：7.20有两个离散时间系统S1和S2用于实现一个截止频率为π/4的理想低通滤波器。
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。
奥本海姆《信号与系统》第二版信号与系统答案
4 3
(e)
x 2[n] = e
j(
n
2
) 8
,
x 2[n] =1. therefore, E = x 2[n] = ,
2
Байду номын сангаас
2
P
N = lim 1 N 2 N 1 n N
n
x 2[n]
2
N 1 lim 1 1. N 2 N 1 n N
(d)
1
T
1 COS (2t ) 1 dt 2 2
n
2 1 u[n] . Therefore, E = [n] 2 1 1 u[n] , [ n ] [ n ] x1 x 1 x n0 4 4 2 P =0，because E < .
v 1
1
(b) Since (c)
x1(t) is an odd signal,
x [ n] x
v 2
is zero for all values of t.
1 [ n] v x3 2
n n 1 1 1 [ n ] [ n ] u [ n 3] u [ n 3] x1 x1 2 2 2
1
(b) {x (t )} 2 cos( ) cos(3t 2 ) cos(3t ) e 0t cos(3t 0) 2 (c) {x (t )} e t sin(3 t ) e t sin(3t ) 3 2 (d) 1.9. (a)
Signals & Systems
《信号与系统(第2版》【附录+习题答案】
附 录 A 常 用 数 学 公 式A.1 三角函数公式j e cos jsin t t t ωωω=+ j e e (cos jsin )t t t σωσωω+=+j j 1cos (e e )2t t t ωωω-=+j j 1sin (e e )2jt t t ωωω-=-sin()sin cos cos sin αβαβαβ±=± cos()cos cos sin sin αβαβαβ±=sin22sin cos ααα=2222cos2cos sin 12sin 2cos 1ααααα=-=-=-1sin sin [cos()cos()]2αβαβαβ=--+1cos cos [cos()cos()]2αβαβαβ=-++1sin cos [sin()sin()]2αβαβαβ=-++双曲正弦：e e sh 2x xx --=双曲余弦：e e ch 2x xx -+=A.2 微积分公式d()d Cu C u =，C 为常数（下同）d()d d u v u v ±=±，u 、v 为t 的函数（下同） d()d d uv v u u v =+ 2d d d u v u u v v v -⎛⎫= ⎪⎝⎭d d Cu t C u t =⎰⎰()d d d u v t u t v t ±=±⎰⎰⎰信号与系统288d d u v uv v u =-⎰⎰()d ()()()()d ()bb baaau t v t u t v t v t u t =-⎰⎰A.3 数列求和公式（1）等比数列123,,,,N a a a a 的通项为11n n a a q -=，q 为公比，前n 项的和为 111(1)11NN N N n n a a q a q S a q q =--===--∑（2）等差数列123,,,,N a a a a 的通项为1(1)n a a n d =+-，d 为公差，前n 项的和为111()(1)22NN N n n N a a N N dS a Na =+-===+∑附 录 B 常 用 信 号 与 系 统 公 式B.1 连续时间信号的卷积121221()()()()d ()()d x t x t x x t x x t ττττττ∞∞-∞-∞*=-=-⎰⎰B.2 离散时间信号的卷积121221()()()()()()m m x n x n x m x n m x m x n m ∞∞=-∞=-∞*=-=-∑∑B.3 连续时间三角形式的傅里叶级数0000011()[cos()sin()]cos()kk kkk k x t a ak t b k t A A k t ωωωϕ∞∞===++=++∑∑0000001()d t T t a A x t t T +==⎰000002()cos()d 1,2,t T k t a x t k t t k T ω+==⎰， 000002()sin()d 1,2,t T k t b x t k t t k T ω+==⎰，1,2,k A k = arctan 1,2,k k k b k a ϕ⎛⎫=-=⎪⎝⎭，B.4 连续时间指数形式的傅里叶级数FS000j 01()e d t T k t k t X x t t T ω+-=⎰0j 0()()ek tk x t X k ωω∞=-∞=∑信号与系统290B.5 连续时间傅里叶变换FTj (j )()e d t X x t t ωω∞--∞=⎰j 1()(j )e d 2πt x t X ωωω∞-∞=⎰B.6 双边拉普拉斯变换()()e d st X s x t t ∞--∞=⎰j j 1()()e d 2πjst x t X s s σσ+∞-∞=⎰B.7 单边拉普拉斯变换0()()e d st X s x t t ∞--=⎰j j 1()()e d 2πjst x t X s s σσ+∞-∞=⎰，0t ≥B.8 离散时间傅里叶级数DFS2πj 1()()ekn NN N n N X k x n N -=<>=∑，0,1,2,k =±±2πj()()ekn NN N k N x n X k =<>=∑，0,1,2,n =±±B.9 离散时间傅里叶变换DTFTj j (e )()enn X x n ΩΩ∞-=-∞=∑j j 2π1()(e )e d 2πn x n X ΩΩΩ=⎰B.10 离散傅里叶变换DFT1()()01N knNn X k x n Wk N -==-∑≤≤，附 录 B 常 用 信 号 与 系 统 公 式29111()()01N kn Nk x n X k Wn N N--==-∑≤≤，B.11 双边Z 变换b ()()nn X z x n z∞-=-∞=∑11()()2n cx n X z z dzj π-=⎰B.12 单边Z 变换s 0()()nn X z x n z∞-==∑11()()2n cx n X z z dzj π-=⎰习题参考答案第1章1.1（a）确定信号、连续时间信号、非周期信号、能量信号、非因果信号。
奥本海姆《信号与系统》(第2版)(下册)课后习题-拉普拉斯变换(圣才出品)
第9章拉普拉斯变换习题9.1 对下列每个积分，给出保证积分收敛的实参数σ的值：解：（a）因可见，要使积分收敛，当t→∞时，需满足5＋σ＞0，即σ＞－5，此时积分为。
（b）此题中的被积函数与（a）相同，只是积分区间不同。
利用（a）中的积分过程可见，要使积分收敛，当t→∞时，需满足5＋σ＜0，即σ＜－5。
σ＜－5即为实数σ的取值范围。
（c）与（b）相似。
由于积分是在一个有限的区间[－5，5]上进行的，所以无论σ取何实值，积分均收敛，即实数盯的取值范围为－∞＜1＜∞。
（d）与（b）相似。
要使积分收敛，当t→∞时，应有5＋σ＞0，即t＞－5；且当t→－∞时，又应有5＋σ＜0，即σ＜－5。
综合以上分析可知，无论σ取何值，该积分都不收敛。
（e）此积分可化为以上第一个积分要收敛，需满足σ＞－5。
对于第二个积分，由于可见要使其收敛，需满足σ＜5。
综上所述，当－5＜σ＜5时，积分收敛。
（f）此积分可化为由（e）中分析可知，当实数σ＜5时，积分收敛。
9.2 考虑信号x（t）＝e-5t u（t－1）其拉普拉斯变换记为X（s），（a）利用式（9.3）求X（s），并给出它的收敛域。
（b）确定有限数A和t0，以使g（t）＝Ae-5t u（-t－t0）的拉普拉斯变换G（s）与X （s）有相同的代数式。
对应于G（s）的收敛域是什么？解：（a）由拉普拉斯变换的定义得（b）由拉普拉斯变换的定义得要使G（s）收敛，当t→∞时，需满足，即，此时对比G（s）与X（s）的代数表达式可发现，要使两者相同，应有A＝－1，t0＝－1,G （s）的ROC为9.3 考虑信号x（t）＝e-5t u（t）＋e-βt u（t）其拉普拉斯变换记为X（s）。
若X（s）的收敛域是Re{s}＞-3，应在β的实部和虚部上施加什么限制？解：利用常用信号的拉普拉斯变换对可直接写出这里的β可为复数，也可为实数。
若β为复数，那么只有它的实部对X（s）的ROC有影响。
X（s）的ROC为Re{S}大于－5和Re{－β}中的大者。
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
信号与系统第二版课后答案西安交大奥本海姆
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)(下册)名校考研真题-采样(圣才出品)
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C．1 + 2
D． 12
【答案】C
【解析】由题意知，信号
x1 (t )
的最高频率为
1 2
，
x2 (t)
的最高频率为
2 2
。由傅里叶变
换性质和卷积定理可知：
x(t)
=
x1(t
+1)x2 (t
+ 2
=
2
+
3 2
1
。其奈
奎斯特采样频率： s = 2m = 22 + 31 。
2．已知数字音乐的抽样频率是 44.1KHz，由此，我们可以推测，人的听力频率范围的 上限接近（ ）。[华南理工大学 2008 研]
A．10 KHz B．20 KHz C．40 KHz D．80 KHz 【答案】B
【解析】根据奈圭斯特抽样定理，抽样频率 fs 2 fm 可得。
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3．若信号
f
(t)
的奈奎斯特采样频率为
fs
，则信号
g (t )
=
f
(t)
f
t 2
的奈奎斯特采样频
率为（ ）。[北京邮电大学 2009 研]
A．
1 2
fs
B． fs
C．1.5 fs
D． 2 fs
【答案】C
C． 4π m
D． π m
【答案】A
【解析】根据时域和频域之间关系，可知若时域扩展，则频域压缩。所以若 f (t) 的频带
宽度为 m ，则信号
y(t) =
奥本海姆《信号与系统》(第2版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(下册)-通信系统(圣才出品)
第8章通信系统8.1 复习笔记几个基本概念：（1）调制：将某一个载有信息的信号嵌入另一个信号中的过程。
（2）解调：将载有信息的信号提取出来的过程。
（3）复用：将若干个彼此独立的信号，合并为一个可在同一信道上同时传输的复合信号的方法。
（4）幅度调制：正弦幅度调制和正弦频率调制。
（5）正弦幅度调制：一个复指数信号或正弦信号c(t)的振幅被载有信息的信号x(t)相乘。
信号x(t)称为调制信号，而信号c(t)称为载波信号，已调信号y(t)是这两个信号的乘积，即。
一、复指数与正弦幅度调制1．正弦幅度调制的两种常用的形式（1）载波信号c(t)为如下复指数：（2）载波信号是正弦的频率ωc都称为载波频率。
2．复指数载波的幅度调制选θc＝0，已调信号y(t)是。
（1）信号的傅里叶变换x(t)、y(t)和c(t)的傅里叶变换分别为X(jω)、Y(jω)和C(jω)。
已调输出y(t)的频谱是输入的谱，只是在频率轴上位移了一个等于载波频率ωc的量。
（2）解调将x(t)从已调信号y(t)中恢复出来，只要将y(t)乘以复指数，即在频域，这等于把已调信号的频谱在频率轴上往回挪到调制信号原先所在的频谱位置。
3．正弦载波的幅度调制取θc＝0，载波是正弦波。
（1）信号的傅里叶变换①载波信号的频谱②已调信号的频谱（2）解调只要就能从y(t)中恢复出x(t)；否则，这两个重复的频谱将会有重叠。
二、正弦幅度调制的解调1．同步解调同步解调是指解调器载波在相位上与调制器载波是同相的解调过程。
（1）解调器载波在相位上与调制器载波是同相假设，已调信号为原始信号可通过用y(t)来调制同样一个正弦载波并用一个低通滤波器把它恢复出来，即于是ω(t)由两项之和组成：一项是原始信号的一半，另一项则是用原始信号的一半去调制一个2ωc的正弦载波。
因此应该应用低通滤波器就相应于保留第一项，消除掉第二项。
（2）调制器和解调器在相位上不同步在复指数载波的情况下，用θc代表调制用载波的相位，用代表解调用载波的相位，即如果，那么ω(t)将有一个复振幅因子。
信号与系统奥本海姆第二版答案
第1章信号与系统1.1复习笔记1，连续时间和离散时间信号1个连续时间信号和离散时间信号（1）连续时间信号（图1-1（a））①定义连续时间信号是指自变量是连续变量的信号，并且该信号是在自变量的连续值上定义的。
②代表自变量由T表示，表示连续时间。
连续时间信号表示为X（T）。
（2）离散时间信号（图1-1（b））①定义离散时间信号的自变量仅在一组离散值中选择，并且仅在离散时间点定义信号。
②代表自变量由N表示，N表示离散时间。
离散时间信号表示为x [n]。
说明：hwocrtemp_ ROC60图1-1信号的图形表示（a）连续的时间表示；（b）离散时间信号2.信号能量和功率（1）有限间隔内信号的总能量和功率①描述中的连续时间信号x（T）：hwocrtemp_ roc120中的总能量说明：hwocrtemp_ ROC130哪里x |是X的模块（可能是复数）。
通过将上述公式除以长度t2-t1，可以获得平均功率。
②描述中的离散时间信号x [n]：hwocrtemp_ roc140中的总能量说明：hwocrtemp_ ROC150将其除以interval_中的点数即可。
Roc160获得该范围内的平均功率。
（2）无限间隔内信号的总能量和功率①无限时间连续时间信号的总能量x（T）说明：hwocrtemp_ ROC180无限时间连续时间信号x（T）的平均功率说明：hwocrtemp_ ROC220②无限时间中离散时间信号x [n]的总能量说明：hwocrtemp_ ROC190无限时间间隔内离散时间信号x [n]的平均功率说明：hwocrtemp_ ROC230（3）根据信号能量和功率的限制进行分类①该信号的总能量有限，即：hwocrtemp_ Roc240，该信号的平均功率为零。
②如果平均功率P∞是有限的，则其能量是无限的。
③具有无限大的P∞和E∞的信号。
2，自变量的变换基本转型（1）时移①X（t-t0）表示具有延迟|的X（T）。
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第7章采样
7.1复习笔记
一、用信号样本表示连续时间信号：采样定理
1．冲激串采样
（1）冲激串采样的定义
冲激串采样是指用一个周期冲激串p(t)去乘待采样的连续时间信号x(t)。
该周期冲激串p(t)称为采样函数，周期T称为采样周期，而p(t)的基波频率ω＝2π/T 称为采样频率。
（2）采样过程（图7-1）
在时域中有
其中
即
由相乘性质
有
因为信号与一个单位冲激函数的卷积就是该信号的移位，于是有
即X p(jω)是频率ω的周期函数，它由一组移位的X(jω)的叠加组成，但在幅度上标以1/T 的变化。
图7-1冲激串采样
（3）采样定理
设x(t)是某一个带限信号，在|ω|＞ωM时，X(jω)＝0。
如果ωs＞2ωM，其中ωs＝2π/T，那么x(t)唯一地由其样本x(nT)，n＝0，±1，±2，…所确定。
已知这些样本值，重建x(t)的办法：产生一个周期冲激串，其冲激幅度就是这些依次而
来的样本值；然后将该冲激串通过一个增益为T，截止频率大于ωM而小于的理想低通滤波器，该滤波器的输出就是x(t)。
频率2ωM称为奈奎斯特率。
2．零阶保持采样
（1）零阶保持的含义（图7-2）
在一个给定的瞬时对x(t)采样并保持这一样本值，直到下一个样本被采到为止。
图7-2利用零阶保持采样
（2）零阶保持采样的过程
零阶保持的输出x0(t)在原理上可以用冲激串采样，再紧跟着一个线性时不变系统（该系统具有矩形的单位冲激响应）来得到。
①用一个单位冲激响应为h r(t)，频率响应为H r(jω)的线性时不变系统来处理x0(t)。
②给出一个H r(jω)，以使r(t)＝x(t)。
这就要求
若H的截止频率等于ωs/2，则紧跟在一个零阶保持系统后面的重建滤波器的理想模和相位特性如图7-4所示。
零阶保持输出本身就被认为是一种对原始信号的充分近似，用不着附加任何低通滤波。
图7-3作为冲激串采样，再紧跟一个具有矩形单位
冲激响应的线性时不变系统的零阶保持
图7-4为零阶保持采样重建信号的重建滤波器的模和相位特性
二、利用内插由样本重建信号
内插是指用一连续信号对一组样本值的拟合。
1．零阶保持
2．线性内插（一阶保持）
（1）线性内插是将相邻的样本点用直线直接连起来。
（2）利用理想低通滤波器的单位冲激响应的内插（即带限内插）：
①输出x 0(t)为时
上式体现了在样本点x(nT)之间如何拟合成一条连续曲线，因此代表了一种内插公式。
②对于理想低通滤波器H(jω)，h(t)为
所以有
按照上式在ωc＝ωs／2时的重建过程如图7-5所示。
图7-5利用sinc函数的理想带限内插
（a）带限信号x(t)；
（b）x(t)的样本冲激串；
（c）用x r的sinc函数的叠加取代冲激串的理想带限内插。
3．高阶保持
三、欠采样的效果：混叠现象
混叠是指采样后信号的频谱发生重叠导致失真的现象。
即当ωs＜2ωM时，x(t)的频谱X(jω)不在X0(jω)中重复，因此利用低通滤波不能把x(t)从采样信号中恢复出来，这时单项发生重叠，被重建的信号x r(t)不等于x(t)。
四、连续时间信号的离散时间处理
1．对连续时间信号的处理方法（图7-6）
图7-6连续时间信号的离散时间处理
（1）连续时间信号x c(t)可以完全用一串瞬时样本值x c(nT)来表示：
x d[n]＝x c(nT)
（2）把从连续时间到离散时间的变换表示成一个周期采样的过程，再紧跟着一个把冲激串映射为一个序列的环节。
图7-7用一个周期冲激串采样，再跟着一个到离散时间序列的转换。
（a）整个系统；
（b）两种采样率的x p(t)，虚线包络代表x c(t)；
（c）两种不同采样率的输出序列。
①第一步代表一个采样过程，冲激串x p(t)是一个冲激序列，各冲激的幅度与x c(t)的样本值相对应，而在时间间隔上等于采样周期T。
②在从冲激串到离散时间序列的转换中，得到x d[n]；这是以x c(t)的样本值为序列值的同一序列，但是其单位间隔采用新的自变量n。
实际上从样本的冲激串到样本的离散时间序列的转换可认为是一个时间的归一化过程。