信号与线性系统分析吴大正_第四版习题答案第四章
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第四章习题 求下列周期信号的基波角频率Ω和周期T 。
(1)t j e 100 (2))]3(2cos[-t π
(3))4sin()2cos(t t + (4))5cos()3cos()2cos(t t t πππ++
(5))4sin()2cos(t t ππ+ (6))5cos()3cos()2cos(t t t π
ππ++ 用直接计算傅里叶系数的方法,求图4-15所示周期函数的傅里叶系数(三角形式或指数形式)。
图4-15
利用奇偶性判断图4-18示各周期信号的傅里叶系数中所含有的频率分量。
图4-18
4-11 某1Ω电阻两端的电压)(t u 如图4-19所示,
(1)求)(t u 的三角形式傅里叶系数。
(2)利用(1)的结果和1)2
1(=u ,求下列无穷级数之和
(3)求1Ω电阻上的平均功率和电压有效值。
(4)利用(3)的结果求下列无穷级数之和
图4-19
根据傅里叶变换对称性求下列函数的傅里叶变换
(1)∞<<-∞--=t t t t f ,)2()]2(2sin[)(ππ (2)∞<<-∞+=t t
t f ,2)(22αα (3)∞<<-∞⎥⎦⎤⎢⎣⎡=t t t t f ,2)2sin()(2
ππ
求下列信号的傅里叶变换
(1))2()(-=-t e t f jt δ (2))1(')()1(3-=--t e t f t δ
(3))9sgn()(2-=t t f (4))1()(2+=-t e t f t ε
(5))12()(-=t t f ε
试用时域微积分性质,求图4-23示信号的频谱。
图4-23
若已知)(j ])([ωF t f F =,试求下列函数的频谱:
(1))2(t tf (3)dt
t df t
)( (5))-1(t)-(1t f (8))2-3(t f e jt (9)t dt t df π1*)( 求下列函数的傅里叶变换
(1)⎩
⎨⎧><=000,1,)(j ωωωωωF (3))(3cos 2)(j ωω=F
(5)ωωωω1)(2n -20sin 2)(j +=∑=j n e F
试用下列方式求图4-25示信号的频谱函数
(1)利用延时和线性性质(门函数的频谱可利用已知结果)。
(2)利用时域的积分定理。
(3)将)(t f 看作门函数)(2t g 与冲激函数)2(+t δ、)2(-t δ的卷积之和。
图4-25
试求图4-27示周期信号的频谱函数。图(b )中冲激函数的强度均为1。
图4-27
如图4-29所示信号)(t f 的频谱为)(ωj F ,求下列各值[不必求出)(ωj F ]
(1)0|)()0(==ωωj F F (2)ωωd j F ⎰∞
∞-)(
(3)ωωd j F 2
)(⎰∞∞-
图4-29
利用能量等式
计算下列积分的值。
(1)dt t t 2])sin([⎰∞∞- (2)⎰∞∞-+22)1(x dx 一周期为T 的周期信号)(t f ,已知其指数形式的傅里叶系数为n F ,求下列周期信号的傅里叶系数
(1))()(01t t f t f -= (2))()(2t f t f -=
(3)dt
t df t f )()(3= (4)0),()(4>=a at f t f 求图4-30示电路中,输出电压电路中,输出电压)(2t u 对输入电流)(t i S 的频率响应)
()()(2ωωωj I j U j H S =,为了能无失真的传输,试确定R 1、R 2的值。 图4-30
某LTI 系统,其输入为)(t f ,输出为
式中a 为常数,且已知)()(ωj S t s ↔,求该系统的频率响应)(ωj H 。
某LTI 系统的频率响应ω
ωωj j j H +-=
22)(,若系统输入)2cos()(t t f =,求该系统的输出)(t y 。
一理想低通滤波器的频率响应
一个LTI 系统的频率响应 若输入)5cos()3sin()(t t t t f =,求该系统的输出)(t y 。 如图4-35的系统,其输出是输入的平方,即)()(2t f t y =(设)(t f 为实函数)。该系统是线性的吗?
(1)如t
t t f sin )(=
,求)(t y 的频谱函数(或画出频谱图)。 (2)如)2cos(cos 21)1(t t f ++=,求)(t y 的频谱函数(或画出频谱图)。
如
图4-42(a)的系统,带通滤波器的频率响应如图(b)所示,其相频特性0)(=ωϕ,若输入
求输出信号)(t y 。
图4-42
有限频带信号)(t f 的最高频率为100Hz ,若对下列信号进行时域取样,求最小取样频率s f 。
(1))3(t f (2))(2t f
(3))2(*)(t f t f (4))()(2t f t f +
有限频带信号)4cos()2cos(25)(11t f t f t f ππ++=,其中kHz f 11=,求Hz f s 800=的冲激函数序列)(t T δ进行取样(请注意1f f s <)。
(1)画出)(t f 及取样信号)(t f s 在频率区间(-2kHz ,2kHz )的频谱图。
(2)若将取样信号)(t f s 输入到截止频率Hz f c 500=,幅度为的理想低通滤
波器,即其频率响应
画出滤波器的输出信号的频谱,并求出输出信号)(t y 。
图4-47
图4-48