《数字信号处理》第三版课后习题答案

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时间:2018-09-04

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1、数字信号处理课后答案1.2教材第一章习题解答1.用单位脉冲序列及其加权和表示题1图所示的序列。解:2.给定信号:(1)画出序列的波形,标上各序列的值;(2)试用延迟单位脉冲序列及其加权和表示序列;(3)令,试画出波形;(4)令,试画出波形;(5)令,试画出波形。解:(1)x(n)的波形如题2解图(一)所示。(2)(3)的波形是x(n)的波形右移2位,在乘以2,画出图形如题2解图(二)所示。(4)的波形是x(n)的波形左移2位,在乘以2,画出图形如题2解图(三)所示。44(5)画时,先画x(-n)的波形,然后再右移2位,波形如题2解图(四)所示。3.判断下面的序列是否是周期的,若

2、是周期的,确定其周期。(1),A是常数;(2)。解:(1),这是有理数,因此是周期序列,周期是T=14;(2),这是无理数,因此是非周期序列。5.设系统分别用下面的差分方程描述,与分别表示系统输入和输出,判断系统是否是线性非时变的。(1);(3),为整常数;(5);(7)。解:(1)令:输入为,输出为故该系统是时不变系统。44故该系统是线性系统。(3)这是一个延时器,延时器是一个线性时不变系统,下面予以证明。令输入为,输出为,因为故延时器是一个时不变系统。又因为故延时器是线性系统。(5)令:输入为,输出为,因为故系统是时不变系统。又因为因此系统是非线性系统。(7)令:输入为,输

3、出为,因为故该系统是时变系统。又因为44故系统是线性系统。6.给定下述系统的差分方程,试判断系统是否是因果稳定系统,并说明理由。(1);(3);(5)。解:(1)只要,该系统就是因果系统,因为输出只与n时刻的和n时刻以前的输入有关。如果,则,因此系统是稳定系统。(3)如果,,因此系统是稳定的。系统是非因果的,因为输出还和x(n)的将来值有关.(5)系统是因果系统,因为系统的输出不取决于x(n)的未来值。如果,则,因此系统是稳定的。7.设线性时不变系统的单位脉冲响应和输入序列如题7图所示,要求画出输出输出的波形。解:解法(1):采用图解法44图解法的过程如题7解图所示。解法(2)

4、:采用解析法。按照题7图写出x(n)和h(n)的表达式:因为所以将x(n)的表达式代入上式,得到8.设线性时不变系统的单位取样响应和输入分别有以下三种情况,分别求出输出。(1);(2);(3)。解:(1)先确定求和域,由和确定对于m的非零区间如下:根据非零区间,将n分成四种情况求解:①44②③④最后结果为y(n)的波形如题8解图(一)所示。(2)y(n)的波形如题8解图(二)所示.(3)y(n)对于m的非零区间为。①②③最后写成统一表达式:11.设系统由下面差分方程描述:44;设系统是因果的,利用递推法求系统的单位取样响应。解:令:归纳起来,结果为12.有一连续信号式中,(1)

5、求出的周期。(2)用采样间隔对进行采样,试写出采样信号的表达式。(3)画出对应的时域离散信号(序列)的波形,并求出的周期。————第二章————教材第二章习题解答1.设和分别是和的傅里叶变换,44试求下面序列的傅里叶变换:(1);(2);(3);(4)。解:(1)令,则(2)(3)令,则(4)证明:令k=n-m,则442.已知求的傅里叶反变换。解:3.线性时不变系统的频率响应(传输函数)如果单位脉冲响应为实序列,试证明输入的稳态响应为。解:假设输入信号,系统单位脉冲相应为h(n),系统输出为上式说明,当输入信号为复指数序列时,输出序列仍是复指数序列,且频率相同,但幅度和相位决定

6、于网络传输函数,利用该性质解此题。上式中是w的偶函数,相位函数是w的奇函数,444.设将以4为周期进行周期延拓,形成周期序列,画出和的波形,求出的离散傅里叶级数和傅里叶变换。解:画出x(n)和的波形如题4解图所示。,以4为周期,或者,以4为周期5.设如图所示的序列的FT用表示,不直接求出,完成下列运算:(1);(2);44(5)解:(1)(2)(5)6.试求如下序列的傅里叶变换:(2);(3)解:(2)(3)7.设:(1)是实偶函数,(2)是实奇函数,分别分析推导以上两种假设下,的傅里叶变换性质。解:令44(1)x(n)是实、偶函数,两边取共轭,得到因此上式说明x(n)是实序列

7、,具有共轭对称性质。由于x(n)是偶函数,x(n)sinwn是奇函数,那么因此该式说明是实函数,且是w的偶函数。总结以上x(n)是实、偶函数时,对应的傅里叶变换是实、偶函数。(2)x(n)是实、奇函数。上面已推出,由于x(n)是实序列,具有共轭对称性质,即由于x(n)是奇函数,上式中是奇函数,那么因此44这说明是纯虚数,且是w的奇函数。10.若序列是实因果序列,其傅里叶变换的实部如下式:求序列及其傅里叶变换。解:12.设系统的单位取样响应,输入序列为,完成下面各题:(1)求出系统输出序列;(

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