信号与系统复习题
1. 1/2 。〔解题思路:冲激函数偶函数和尺度变换的性质及冲激函数的定义
2.已知信号,则。〔解题思路:冲激函数和阶跃函数的特点和性质
3.。〔解题思路:冲激函数卷积积分的性质
4.已知,则。〔解题思路:傅里叶变换时移的性质
5.已知信号的频谱函数为,则该信号时域表达式为。〔解题思路:矩形脉冲的傅里叶变换
6.无失真传输系统的时域特性的数学表达式为,频域特性的数学表达式为。〔解题思路:无失真传输系统的定义
7.信号的周期T= 2 s。〔解题思路:P18 1-2
8.信号的周期N= 4 。〔解题思路: ,,周期
9.信号的偶分量 0.5 。〔解题思路:
10.已知某系统的冲激响应如下图所示,则该系统的阶跃响应为。〔解题思路:
11.已知某系统的阶跃响应如题11图所示,则该系统的冲激响应为 。〔解题思路:
12. 若的波形如题12图所示,试画出的波形。
题12图
解:将改写为,先反转,再展宽,最后左移2,即得,如答12题所示。
答12题
13.一个离散时间信号如下图所示,试画出的图形。〔请记住:对离散信号不能写成如下表达式:
解:包含翻转、抽取和位移运算,可按先左移2再抽取,最后翻转的顺序处理,即得,如答3-1图所示。
14.试求微分方程所描述的连续时间LTI系统的冲激响应。
解:微分方程的特征根为:
由于,故设。
余弦函数的傅里叶变换公式将其带入微分方程,
可得
故系统的冲激响应为
15. 求题15图所示系统的单位脉冲响应h [k]。其中h1[k] =2ku[k],h2[k] =δ[k-1] ,h3[k] = 3ku[k],h4[k] = u[k]。
题15图
解:子系统h2[k]与h3[k] 级联,h1[k]支路、全通支路与h2[k] h3[k] 级联支路并联,再与h4[k]级联。
全通支路满足
全通离散系统的单位脉冲响应为单位脉冲序列δ [k]
16.已知信号在频域的最高角频率为,若对信号进行时域抽样,试求其频谱不产生混叠的最大抽样间隔。
解:由于
故信号的最高角频率为,频谱不产生混叠的最小抽样角频率为
即最大抽样间隔
17.最高角频率为,对取样,求其频谱不混迭的最大间隔。
解:信号的最高角频率为,根据傅立叶变换的展缩特性可得信号的最高角频率为,信号的最高角频率为。根据傅立叶变换的乘积特性,两信号时域相乘,其频谱为该两信号频谱的卷积,故的最高角频率为
根据时域抽样定理可知,对信号取样时,其频谱不混迭的最大抽样间隔为
18.已知连续周期信号的频谱如题18图所示,试写出信号的时域函数表示式。
题18图
解:由图可知,
19. 已知某连续时间LTI系统的输入激励为,零状态响应为。求该系统的频率响应和单位冲激响应。
解:对和分别进行Fourier变换,得
故得
20. 已知一连续时间系统的单位冲激响应,输入信号时,试求该系统的稳态响应。
解:系统的频响特性为
利用余弦信号作用在系统上,其零状态响应的特点,即
由系统的频响特性知,,可以求出信号,作用在系统上的稳态响应为
21.已知一连续时间LTI系统的零状态响应为,激励信号为,试求:<1>该系统的系统函数H<s>,并判断系统是否稳定;<2> 写出描述系统的微分方程;<3> 画出系统的直接型模拟框图。
解:零状态响应和激励信号的拉氏变换分别为
根据系统函数的定义,可得
①
该系统的极点为p1= -1, p1= -2系统的极点位于s左半平面,故该系统稳定。
<2>由①式可得系统微分方程的s域表达式
两边进行拉氏反变换,可得描述系统的微分方程为
<4> >将系统函数表示成s的负幂形式,得
其模拟框图如下所示。
22. 描述某因果连续时间LTI系统的微分方程为。已知,。由s域求解:<1> 零输入响应,零状态响应和全响应;<2> 系统函数,并判断系统是否稳定;<3> 若,重求、、。
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