信号与系统课后习题参考答案
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3-1 求图3-1所示对称周期矩形信号的傅利叶级数(三角形式和指数形式)。
图3-1解 由图3-1可知,)(t f 为奇函数,因而00==a a n2112011201)cos(2)sin(242,)sin()(4T T T n t n T n Edt t n E T T dt t n t f T b ωωωπωω-====⎰⎰所以,三角形式的傅利叶级数(FS )为T t t t E t f πωωωωπ2,)5sin(51)3sin(31)sin(2)(1111=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++=指数形式的傅利叶级数(FS )的系数为⎪⎩⎪⎨⎧±±=-±±==-= ,3,1,0,,4,2,0,021n n jE n jb F n n π所以,指数形式的傅利叶级数为T e jE e jE e jE e jE t f t j t j t j t j πωππππωωωω2,33)(11111=++-+-=--3-2 周期矩形信号如图3-2所示。
若:图3-22τT-2τ-重复频率kHz f 5= 脉宽 s μτ20=幅度 V E 10=求直流分量大小以及基波、二次和三次谐波的有效值。
解 对于图3-2所示的周期矩形信号,其指数形式的傅利叶级数(FS )的系数⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛====⎰⎰--22sin 12,)(1112212211τωττωππωττωωn Sa T E n n E dt Ee T T dt e t f T F tjn TT t jn n则的指数形式的傅利叶级数(FS )为∑∑∞-∞=∞-∞=⎪⎭⎫ ⎝⎛==n tjn n tjn n e n Sa TE eF t f 112)(1ωωτωτ其直流分量为TE n Sa T EF n ττωτ=⎪⎭⎫ ⎝⎛=→2lim100 基波分量的幅度为⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=+-2sin 2111τωπEF F 二次谐波分量的幅度为⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=+-22sin 122τωπEF F 三次谐波分量的幅度为⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=+-23sin 32133τωπE F F 由所给参数kHz f 5=可得s T s rad 441102,/10-⨯==πω将各参数的值代入,可得直流分量大小为V 110210201046=⨯⨯⨯--基波的有效值为())(39.118sin 210101010sin 210264V ≈=⨯⨯⨯- πππ二次谐波分量的有效值为())(32.136sin 251010102sin 21064V ≈=⨯⨯⨯- πππ三次谐波分量的有效值为())(21.1524sin 32101010103sin 2310264V ≈=⨯⨯⨯⨯- πππ3-3 若周期矩形信号)(1t f 和)(2t f 的波形如图3-2所示,)(1t f 的参数为s μτ5.0=,s T μ1= ,V E 1=; )(2t f 的参数为s μτ5.1=,s T μ3= ,V E 3=,分别求:(1))(1t f 的谱线间隔和带宽(第一零点位置),频率单位以kHz 表示; (2))(2t f 的谱线间隔和带宽; (3))(1t f 与)(2t f 的基波幅度之比; (4))(1t f 基波与)(2t f 三次谐波幅度之比。
第八章习题8.1 图示一反馈系统,写出其状态方程和输出方程。
解由图写出频域中输入、输出函数间的关系⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+=)(11)()3(3)(sYssEsssY把此式加以整理可得)(334)1(3)(23sEsssssY++++=故系统的转移函数为334)1(3)(23++++=sssssH根据转移函数,可以用相变量直接写出状态方程和输出方程分别为exxxxxx⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡143311'''321321[]⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=32133xxxy8.2 写出下图所示三回路二阶系统的状态方程。
解:第一步,选取状态变量。
由于两个储能元件都是独立的,所以选电感电流为状态变量1x,电容电压为另一状态变量2x,如图所示。
第二步,分别写包含有电感电压的回路电压方程和包含有电容电流的节点电流方程。
根据第二个回路的回路方程,并代入元件参数,则有112122'ixxx+--=312'21ixx-=第三步,上两式中1i和3i不是状态变量,要把它们表为状态变量。
由第一个回路有1124xie-=,即112141xei+=由第三个回路有323ix=,即2331xi=把1i和3i分别代入第二步中两式,并经整理,最后得所求状态方程为exxx21'211+--=212322'xxx-=或记成矩阵形式8.3 图示一小信号谐振放大器的等效电路,这里的激励函数)(t e是一压控电流源,输出电压)(t y由耦合电路的电阻L R上取得。
要求写出此电路的状态方程和输出方程。
解:第一步,选状态变量。
因为电感电流和电容电压等三个变量都是独立的,所以选回路电感L中的电流1x、回路电容C上的电压2x、耦合电容c C上的电压3x为状态变量。
第二步,分别写回路方程或节点方程。
由RLC回路有211'xRxLx=+eixxCCx rc-=+++132''RL c i x C ='3第三步,消去非状态变量。
习 题 一 第一章习题解答基本练习题1-1 解 (a) 基频 =0f GCD (15,6)=3 Hz 。
因此,公共周期3110==f T s 。
(b) )30cos 10(cos 5.0)20cos()10cos()(t t t t t f ππππ+==基频 =0f GCD (5, 15)=5 Hz 。
因此,公共周期5110==f T s 。
(c) 由于两个分量的频率1ω=10π rad/s 、1ω=20 rad/s 的比值是无理数,因此无法找出公共周期。
所以是非周期的。
(d) 两个分量是同频率的,基频 =0f 1/π Hz 。
因此,公共周期π==01f T s 。
1-2 解 (a) 波形如图1-2(a)所示。
显然是功率信号。
t d t f TP T TT ⎰-∞→=2)(21lim16163611lim 22110=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=⎰⎰⎰∞→t d t d t d T T T W(b) 波形如图1.2(b)所示。
显然是能量信号。
3716112=⨯+⨯=E J (c) 能量信号 1.0101)(lim101025=-===⎰⎰∞∞---∞→T t ttT e dt edt eE J(d) 功率信号,显然有 1=P W1-3 解 周期T=7 ,一个周期的能量为 5624316=⨯+⨯=E J 信号的功率为 8756===T E P W 1-5 解 (a) )(4)2()23(2t tt δδ=+; (b) )5.2(5.0)5.2(5.0)25(5.733-=-=----t e t e t et tδδδ(c) )2(23)2()3sin()2()32sin(πδπδπππδπ+-=++-=++t t t t 题解图1-2(a) 21题解图1-2(b) 21(d) )3()3()(1)2(-=----t e t t et δδε。
1-6 解 (a) 5)3()94()3()4(2-=+-=+-⎰⎰∞∞-∞∞-dt t dt t t δδ(b) 0)4()4(632=+-⎰-dt t t δ(c) 2)]2(2)4(10[)]42(2)4()[6(63632=+++-=+++-⎰⎰--dt t t dt t t t δδδδ(d)3)3(3)(3sin )(1010=⋅=⎰⎰∞-∞-dt t Sa t dt ttt δδ。
信号与系统课后习题参考答案1试分别指出以下波形就是属于哪种信号?题图1-11-2试写出题1-1图中信号得函数表达式。
1-3已知信号与波形如题图1-3中所⽰,试作出下列各信号得波形图,并加以标注。
题图1-3⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼1-4已知信号与波形如题图1-4中所⽰,试作出下列各信号得波形图,并加以标注。
题图1-4⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼1-5已知信号得波形如题图1-5所⽰,试作出信号得波形图,并加以标注。
题图1-51-6试画出下列信号得波形图:⑴⑵⑶⑷1-7试画出下列信号得波形图:⑴⑵⑶⑷⑸⑹1-8试求出以下复变函数得模与幅⾓,并画出模与幅⾓得波形图。
⑴⑵⑶⑷1-9已知信号,求出下列信号,并画出它们得波形图。
1-10试作出下列波形得奇分量、偶分量与⾮零区间上得平均分量与交流分量。
题图1-101-11试求下列积分:⑴⑵⑶⑷⑸⑹1-12试求下列积分:⑴⑵⑴(均为常数)⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻1-14如题图1-14中已知⼀线性时不变系统当输⼊为时,响应为。
试做出当输⼊为时,响应得波形图。
题图1-14 1-15已知系统得信号流图如下,试写出各⾃系统得输⼊输出⽅程。
题图1-151-16已知系统⽅程如下,试分别画出她们得系统模拟框图。
⑴⑵⑶1-17已知⼀线性时不变系统⽆起始储能,当输⼊信号时,响应,试求出输⼊分别为与时得系统响应。
第⼆章习题2-1试计算下列各对信号得卷积积分:。
⑴(对与两种情况)⑵⑶⑷⑸⑹2-2试计算下列各对信号得卷积与:。
⑴(对与两种情况)⑵⑶⑷⑸⑹2-3试计算下图中各对信号得卷积积分:,并作出结果得图形。
题图2-32-4试计算下图中各对信号得卷积与:,并作出结果得图形。
题图2-42-5已知,试求:⑴⑵⑶2-7系统如题图2-7所⽰,试求系统得单位冲激响应。
已知其中各⼦系统得单位冲激响应分别为:题图2-72-8设已知LTI 系统得单位冲激响应,试求在激励作⽤下得零状态响应。
2-9⼀LTI 系统如题图2-9所⽰,由三个因果LTI ⼦系统级联⽽成,且已知系统得单位样值响应如图中。
信号与系统课后习题答案《低频电⼦线路》⼀、单选题(每题2分,共28分:双号做双号题,单号做单号题)1.若给PN结两端加正向电压时,空间电荷区将()A变窄B基本不变C变宽D⽆法确定2.设⼆极管的端电压为 U,则⼆极管的电流与电压之间是()A正⽐例关系B对数关系C指数关系D⽆关系3.稳压管的稳压区是其⼯作()A正向导通B反向截⽌C反向击穿D反向导通4.当晶体管⼯作在饱和区时,发射结电压和集电结电压应为 ( ) A前者反偏,后者也反偏B前者反偏,后者正偏C前者正偏,后者反偏D前者正偏,后者也正偏5.在本征半导体中加⼊何种元素可形成N型半导体。
()A五价B四价C三价D六价6.加⼊何种元素可形成P 型半导体。
()A五价B四价C三价D六价7.当温度升⾼时,⼆极管的反向饱和电流将()。
A 增⼤B 不变C 减⼩ D不受温度影响8. 稳压⼆极管两端的电压必须()它的稳压值Uz 才有导通电流,否则处于截⽌状态。
A 等于 B ⼤于 C ⼩于 D与Uz ⽆关9. ⽤直流电压表测得放⼤电路中某三极管各极电位分别是2V 、6V 、2.7V ,则三个电极分别是() A (B 、C 、E ) B (C 、B 、E ) C (E 、C 、B ) D(B 、C 、E )10. 三极管的反向电流I CBO 是由()形成的。
A 多数载流⼦的扩散运动 B 少数载流⼦的漂移运动 C 多数载流⼦的漂移运动D少数载流⼦的扩散运动11. 晶体三极管⼯作在饱和状态时,集电极电流Ci 将()。
A 随B i 增加⽽增加 B 随B i 增加⽽减少C 与Bi ⽆关,只决定于eR 和CEuD不变12. 理想⼆极管的正向电阻为( )A A.零 B.⽆穷⼤ C.约⼏千欧 D.约⼏⼗欧13. 放⼤器的输⼊电阻⾼,表明其放⼤微弱信号能⼒()。
A 强B 弱C ⼀般 D不⼀定14. 某两级放⼤电路,第⼀级电压放⼤倍数为5,第⼆级电压放⼤倍数为20,该放⼤电路的放⼤倍数为()。
信号与系统(程耕国)下册课后习题答案6.2 精选例题例 1 设一个LTI 离散系统的初始状态不为零,当激励为)()(1n u n f =时全响应为)(121)(1n u n y n ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛=,当激励为)()(2n u n f -=时全响应为)(121)(2n u n y n ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=。
(1)当系统的初始状态保持不变,且激励为)(4)(3n u n f =时,求系统的全响应)(3n y 。
(2)当系统的初始状态增加一倍,且激励为)2(4)(4-=n u n f 时,求系统的全响应)(4n y 。
(3)求该系统的单位序列响应)(n h 。
解:设系统的初始状态保持不变,当激励为)()(1n u n f =时系统的零输入响应和零状态响应分别为)(n y x 、)(n y f 。
依题意,有:)(121)()()(1n u n y n y n y n f x ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+= ○1根据LTI 系统的性质,当激励为)()(2n u n f -=时全响应为)(121)(()(2n u n y n y n y n f x ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=) ○2联立式○1、○2,可解得:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛=++++)(12121)()(2121(1111n u n y n u n y n n f n n x )同样,根据LTI 系统的基本性质,不难得到:(1)当系统的初始状态保持不变,且激励为)(4)(3n u n f =时,系统的全响应为:)(4)()(3n y n y n y f x +=)(121214)(21211111n u n u n n n n ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛=++++)(421321511n u n n ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛=++(2)当系统的初始状态增加一倍,且激励为)2(4)(4-=n u n f 时,系统的全响应为:)2(4)(2)(4-+=n y n y n y f x)2(121214)(21211111-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛=--++n u n u n n n n(3)由于)1()()(--=n u n u n δ,所以该系统的单位序列响应为:)1()()(--=n y n y n h f f)1(12121)(1212111-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛=++n u n u n n n n 例2 一个LTI 连续系统对激励)(sin )(t tu t f =的零状态响应)(t y f 如例2图所示,求该系统的冲激响应)(t h 。
1-1 分别判断图1-1所示各波形是连续时间信号还是离散时间信号,若是离散时间信号是否为数字信号?图1-1图1-2解 信号分类如下:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧--⎩⎨⎧--))(散(例见图数字:幅值、时间均离))(连续(例见图抽样:时间离散,幅值离散))(连续(例见图量化:幅值离散,时间))(续(例见图模拟:幅值、时间均连连续信号d 21c 21b 21a 21图1-1所示信号分别为 (a )连续信号(模拟信号); (b )连续(量化)信号; (c )离散信号,数字信号; (d )离散信号;(e )离散信号,数字信号; (f )离散信号,数字信号。
1-2 分别判断下列各函数式属于何种信号?(重复1-1题所示问) (1))sin(t e at ω-; (2)nT e -; (3))cos(πn ;(4)为任意值)(00)sin(ωωn ;(5)221⎪⎭⎫⎝⎛。
解由1-1题的分析可知: (1)连续信号; (2)离散信号;(3)离散信号,数字信号; (4)离散信号; (5)离散信号。
1-3 分别求下列各周期信号的周期T : (1))30t (cos )10t (cos -; (2)j10t e ;(3)2)]8t (5sin [;(4)[]为整数)(n )T nT t (u )nT t (u )1(0n n ∑∞=-----。
解 判断一个包含有多个不同频率分量的复合信号是否为一个周期信号,需要考察各分量信号的周期是否存在公倍数,若存在,则该复合信号的周期极为此公倍数;若不存在,则该复合信号为非周期信号。
(1)对于分量cos (10t )其周期5T 1π=;对于分量cos (30t ),其周期15T 2π=。
由于5π为21T T 、的最小公倍数,所以此信号的周期5T π=。
(2)由欧拉公式)t (jsin )t (cos e t j ωωω+= 即)10t (jsin )10t (cos e j10t +=得周期5102T ππ==。
1-4 分析过程:(1)例1-1的方法:()()()()23232f t f t f t f t →−→−→−− (2)方法二:()()()233323f t f t f t f t ⎡⎤⎛⎞→→−→−−⎜⎟⎢⎥⎝⎠⎣⎦(3)方法三:()()()()232f t f t f t f t →−→−+→−−⎡⎤⎣⎦ 解题过程:(1)方法一:方法二:(1)()−f at 左移0t :()()()000−+=−−≠−⎡⎤⎣⎦f a t t f at at f t at (2)()f at 右移0t :()()()000−=−≠−⎡⎤⎣⎦f a t t f at at f t at (3)()f at 左移0t a :()()000⎡⎤⎛⎞+=+≠−⎜⎟⎢⎥⎝⎠⎣⎦t f a t f at t f t at a (4)()f at 右移0t a :()()000⎡⎤⎛⎞−−=−+=−⎜⎟⎢⎥⎝⎠⎣⎦t f a t f at t f t at a 故(4)运算可以得到正确结果。
注:1-4、1-5题考察信号时域运算:1-4题说明采用不同的运算次序可以得到一致的结果;1-5题提醒所有的运算是针对自变量t 进行的。
如果先进行尺度变换或者反转变换,再进行移位变换,一定要注意移位量和移位的方向。
1-9 解题过程: (1)()()()2tf t eu t −=− (2)()()()232tt f t ee u t −−=+(3)()()()255ttf t e eu t −−=− (4)()()()()cos 1012tf t et u t u t π−=−−−⎡⎤⎣⎦1-12 解题过程:((((注:1-9、1-12题中的时域信号均为实因果信号,即()()()=f t f t u t 1-18 分析过程:任何信号均可分解为奇分量与偶分量之和的形式,即()()()()1e o f t f t f t =+其中,()e f t 为偶分量,()o f t 为奇分量,二者性质如下:()()()()()()23e e o o f t f t f t f t =−=−−()()13∼式联立得()()()12e f t f t f t =+−⎡⎤⎣⎦ ()()()12o f t f t f t =−−⎡⎤⎣⎦ 解题过程:(a-1) (a-2)(a-3)(a-4)f t为偶函数,故只有偶分量,为其本身(b) ()(c-1)(c-2)(c-3)(c-4)(d-1)(d-2)(d-3)(d-4)1-20 分析过程:本题为判断系统性质:线性、时不变性、因果性(1)线性(Linearity):基本含义为叠加性和均匀性即输入()1x t ,()2x t 得到的输出分别为()1y t ,()2y t ,()()11T x t y t =⎡⎤⎣⎦,()()22T x t y t =⎡⎤⎣⎦,则()()()()11221122T c x t c x t c y t c y t +=+⎡⎤⎣⎦(1c ,2c 为常数)。
《信号与系统》习题参考答案(1)2—1(1) 01()()()()(1)()ta at x t h t x u t d e d e u t aτττττ∞---∞*=⋅-==-⎰⎰ (2) 00()()(cos sin )()x t h t t d ωτωτδττ∞-∞*=+⋅-⎰0000(cos sin )()cos sin t t t d t t ωωδττωω∞-∞=+⋅-=+⎰(3) 当0t <时 ()()0x t h t *=当01t ≤<时 20()()(1)2tt x t h t d t ττ*=+=+⎰当12t ≤<时 13()()(1)2x t h t d ττ*=+=⎰ 当23t ≤<时 12213()()(1)22t x t h t d t t ττ-*=+=-++⎰ 当3t ≥时 ()()0x t h t *= (4) 当0t <时 ()()0x t h t *=当0t ≥时 01()()sin 2(1cos 2)2tx t h t d t ττ*==-⎰ (5) 22222(2)2(4)241()()(2)2t t t t t t t x t h t e d e d e ee ττττ-----*=-=-+⎰⎰ (6)()x t at b =+11212()()()()()(2)3363tt x t h t a b d a tb t a t a bττδ-*=+++*--=++⎰2—2(1) [][][][2](2)[2]x n h n nu n n n u n δ*=*-=--(2) 10[][](2)[](21)[]nin i x n h n u n u n +=*==-∑(3) 当0n ≥时 1111[][]2()()232i n in i x n h n --=-∞*==∑ 当0n <时 111[][]2()223n i n i n i x n h n --=-∞*==⋅∑ (4) 当0n <时 [][]0x n h n *=当0n ≥时 110[][]()[]n n nin ii x n h n u n βααββα++-=-*==-∑(5) 当07n ≤≤时 071[][](1)[1(1)]2in i n x n h n -=-*=-=--∑ 当70n -≤≤时 71[][](1)[(1)1]2ni n i x n h n -=-*=-=--∑ 2—3(1) 12()()[(1)(1)][(5)(5)]x t x t u t u t t t δδ*=+--*++- (6)(4)(4)(6)u t u t u t u t =++--+-- (2) 123()()()x t x t x t **{[(6)(4)][(4)(6)]}*[u t u t u t u t =+-++---11()()]22t t δδ++- ( 6.5)( 4.5)( 5.5)( 3.5)( 3.5)( 5.5)u t u t u t u t u t u t =+-+++-++--- ( 4.5)( 6.5)u t u t +---(3) 1311()()[(1)(1)][()()]22x t x t u t u t t t δδ*=+--*++- ( 1.5)(0.5)(0.5)( 1.5)u t u t u t u t =+--++-- 2—4 0(3)331()(3)1t k k t tk k y t eu t k e e e e∞-----=-∞=-∞=-=⋅=-∑∑311A e-=- 2—5(1) 当2t ≥时 ()()0x t h t *= 当20t -<<时 11()()2t x t h t d t τ+-*==+⎰当02t <<时 11()()2t x t h t d t τ-*==-⎰(2) 当01t <<时 1()()22(1)tx t h t d t τ*==-⎰ 当10t -<<时 01()()22(1)2t tx t h t d d t t t ττ+*=+=-++=+⎰⎰当21t -<<-时 11()()2t x t h t d t τ+-*==+⎰当 1t ≥ 或 2t <-时 ()()0x t h t *=此题也可利用性质,先对()x t 积分,对()h t 微分,'()()()y t x t dt h t =*⎰(3) 当0t <时 (1)1()()1t x t h t e dt +∞--*==⎰当0t ≥时 1(1)(1)11()()22t t t t t x t h t e dt e dt e ++∞-----+*=+=-⎰⎰(4) 当t π< 或 5t π>时 ()()0x t h t *= 当3t ππ<<时 0()()sin 1cos t x t h t d t πττ-*==+⎰当35t ππ<<时 23()()sin 1cos t x t h t d t ππττ-*==--⎰(5) 当01t <<时 2211()()222()22x t h t t t t *=-=--当12t <≤时 2231()()264[2()]22x t h t t t t *=-+-=---()()x t h t *是以2为周期的周期函数 2—7(1) 111[][1]()[]()[1]22nn h n Ah n u n A u n ---=--111()[()()][1]()22nn n A u n n δδ-=+--=12A =(2) 111[][][][1][][]h n h n Ah n h n h n n δ---*-*-=*11[][][1]2h n n n δδ-∴=-- (3) 11[][][]2[[][1]][]nx n h n h n u n u n h n --**=--* 2[]2[[][4]]2[[1][5]]nn x n u n u n u n u n -∴=------2—8(1) 0()3()y t y t =(2) 00()()(2)y t y t y t =-- (3) 0()(1)y t y t =- (4) 0()()y t y t =-(5) 0()()dy t y t dt=(6) 202()()d y t y t dt =2—9 12111[][]()[]()[1]222n n x n h n u n u n -*=-+--1()([][1])[]2nu n u n n δ=---=1221[][][][]([][])*[]y n x n h n h n x n h n h n =**=* []*([][])[][]n n n n n u n u n u n u n δαβαβ=+=+ 2—10(1) 341201[][]((0.5))[3]2(1())[3]2n nn n x n x n u n u n ++=*=+=-+∑ (2) 4123[][][]2(1(0.5))[3]([][1])n x n x n x n u n n n δδ+**=-+*-- 43312(1(0.5))[3]2(1(0.5))[2]()[3]2n n n u n u n u n +++=-+--+=+ (3) 23[][][3]([][1])[3][2][3]x n x n u n n n u n u n n δδδ*=+*--=+-+=+ 2—11(1) 12345[][]([][][])[]h n h n h n h n h n h n =*-*+ (2) 34[][][1]h n h n nu n *=- 234[][][](1)[][1][]h n h n h nn u n n u n u n -*=+--= 12345[][]([][][])[]h n h n h n h n h n h n =*-*+514()([][3])*[][]2nu n u n u n hn =--+ 4[]6[1]7[2][]4[3]5[]6[1]7[2]4[3]n n u n n n n n u n n δδδδδδδ=+-+-++-=+-+---(1)'()()(2)(2)()(2)tt y t e x d x t y t x t τττ---∞=--+-=-+-⎰(2)()(2)t h t eu t --=- (2)当1t ≤时 ()0y t =当14t <≤时 1(2)(1)2()1t t y t e d e ττ+----==-⎰当4t >时 1(2)(4)(1)2()t t t t y t e d e e ττ+-------==-⎰2—13(1)213()()()()(1)[()](1)[()](1)h t h t h t u t t t u t t u t δδδ**=*-*-=-*-=-- 1213()()()()()()(1)h t h t h t h t h t u t u t =+**=--(2)1(10)1(02)()3(23)0t t t y t t t +-<<⎧⎪<<⎪=⎨-<<⎪⎪⎩其余2—14(1)因果、稳定 (2)非因果、非稳定 (3)非因果、稳定 (4)非因果、稳定 (5)非因果、稳定 (6)因果、稳定 (7)因果、非稳定 2—15(1)因果、稳定 (2)非因果、稳定 (3)非因果、非稳定 (4)非因果、稳定 (5)因果、非稳定 (6)非因果、稳定 (7)因果、稳定 2—16(1)对 (2)对()h t dt ∞-∞=+∞⎰(3)错 例如单位冲激响应(1)t δ-是因果的,但LTI 系统的逆系统(1)t δ+不是因果的。
1试分别指出以下波形是属于哪种信号?题图1-11-2 试写出题1-1 图中信号的函数表达式。
1-3 已知信号x1(t)与x2(t)波形如题图1-3 中所示,试作出下列各信号的波形图,并加以标注。
题图1-3⑴x1(t2)⑵ x1(1 t)⑶ x1(2t 2)⑷ x2(t 3)⑸ x2(t 2) ⑹x2(1 2t)2⑺x1(t) x2( t)⑻x1(1 t)x2(t 1)⑼x1(2 t) x2(t 4)21- 4 已知信号x1(n)与x2 (n)波形如题图1-4中所示,试作出下列各信号的波形图,并加以标注。
题图1-4⑴x1(2n 1) ⑵ x1(4 n)⑶ x1(n)2⑷ x2 (2 n)⑸ x2(n 2) ⑹ x2(n 2) x2( n 1)⑺x1(n 2) x2(1 2n)⑻x1(1 n) x2(n 4)⑼ x1(n 1) x2(n 3)1- 5 已知信号x(5 2t )的波形如题图1-5 所示,试作出信号x(t)的波形图,并加以标注。
题图1-51- 6 试画出下列信号的波形图:1⑴ x(t) sin( t) sin(8 t)⑵ x(t) [1 sin( t )] sin(8 t)21⑶x(t) [1 sin( t)] sin(8 t)⑷ x(t) sin( 2t )1-7 试画出下列信号的波形图:⑴ x(t)1 e t u(t) ⑵ x(t) e t cos10 t[u(t 1) u(t 2)]⑶ x(t)(2 e t)u(t)⑷ x(t) e (t 1)u(t)⑸ x(t)u(t22 9) ⑹ x(t)(t2 4)1-8 试求出以下复变函数的模与幅角,并画出模与幅角的波形图1j2 ⑴ X (j ) (1 e j2)⑵ X( j1 e j4⑶ X (j ) 11 ee j ⑷ X( j )试作出下列波形的奇分量、偶分量和非零区间上的平均分量与交流分量。
题图 1-10形图。
题图 1-141-15 已知系统的信号流图如下,试写出各自系统的输入输出方程。
题图 1-151 )1(e j e j )1 j21-9 已知信号 x(t) sint[u(t) u(t)] ,求出下列信号,并画出它们的波形图。
⑴ x 1(t)d 2x(t) dt 2x(t) ⑵ x 2(t)tx( )d1-10 1-11 试求下列积分:x(t 0 t) (t)dt ⑵ (t t 0)u(t 2t 0)dt 1-12 1-13 e j t [ (t) (t 3 t2) 试求下列积分:⑴ x 1(t) ⑶ x 3(t)下列各式中, ⑴ y(t) ax(t)⑶ y(t)⑸ y(t)⑺ y(n)(t (t t 0)]dt ⑷ 1)dt(1 ( )d [u( )u(sint (t 2)dt(t 24)dt⑵ x 2 (t)1)]dt(1 ) ( )dx( )是系统的输入, y( )是系统的响应。
是判断各系统是否是线性的、时不变的和因果的。
b ( a 、b 均为常数)⑵ y(t) x(2t)⑷ y(t) x(t 1) x(1t2x( )d ⑹ y(n)nx(n)⑻ y(n) x(n)x(n 1)t)e x(t)1-14 如题图 1-14 中已知一线性时不变系统当输入为 x(t)时,响应为 y(t) 。
试做出当输入为 x 1(t) 时,响应 y 1(t) 的波1- 16 已知系统方程如下,试分别画出他们的系统模拟框图1-17 已知一线性时不变系统无起始储能,当输入信号 x(t) (t )时,响应 y(t) e t u(t) ,试求出输入分别为(t) 与 u(t) 时的系统响应⑴d 2y 2(t) 3dy(t)dt 2 dt2y(t) x(t)⑵d 2y 2(t) 3dy(t)dt 2 dt2y(t) dx(t) dt3x(t)⑶ y(n) 3 y(n 1) 2y(n 2) x(n)⑷ y(n) 3y( n 1) 2y(n2) 2x( n) 2x(n 1)第二章习题题图 2-3并作出他们的图形2-6 系统如题图 2-6 所示,试求系统的单位冲激响应h(t) 。
已知其中各子系统的单位冲激响应分别为: 题图 2-6⑴ x(t) ⑵ x(t) e t u(t) h(t) e tu(t) (对 1 h(t) e 3tu(t)与两种情况)⑶ x(t)u(t) u(t ) h(t) u(t) u(t )⑷ x(t) u(t ) u(t ) h(t) 22u(t) u(t)⑸ x(t) u(t) u(t ) h(t) u(t)u(t 2 )⑹ x(t)t[u(t) u(t 1)] h(t) u(t) u(t 2)2-2 试计算下列各对信号的卷积和: y(n) x(n) h(n)。
⑴ x(n) nu(n) h(n)nu(n)(对与两种情况)⑵ x(n) u(n) h(n) nu(n)⑶ x(n) R 5 (n) h(n) x(n)⑷ x(n) R 5 (n) h(n) x(n 1)⑸ x(n) nu( n) h(n) u(n)⑹ x(n)n1(2 n) h(n) (0.5)n 1u(n 1)2-1 试计算下列各对信号的卷积积分:y(t) x(t) h(t)y(t)x 1(t)2-3 试计算下图中各对信号的卷积积分: x 2(t) ,并作出结果的图形。
2-4 试计算下图中各对信号的卷积和:y(n) x 1 (n) x 2(n) ,并作出结果的图形。
题图 2-42-5 已知 x(t) u(t) u(t 1) ,试求:⑴ x 1(t) x(t) x(t)⑵ x 2(t) x(t) x(t1)⑶ x 3 (t) x(t)dx(t) dt2- 7 系统如题图2-7 所示,试求系统的单位冲激响应h(t) 。
已知其中各子系统的单位冲激响应分别为:题图2-72t t2-8 设已知LTI 系统的单位冲激响应h(t) e 2t u(t) ,试求在激励x(t) e t[u(t) u(t 2)] 作用下的零状态响应。
2- 9 一LTI 系统如题图2-9 所示,由三个因果LTI 子系统级联而成,且已知系统的单位样值响应如图中h(n) 。
若已知其中h2(n) u(n) u(n 2),试求h1(n) 。
题图2-92- 10 电路如题图2-10 中所示,试列出电路对应的输入输出时间方程。
题图2-102- 11 已知系统的微分方程和起始条件,试求系统的零输入响应。
⑴ y (t) 4y(t) 3y(t) x(t), y(0 ) 1, y(0 ) 1⑵ y (t) 4y(t) 4y(t) x(t), y(0 ) 1, y(0 ) 1⑶ y (t) 4y(t) 8y(t) x(t), y(0 ) 1, y(0 ) 22-12 已知系统的差分方程和起始条件,试求系统的零输入响应。
⑴ y(n)3y(n1)2y(n2)x(n),y(1)1, y( 2) 1⑵ y(n)4y(n1)4y(n2)x(n),y(1)1, y( 2) 1⑶ y(n)56 y(n1)16 y(n2)x(n),y(1)1, y( 2) 22-13 已知系统的微分方程,试求系统的单位冲激响应。
⑴ y (t)4y (t)3y(t)x(t)⑵ y (t)4y (t)3y(t)x (t) x(t)⑶ y (t)2y(t)x (t)x(t)2-14 已知系统的差分方程,试求系统的单位样值响应。
⑴ y(n) 3y(n 1) 2y(n 2) x(n)51⑵ y(n) y(n 1) y(n 2) x (n) 2 x (n 1) 662- 15 已知系统的微分方程和起始条件,试求系统的全响应,并指出零输入响应、零状态响应,自由响应和受迫响应⑴y (t) 5y(t) 4y(t) 2x(t), y(0 ) 1, y(0 ) 2,x(t) u(t)⑵y (t) 4y(t) 3y(t) x(t) 2x(t),2-16 已知系统的差分方程和起始条件,试求系统的全响应,并指出零输入响应、零状态响应,自由响应和受迫响应⑴ y(n) 3y(n 1) 2y(n 2) x(n), y( 1) 1, y( 2) 0, x(n) u(n)51⑵ y(n ) y(n 1) y(n 2) x (n) 2x(n 1),66第三章习题3- 1 周期性矩形信号的波形如题图3-1 所示,试将其展成三角形式和指数形式的傅里叶级数。
题图3-13- 2 周期性矩形信号的波形如题图3-2所示,已知脉冲幅度E=4v ,脉冲宽度τ =10μs,脉冲重复频率f1=25kHz 。
试将其展成三角形式和指数形式的傅里叶级数,并作出其单边和双边的振幅和相位频谱图。
题图3-23- 3 设周期性矩形信号x1(t)与x2(t)的波形如题图3-2所示,若x1(t)的参数为:τ =0.5μs,重复周期T=1μs,E=1v;x2(t) 的参数为:τ =1.5μs,重复周期T=3μs,E=3v ;试分别求:⑴ x1(t) 的谱线间隔和带宽;(频率以Hz 为单位)⑵x2(t)的谱线间隔和带宽;⑶ x1(t) 与x2(t) 的基波幅度之比;3- 4 周期性矩形信号的波形如题图3-1 所示,波形参数为:τ =5μs,T=10 μs,问能否从信号中选出以下频率分量的正弦信号:50kHz ,100kHz ,150kHz ,200kHz ,300kHz ,400kHz3- 5 设有一周期信号x(t),其复振幅为:dx(t)⑴ x(t)是实函数吗?⑵ x(t) 是偶函数吗?⑶ 是偶函数吗?dt3- 6 设x(t)是一基波频率为Ω的周期信号,其复振幅为A n ,试用A n 表示以下周期信号的复振幅。
1⑴ x(t t0) x(t t0)⑵ x e(t) [x(t) x( t)]21*⑶ x r (t) 2[x(t) x*(t)]3-7 试求以下信号的傅里叶变换:题图3-73-8 试求以下波形的傅里叶反变换:题图3-8 3-9 试利用傅里叶变换的对称性质,求下列傅里叶变换的反变换:⑴ X(j ) ( 0)⑵ X (j ) [u(c3-10 已知信号波形如题图3-10所示,其傅里叶变换为求:⑴ X( j0)⑵()⑶ X (j )d c) u( c)]⑶ X(j ) Sgn( )X (j ) X (j )e j ( ),试根据傅里叶变换的定义和性质,⑷ Re[ X ( j )] 反变换的时间波形。
题图3-103-11 设信号x(t )的傅里叶变换为X( j ) ,试求信号x1 (t)的傅里叶变换:题图3-11j13-12LTI 系统的频率响应H(j ) ,输入信号x(t) sint ,求系统的输出y(t)。
j113-13LTI 系统的幅频响应与相频相应如题图3-13 所示,若输入x(t) 1 cosnt ,求系统的输出y(t) n1n题图3-133-14 如题图3-14 所示,已知试求系统的输出y(t) 。