信号与线性系统习题答案西安交大版阎鸿森编-10页精选文档
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标准答案(一)一、填空题(每空1分,共30分)1、无线电通信中,信号是以电磁波形式发射出去的。
它的调制方式有调幅、调频、调相。
2、针对不同的调制方式有三种解调方式,分别是检波、鉴频、和鉴相。
3、在单调谐放大器中,矩形系数越接近于1、其选择性越好;在单调谐的多级放大器中,级数越多,通频带越窄、(宽或窄),其矩形系数越(大或小)小。
4、调幅波的表达式为:uAM(t)= 20(1 +0.2COS100πt)COS107πt(V);调幅波的振幅最大值为24V,调幅度Ma为20℅,带宽fBW为100Hz,载波fc为5*106Hz。
5、在无线电技术中,一个信号的表示方法有三种,分别是数学表达式、波形、频谱。
6、调频电路有直接调频、间接调频两种方式。
7、检波有同步、和非同步检波两种形式。
8、反馈式正弦波振荡器按照选频网络的不同,可分为LC、RC、石英晶振等三种。
9、变频器可由混频器、和带通滤波器两部分组成。
10、列出三个常见的频谱搬移电路调幅、检波、变频。
11、用模拟乘法器非线性器件实现调幅最为理想。
二、选择题(每小题2分、共20分)将一个正确选项前的字母填在括号内1、下列哪种信号携带有调制信号的信息(C )A、载波信号B、本振信号C、已调波信号2、小信号谐振放大器的主要技术指标不包含(B )A、谐振电压增益B、失真系数C、通频带D、选择性3、丙类谐振功放其谐振回路调谐于( A )分量A、基波B、二次谐波C、其它高次谐波D、直流分量4、并联型石英晶振中,石英谐振器相当于(C )元件A、电容B、电阻C、电感D、短路线5、反馈式正弦波振荡器的起振条件为( B )A、|AF|=1,φA+φF= 2nπB、|AF| >1,φA+φF = 2nπC、|AF|>1,φA+φF ≠2nπD、|AF| =1,φA+φF ≠2nπ6、要实现集电极调制特性应使功放工作在(B )状态A、欠压状态B、过压状态C、临界状态D、任意状态7、自动增益控制可简称为( B )A、MGCB、AGCC、AFCD、PLL8、利用非线性器件相乘作用来实现频率变换其有用项为( B )A、一次方项B、二次方项C、高次方项D、全部项9、如右图所示的电路是(D )A、普通调幅电路B、双边带调幅电路C、混频器D、同步检波器10、在大信号包络检波器中,由于检波电容放电时间过长而引起的失真是(B)A、频率失真B、惰性失真C、负峰切割失真D、截止失真三、判断题,对的打“√”,错的打“×”(每空1分,共10分)1、谐振放大器是采用谐振回路作负载的放大器。
第二章习题答案2.1 (1) 已知连续时间信号()x t 如图P2.1(a)所示。
试画出下列各信号的波形图,并加以标注。
(a)(2)x t - (b) (1)x t - (c)(22)x t + (2) 根据图P2.1(b)所示的信号,试画出下列各信号的波形图,并加以标注。
()h t (a)(3)h t + (b) (22t h -) (c)(12)h t - (3) 根据图P2.1(a)和(b)所示的()x t 和,画出下列各信号的波形图,并加以标注。
()h t (a) ()()x t h t -(b)(1)(1)x t h t -- (c) (2(4)2t x h t -+图P2.1 解:(1) 各信号波形如下图所示:k hd a w.c o mk hd aw .co m课后答案网 w w w .h a c k s h p .c n(a)(b)(c)(2) 各信号波形如下图所示:(a)(b)(c)3)(3) 各信号波形如下图所示:t -(a)(b)(c)∴(2/2)(4)0x t ht -+=2.2 已知信号(52)x t -的波形图如图P2.2所示,试画出()x t 的波形图,并加以标注。
图P2.2解:波形如下图所示:k hw.k hd aw .co m课后 w .h a c2.3 (1) 已知离散时间信号()x n 如图P2.3(a)所示,试画出下列各信号的波形图,并加以标注。
(a) (4)x n -(b) (21)x n +(c) (ˆ()30,n x n x n n⎧⎪=⎨⎪⎩其他(2) 对图P2.3(b)所示的信号,试画出下列个信号的波形,并加以标注。
()h n (a)(2)h n - (b)(2h n +)) (c)(2)(1h n h n ++-- (3) 根据图P2.3(a)和(b)所示的()x n 和,画出下列各信号的波形图,并加以标注。
()h n (a) (2)(12)x n h n +- (b) (1)(4)x n h n -+ (c)(1)(3x n h n --)k hd a w.k hd aw.co m课后答案网 w w w .h a c k s h p .c n(a)图P2.3解:(1) 各信号波形图如下图所示:(a)(b)(c)(2) 各信号波形图如下图所示:(2)(1)h n h n ++--(3) 各信号波形如下图所示:k hd a k h.co m课后w w w .h a c k(2)(12)x n h n+-(a)(b)(1)(3)x n h n--2.4 画出图P2.4所给各信号的奇部和偶部。
信号与线性系统题解 阎鸿森 第四章 习题答案4.1 由于复指数函数是LTI 系统的特征函数,因此傅里叶分析法在连续时间LTI 系统分析中具有重要价值。
在正文已经指出:尽管某些LTI 系统可能有另外的特征函数,但复指数函数是唯一..能够成为一切..LTI 系统特征函数的信号。
在本题中,我们将验证这一结论。
(a) 对单位冲激响应()()h t t δ=的LTI 系统,指出其特征函数,并确定相应的特征值。
(b) 如果一个LTI 系统的单位冲激响应为()()h t t T δ=-,找出一个信号,该信号不具有ste 的形式,但却是该系统的特征函数,且特征值为1。
再找出另外两个特征函数,它们的特征值分别为1/2和2,但不是复指数函数。
提示:可以找出满足这些要求的冲激串。
(c) 如果一个稳定的LTI 系统的冲激响应()h t 是实、偶函数,证明cos t Ω和sin t Ω实该系统的特征函数。
(d) 对冲激响应为()()h t u t =的LTI 系统,假如()t φ是它的特征函数,其特征值为λ,确定()t φ应满足的微分方程,并解出()t φ。
此题各部分的结果就验证了正文中指出的结论。
解:(a)()()h t t δ=的LTI 系统是恒等系统,所以任何函数都是它的特征函数,其特征值为1。
(b)()()h t t T δ=-,∴()()x t x t T →-。
如果()x t 是系统的特征函数,且特征值为1,则应有()()x t x t T =-。
满足这一要求的冲激序列为()()k x t t kT δ∞=-∞=-∑。
若要找出特征值为1/2或2的这种特征函数,则可得:1()()()2kk x t t kT δ∞=-∞=-∑, 特征值为1/2。
()2()kk x t t kT δ∞=-∞=-∑, 特征值为2。
(c) 1cos ()2j tj t t e e ΩΩ-Ω=+ ()()1()()()()211()()22j t j t j t j j t j y t h t x t h e e d e h e d e h e d ττττττττττ∞Ω--Ω--∞∞∞Ω-Ω-ΩΩ-∞-∞⎡⎤=*=⨯+⎣⎦=+⎰⎰⎰()h t为实、偶函数∴()()j jh e d h e dττττττ∞∞Ω-Ω-∞-∞=⎰⎰∴1()()()cos()2j t j t jy t e e h e d t H jτττ∞Ω-Ω-Ω-∞=+=ΩΩ⎰同理可证sin tΩ。
1 / 257信号与线性系统课后答案第一章 信号与系统(一)1-1画出下列各信号的波形【式中)()(t t t r ε=】为斜升函数。
(2)∞<<-∞=-t e t f t ,)( (3))()sin()(t t t f επ= (4))(sin )(t t f ε= (5))(sin )(t r t f = (7))(2)(k t f k ε= (10))(])1(1[)(k k f k ε-+= 解:各信号波形为 (2)∞<<-∞=-t e t f t ,)((3))()sin()(t t t f επ=(4))fε=t(t(sin)(5))tf=(sinr(t)2 / 257(7))tf kε(k=(2)(10))f kεk-=(k+]()1()1[3 / 2574 / 2571-2 画出下列各信号的波形[式中)()(t t t r ε=为斜升函数]。
(1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε (2))2()1(2)()(-+--=t r t r t r t f(5))2()2()(t t r t f -=ε (8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ (12))]()3([2)(k k k f k---=εε 解:各信号波形为 (1))2()1(3)1(2)(-+--+=t t t t f εεε(2))2()1(2)()(-+--=t rt rt rtf(5))2()2()(ttrtf-=ε5 / 2576 / 257(8))]5()([)(--=k k k k f εε(11))]7()()[6sin()(--=k k k k f εεπ(12))]()3([2)(kkkf k---=εε7 / 2571-3 写出图1-3所示各波形的表达式。
8 / 2571-4 写出图1-4所示各序列的闭合形式表达式。
第六章习题答案1. 用定义计算下列信号的拉氏变换及其收敛域,并画出零极点图和收敛域。
(a) (),0ate u t a > (b) (),0atte u t a > (c) (),0ateu t a --> (d) [cos()]()c t u t Ω-(e) [cos()]()c t u t Ω+θ- (f) [sin()](),0atc e t u t a -Ω> (g) (),b at b a δ-和为实数(h) 23,0(),0t t e t x t e t -⎧>⎪=⎨<⎪⎩解:(a) σ1,Re{}s a s a>-,见图(a) (b)21,Re{}()s a s a >-, 见图(a) (c) 1,Re{}s a s a-<-+,见图(b)(d) 22,Re{}css a s -<-+Ω, 见图(c) (e)22cos sin ,Re{}0c cs s s θθ-Ω>+Ω,见图(d) (f)22,Re{}()ccs a a s Ω>-++Ω,见图(e)(g) 21||sba e a - ,整个s 平面(h)11,2Re{}332s s s+-<<-+,见图(f) (a) (b) (c) (d) (e) (f)2. 用定义计算图P6.2所示各信号的拉氏变换式。
(a)(b) (c) (d) (e)(f)解: (a) (b) (c) 20111(1)T st sT sTte dt e e T s Ts---=-+-⎰ (d)(e) 2222221212()(1)[(1)]sTsT sT sX s e e e e s Ts s Ts----=-+-+--(f)s222sin 111sin [()()]111st sT st s te dte t u t u t e dt e s s s π--+∞--π-∞-=--π=-⋅=+++⎰⎰3. 对图P6.3所示的每一个零极点图,确定满足下述情况的收敛域。
(a) x(t)的傅立叶变换存在。
(b) 2()tx t e 的傅立叶变换存在 (c) ()0,0x t t => (d) ()0,5x t t =<解:(a) x(t)的傅立叶变换存在,则j s =Ω应在()X s 的收敛域内 图(a) 1Re{}1s -<< 图(b) 3Re{}3s -<< 图(c) Re{}1s >-(b) 2()tx t e 的傅立叶变换存在,则s =-2轴一定在()x s 的收敛域内 图(a), Re{}1s <- 图(b), 3Re{}3s -<< 图(c), 3Re{}1s -<<- (c) x(t)=0,t>0,则x(t)为左边信号 图(a),Re{}1s <- 图(b),Re{}3s <- 图(c), Re{}3s <- (d) x(t)=0, t<5,则x(t)为右边信号图(a), Re{s}>1 图(b), Re{s}>3 图(c), Re{s}>-14. 针对图P6.4所示的每一个信号的有理拉氏变换的零极点图,确定:(a) 拉氏变换式。
(b) 零极点图可能的收敛域,并指出相应信号的特征。
解: 图(a) 拉氏变换为 (1)()(3)(1)s X s k s s -=⋅++,k 为常数。
收敛域Re{}3s <-时,信号为左边信号 为Re{}1s <-时,信号为右边信号。
为3Re{}1s -<<-时,信号为双边信号图(b) 拉氏变换为21()(2)(1)(1)s X s k s s s +=⋅++-收敛域Re{}2s <-时,信号为左边信号为Re{}1s >时,信号为右边信号。
为2Re{}11Re{}1s s -<<-⎫⎬-<<⎭时信号为双边信号时时,信号为双边信号5. 在正文中我们提到,虽然拉氏变换的收敛性比傅立叶变换收敛性要强,但并不是任何信号的拉氏变换都存在。
对下列信号,判断拉氏变换是否存在。
若存在,请求出其拉氏变换 及其收敛域(a) ()tu t (b) ()tt u t (c) 2()tte u t - (d) 2()t e u t (e) ()te e u t (f) ,0(),0t t e t x t e t -⎧<⎪=⎨>⎪⎩解: (a) 存在21s,Re{}0s > (b) (c) 存在21(2)s +,Re{}2s >- (d) (e) (f)不存在6.若已知1{()}u t s℘=,收敛域为Re{}0s >,试利用拉氏变换性质,求下列信号的拉氏变换及其收敛域。
(a)2()teu t -[cos()]()c t u t Ω (b) [sin()cos()]()c c t t u t Ω+Ω (c) [cos()]()at e t u t β-(d) [cos()]()c t t u t Ω (e) [cos()]()at c te t u t -Ω (f) ()te u t T --(g) ()t te u t T -- (h) '()t t δ (i) 2''()t t δ (j)()k k a t kT ∞=δ-∑(k) 2(1)t u t -(l) 0()t t e u t T -+- (m) 2[cos()]()c t t u t Ω (n) [sin()]()c t u t T Ω-(o)sin()tc d ττΩ⎰(p) 1(1)()at t e u t ---解: (a)2,Re{}0c ss s 2>+Ω(b)2,Re{}0ccs s s 2+Ω>+Ω (c)2,Re{}()cs s s βαβ2+>-++Ω (d) 2222,Re{}0()c c s s s 2-Ω>+Ω (e) 222(),Re{}()c c s s s βββ2+-Ω>-++Ω(f)(1)Re{}11s Te s s -+>-+ (g)(1)21,Re{}1(1)s TTs T e s s -+++>-+ (h) -1, Re{}s R ∈ (i) 1, Re{}s R ∈(j) 1ln ,||1sT as ae T->- (k) 23112(),Re{}02s e s s s s-++> (l) 0(1)1s T t e es -+-⋅+ (m) 222232(3),Re{}0()c c s s s s Ω->+Ω(n) 22(cos cos ),Re{}0()sTc c c c e T s T s s -ΩΩ+Ω>+Ω(o)22,Re{}0()cc s s s Ω>+Ω(p)22(2),Re{}0()a s a s s s a +>+7. 求图P6.7所示信号的拉氏变换式及收敛域。
(a)221(1)(1),Re{}0s s e e s s ----> (b) 1(1),Re{}01s sa e ae s s s ---+>+(c) 021,Re{}0ste s s->(d) 224(1),Re{}0(1)s s e s s e --->- (e)(f)2222(1)1,Re{}0(1)(1)T T s s T Tss e es s e s e ------=>-+ (g)11()()242(1)(1)111()(1)()(1)s s ss s eee s e s e ττττ-+-+------=+-+-8. 计算下列X(s)的拉氏反变换: (a)223,Re{}0(1)(4)ss s s >++ (b)223,Re{}043s s s s +>++ (c)21,Re{}3(21)(3)2s s s s <<+- (d)21,Re{}356s s s s +<-++(e) 2321,Re{}1s s s s s -+>- (f)21,Re{}156s s s s +>-++(g) 321,1Re{}044s s s s s -+-<<+++(h) 3221,Re{}131s s s s s ++>-++ (i)323,1Re{}022s s s s s +-<<++ (j) 21,Re{}09s s <+9. 已知LTI 系统的系统函数H(s)及输入x(t),求系统的响应y(t). (a) 223(),()()68s H s x t u t s s +==++ (b) 24(),()()(32)t s H s x t e u t s s s -+==++ (c) 2222(),()()(9)t s sH s x t e u t s s -+==+ (d) 21(),()()56ts H s x t te u t s s -+==++ 解: (a) 311151()84284H s s s s =+-++ (b) 22413()12(1)s H s s s s s =--++++ (c) 1()sin 3()3y t tu t =(d) 2311()()()()22t tt y t e u t e u t e u t ---=-+10. 计算下列微积分方程描述的因果系统的系统函数()H s 。
若系统最初是松弛的,而且()()x t u t =,求系统的响应()y t 。
(a) 22()()()43()()d y t dy t dx t y t x t dt dt dt ++=+ (b) 22()()()45()d y t dy t dx t y t dt dt dt++= 如果()x t 为()te u t -,系统的响应y(t)又是什么? 解: (a)1()3H s s =+ (b) 2()45sH s s s =++当输入()te u t -时,(a) 311()()()22t t y t e u t e u t --=- (b) 2211()()cos ()sin ()33t t ty t e u t e tu t e tu t ---=--11. 已知LTI 因果系统的输入2()()tx t e u t -=,单位冲激响应()()th t e u t -=。
(a) 用时域分析法求系统响应y(t).(b) 用复频域分析法求系统响应y(t) 解: (a) (b)12. 某LTI 系统的有理系统函数H(s)的零极点及收敛域如图P6.12所示,若H(0)=1。