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。
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。
第一章1.3 解:(a). 2401lim(),04Tt T TE x t dt e dt P ∞-∞∞→∞-====⎰⎰(b) dt t x TP T TT ⎰-∞→∞=2)(21lim121lim ==⎰-∞→dt T TTT∞===⎰⎰∞∞--∞→∞dt t x dt t x E TTT 22)()(lim(c).222lim()cos (),111cos(2)1lim()lim2222TT TTTT T TTE x t dt t dt t P x t dt dt TT∞∞→∞--∞∞→∞→∞--===∞+===⎰⎰⎰⎰(d) 034121lim )21(121lim ][121lim 022=⋅+=+=+=∞→=∞→-=∞→∞∑∑N N n x N P N Nn n N N N n N 34)21()(lim202===∑∑-∞=∞→∞nNNn N n x E (e). 2()1,x n E ∞==∞211lim []lim 112121N NN N n N n NP x n N N ∞→∞→∞=-=-===++∑∑ (f) ∑-=∞→∞=+=NNn N n x N P 21)(121lim 2∑-=∞→∞∞===NNn N n x E 2)(lim1.9. a). 00210,105T ππω===; b) 非周期的; c) 00007,,22mN N ωωππ=== d). 010;N = e). 非周期的; 1.12 解:∑∞=--3)1(k k n δ对于4n ≥时,为1即4≥n 时,x(n)为0,其余n 值时,x(n)为1易有:)3()(+-=n u n x , 01,3;M n =-=- 1.15 解:(a)]3[21]2[][][222-+-==n x n x n y n y , 又2111()()2()4(1)x n y n x n x n ==+-, 1111()2[2]4[3][3]2[4]y n x n x n x n x n ∴=-+-+-+-,1()()x n x n = ()2[2]5[3]2[4]y n x n x n x n =-+-+- 其中][n x 为系统输入。
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)(1t x 与)(2t x 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1-3⑴)2(1-t x ⑵)1(1t x -⑶)22(1+t x⑷)3(2+t x ⑸)22(2-t x ⑹)21(2t x - ⑺)(1t x )(2t x -⑻)1(1t x -)1(2-t x ⑼)22(1t x -)4(2+t x 1-4已知信号)(1n x 与)(2n x 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1-4⑴)12(1+n x ⑵)4(1n x -⑶)2(1n x ⑷)2(2n x -⑸)2(2+n x ⑹)1()2(22--++n x n x⑺)2(1+n x )21(2n x -⑻)1(1n x -)4(2+n x ⑼)1(1-n x )3(2-n x1-5已知信号)25(t x -的波形如题图1-5所示,试作出信号)(t x 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:⑴)8sin()sin()(t t t x ΩΩ=⑵)8sin()]sin(211[)(t t t x ΩΩ+= ⑶)8sin()]sin(1[)(t t t x ΩΩ+=⑷)2sin(1)(t t t x = 1-7试画出下列信号的波形图:⑴)(1)(t u e t x t-+=⑵)]2()1([10cos )(---=-t u t u t e t x t π ⑶)()2()(t u e t x t --=⑷)()()1(t u et x t --= ⑸)9()(2-=t u t x ⑹)4()(2-=t t x δ1-8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。
⑴)1(1)(2Ω-Ω=Ωj e j X ⑵)(1)(Ω-Ω-Ω=Ωj j e e j X ⑶Ω-Ω---=Ωj j ee j X 11)(4⑷21)(+Ω=Ωj j X 1-9已知信号)]()([sin )(π--=t u t u t t x ,求出下列信号,并画出它们的波形图。
⑴)()()(221t x dt t x d t x +=⑵ττd x t x t ⎰∞-=)()(2 1-10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1-101-11试求下列积分:⑴⎰∞∞--dt t t t x )()(0δ⑵⎰∞∞---dt t t u t t )2()(00δ ⑶⎰∞∞---dt t t t e t j )]()([0δδω⑷⎰∞∞--dt t t )2(sin πδ ⑸⎰∞∞--++dt t t t )1()2(3δ⑹⎰--112)4(dt t δ 1-12试求下列积分:⑴⎰∞-'-=t d t x ττδτ)()1()(1⑵⎰∞--=t d t x ττδτ)()1()(2 ⑶⎰∞---=t d u u t x ττττ)]1()([)(31-13下列各式中,)(⋅x 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。
⑴b t ax t y +=)()((b a 、均为常数)⑵)()(t x et y =⑶)2()(t x t y =⑷)1()1()(t x t x t y ---= ⑸⎰∞-=2)()(t d x t y ττ⑹)2()(n x n y = ⑺)()(n nx n y =⑻)1()()(-=n x n x n y1-14如题图1-14中已知一线性时不变系统当输入为)(t x 时,响应为)(t y 。
试做出当输入为)(1t x 时,响应)(1t y 的波形图。
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1-151-16已知系统方程如下,试分别画出他们的系统模拟框图。
⑴)()(2)(3)(22t x t y dt t dy dt t y d =++ ⑵)(3)()(2)(3)(22t x dt t dx t y dt t dy dtt y d +=++ ⑶)()2(2)1(3)(n x n y n y n y =----⑷)1(2)(2)2(2)1(3)(-+=----n x n x n y n y n y1-17已知一线性时不变系统无起始储能,当输入信号)()(t t x δ=时,响应)()(t u e t y t α-=,试求出输入分别为)(t δ'与)(t u 时的系统响应。
第二章习题2-1 试计算下列各对信号的卷积积分:)()()(t h t x t y *=。
⑴)()(t u e t x t α=)()(t u e t h t β=(对βα≠与βα=两种情况)⑵1)(=t x )()(3t u e t h t -=⑶)()()(τ--=t u t u t x )()()(τ--=t u t u t h ⑷)2()2()(ττ--+=t u t u t x )()()(τ--=t u t u t h ⑸)()()(τ--=t u t u t x )2()()(τ--=t u t u t h⑹)]1()([)(--=t u t u t t x )2()()(--=t u t u t h2-2试计算下列各对信号的卷积和:)()()(n h n x n y *=。
⑴)()(n u n x nα=)()(n u n h n β=(对βα≠与βα=两种情况) ⑵)()(n u n x =)()(n u n h n α=⑶)()(5n R n x =)()(n x n h =⑷)()(5n R n x =)1()(-=n x n h⑸)()(n u n x n-=α)()(n u n h = ⑹)2()(n n x -=δ)1()5.0()(1+=+n u n h n2-3试计算下图中各对信号的卷积积分:)()()(21t x t x t y *=,并作出结果的图形。
题图2-32-4试计算下图中各对信号的卷积和:)()()(21n x n x n y *=,并作出结果的图形。
题图2-42-5已知)1()()(--=t u t u t x ,试求:⑴)()()(1t x t x t x *=⑵)1()()(2-*=t x t x t x ⑶dtt dx t x t x )()()(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)(t h 。
已知其中各子系统的单位冲激响应分别为:题图2-62-7系统如题图2-7所示,试求系统的单位冲激响应)(t h 。
已知其中各子系统的单位冲激响应分别为:题图2-72-8设已知LTI 系统的单位冲激响应)()(2t u et h t -=,试求在激励)]2()([)(--=-t u t u e t x t 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)(n h 。
若已知其中)2()()(2--=n u n u n h ,试求)(1n h 。
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。
⑴1)0( ,1)0( , )()(3)(4)(='==+'+''--y y t x t y t y t y ⑵1)0( ,1)0( , )()(4)(4)(='==+'+''--y y t x t y t y t y ⑶2)0( ,1)0( , )()(8)(4)(='==+'+''--y y t x t y t y t y2-12已知系统的差分方程和起始条件,试求系统的零输入响应。
⑴1)2( ,1)1( , )()2(2)1(3)(=-=-=-+-+y y n x n y n y n y⑵1)2( ,1)1( , )()2(4)1(4)(=-=-=-+-+y y n x n y n y n y ⑶2)2( ,1)1( , )()2(61)1(65)(=-=-=-+-+y y n x n y n y n y 2-13已知系统的微分方程,试求系统的单位冲激响应。
⑴ )()(3)(4)(t x t y t y t y =+'+''⑵ )()()(3)(4)(t x t x t y t y t y +'=+'+''⑶)()()(2)(t x t x t y t y +'=+'2-14已知系统的差分方程,试求系统的单位样值响应。
⑴)()2(2)1(3)(n x n y n y n y =-+-+⑵)1(2)()2(61)1(65)(-+=-+--n x n x n y n y n y 2-15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。
⑴)()( ,2)0( ,1)0( , )(2)(4)(5)(t u t x y y t x t y t y t y =='='=+'+''-- ⑵ , )(2)()(3)(4)(t x t x t y t y t y +'=+'+''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)()(,0)2(,1)1( ),()2(2)1(3)(n u n x y y n x n y n y n y ==-=-=-+-+ ⑵),1(2)()2(61)1(65)(-+=-+--n x n x n y n y n y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f 1=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x 1(t)与x 2(t)的波形如题图3-2所示,若x 1(t)的参数为:τ=0.5μs ,重复周期T =1μs ,E=1v ;x 2(t)的参数为:τ=1.5μs ,重复周期T =3μs ,E=3v ;试分别求:⑴x 1(t)的谱线间隔和带宽;(频率以Hz 为单位)⑵x 2(t)的谱线间隔和带宽;⑶x 1(t)与x 2(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=10μs ,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:⑴x(t)是实函数吗?⑵x(t)是偶函数吗?⑶dtt dx )(是偶函数吗? 3-6设x(t)是一基波频率为Ω的周期信号,其复振幅为n A &,试用nA &表示以下周期信号的复振幅。