2020西安电子科技大学《信号与系统》期末考试试题

《信号与系统》（⼀）信号与系统西安电⼦科技⼤学⼀、信号与系统概述信号的基本概念和分类1.信号的分类：确定与随机，连续与离散确定信号：可⽤确定时间函数表⽰的信号随机信号：信号不能⽤确切的函数描述，只可能知道它的统计特性⽐如概率连续时间信号：连续时间范围有定义的信号离散时间信号：仅在⼀些离散的瞬间才有定义的信号2.信号的分类：周期与⾮周期周期信号：每隔⼀定时间T 或整数N ，按相同规律重复变化的信号3.信号的分类：能量与功率信号，因果与反因果E =∫∞−∞|f (t )|2 d t ，P def =lim T →∞1T ∫T 2−T 2|f (t )|2 d t 能量有限信号：信号的能量E <∞,P =0功率有限信号：信号的功率P <∞,E =∞因果信号：t <0,f (t )=0的信号【即t =0时接⼊系统的信号,⽐如阶跃信号】反因果信号：Y >=0,f (t )=0的信号基本信号1.阶跃函数ε(t )=lim n →∞γn (t )=0,t <01,t >0积分∫f −∞ε(τ)d τ=t ε(t )2.冲激函数单位冲激函数：是奇异函数，它是对强度极⼤，作⽤时间极短的物理量的理想化模型δ(t )=0,t ≠0∫∞−∞δ(t )dt =1冲激函数与阶跃函数的关系：δ(t )=d ε(t )d t ε(t )=∫t −∞δ(τ)d τ3.冲激函数的取样性质 ：f (t )δ(t −a )=f (a )δ(t −a )∫∞−∞f (t )δ(t −a )d t =f (a )4.冲激函数的导数{{冲激偶δ′(t )的定义：∫∞−∞f (t )δ′(t )d t =−f ′(0)δn (t ) ：∫∞−∞f (t )δ(n )(t )d t =(−1)n f (n )(0)5.冲激函数的尺度变化δ(at )的定义 δn (at )=1|a |1a n δn (t )推⼴结论：(1) δat −t 0=δa t −t 0a =1|a |δt −t 0a(2) 当 a =−1 时 δ(n )(−t )=(−1)n δ(n )(t )δ(−t )=δ(t ) 为偶函数δ′(−t )=−δ′(t ) 为奇函数信号的运算1.单位脉冲序列与单位阶跃序列单位脉冲序列 δ(k )δ(k )=1k =00,k ≠0单位阶跃序列 ε(k )ε(k )=1,k ≥00,k <0关系：δ(k )=ε(k )−ε(k −1)ε(k )=∑k i =−∞δ(i )或 ε(k )=∑∞j =0δ(k −j )=δ(k )+δ(k −1)+…2.信号的加减乘运算：同⼀时刻两信号之值对应加减乘3.信号的反转：f (t )→f (−t ) 称为对信号的反转或反折。

信号与系统期末考试题库及答案信号与系统期末考试题库及答案信号与系统期末考试题库及答案1.下列信号的分类⽅法不正确的是（ A ）：A 、数字信号和离散信号B 、确定信号和随机信号C 、周期信号和⾮周期信号D 、因果信号与反因果信号2.下列说法正确的是（ D ）：A 、两个周期信号x (t )，y (t )的和x (t )+y(t )⼀定是周期信号。

B 、两个周期信号x (t )，y (t )的周期分别为2和2，则其和信号x (t )+y(t ) 是周期信号。

C 、两个周期信号x (t )，y (t )的周期分别为2和π，其和信号x (t )+y(t )是周期信号。

D 、两个周期信号x (t )，y (t )的周期分别为2和3，其和信号x (t )+y(t )是周期信号。

3.下列说法不正确的是（ D ）。

A 、⼀般周期信号为功率信号。

B 、时限信号(仅在有限时间区间不为零的⾮周期信号)为能量信号。

C 、ε(t )是功率信号；D 、e t 为能量信号;4.将信号f (t )变换为（ A ）称为对信号f (t )的平移或移位。

A 、f (t –t 0)B 、f (ｋ–k 0)C 、f (at )D 、f (-t )5.将信号f (t )变换为（ A ）称为对信号f (t )的尺度变换。

A 、f (at )B 、f (t –k 0)C 、f (t –t 0)D 、f (-t )6.下列关于冲激函数性质的表达式不正确的是（ B ）。

A 、)()0()()(t f t t f δδ=B 、()t aat δδ1)(=C 、)(d )(t t- D 、)()-(t t δδ=7.下列关于冲激函数性质的表达式不正确的是（ D ）。

A 、?∞∞-='0d )(t t δ B 、)0(d )()(f t t t f =?+∞∞-δC 、)(d )(t tεττδ=?∞- D 、?∞∞-=')(d )(t t t δδ8.下列关于冲激函数性质的表达式不正确的是（ B ）。

答案+我名字学习中心/函授站 _姓名学号西安电子科技大学网络与继续教育学院2020 学年上学期《信号与系统》期末考试试题（综合大作业）题号一二三总分题分 32 30 38得分考试说明：1、大作业试题于 2020 年 4 月 23 日公布，2020 年 4 月 24 日至 2020 年 5 月 10 日在线上传大作业答卷（一张图片对应一张 A4 纸答题纸），要求拍照清晰、上传完整；2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同均按零分计；3、答案须用《西安电子科技大学网络与继续教育学院标准答题纸》手写完成，要求字迹工整、卷面干净。

须知：符号(t)、(k)分别为单位阶跃函数和单位阶跃序列。

LTI 表示线性时不变。

为加法器。

一、单项选择题（共 8 小题，每小题 4 分，共 32 分）__ _ 1、等于 ( )t(A) 1 (B) (C) (D) 0 ( ) t ( ) t__ _ 2、等于 ( )ii(A) 1 (B) 0 (C) (D) ) (k ( ) k___ 3、等于A B C D ( ) t '( ) t ( ) a t1( ) ta__ _4、、波形如图 4 所示，则1 ( )f t2 ( )f t1 2( ) ( )* ( ) f t f t f t (2) f(A) (B) 1 (C) (D) 21232___5、和的波形如图 5 所示，则1 ( )f k2 ( )f k1 2( ) ( )* ( ) f k f k f k ( 1) f(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3__ _6、已知则其单边拉普拉斯变换的象函数 ( ) sin2 ( ) f t t t ( ) F s (A) (B) (C) (D)11 s2( 1) 4ss24ss224 s7、已知的频谱函数，则 ( ) f t1( )2jF jj( ) f t(A) (B) (C) (D)2( )te t23tt e2( ) 3tt e ( ) t8、已知则其双边 Z 变换的象函数等于1( ) ( ) 2 ( 1)2kf k k k( ) F zA 不存在BC D122z zzz122z zzz122z zzz二、填空题（共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分）。

第一章 引论连续时间信号离散时间信号时间区间 (,)T T -(,)-∞∞(,)N N -(,)-∞∞瞬时功率 2()f t能 量 2()TTE f t dt -=⎰22lim ()()TT TE f t dt f t dt →∞-∞-∞==⎰⎰2()Nn NE x n =-=∑2()n E x n ∞=-∞=∑平均功率212()TTTP f t dt -=⎰212lim()TT TTP f t dt →∞-=⎰21()21Nn N P x n N =-=+∑ 21()21lim Nn NN P x n N =-→∞=+∑ 周期信号()()f t f t mT =+ 0,1,2,m =±±⋅⋅⋅⋅⋅⋅ ()()x n x n mn =+ 0,1,2,m =±±⋅⋅⋅⋅⋅⋅000()j T j t T e e ωω+= 002T πω=线 性11221212()()()()()()()()()()()()f t y t af t ay t f t y t f t y t f t f t y t y t ⎧→⎪→⎪⎨→→⎪⎪+→+⎩若齐次性则若，可加性则 ⎧⎪⎨⎪⎩分解性线性系统零状态线性零输入线性0()()()()()()x f n y t y t y t y n y n y n =+=+判断方法：先线性运算，后经系统的结果=先经系统，后线性运算的结果 若()()f f t y t →，则00()()f f t t y t t -→- 若()()x n y n =，则00()()x n n y n n -=-第二、三章.连续时间信号、离散时间信号与系统时域分析一．普通信号普通信号 ()st f t Ke = (,)-∞+∞ ， s j σω=+直流信号 0,0σω== ()f t K = t -∞<<+∞ 实指数信号 0,0σω≠=()t f t Ke σ= t -∞<<+∞时间常数：1τσ=虚指数信号 00,0σωω==≠ 000cos sin ()j t K t jK t f t Ke ωωω=+=正弦信号 ()j f t Ke θ=0Im []Im[]sin()j t j j t t Ke Ke e K ωθωθω⋅+===复指数信号00,0σωω≠=≠00cos sin ()t t Ke t jKe t f t σσωω=+ t -∞<<+∞二、冲激信号冲激信号()A t δ()00()0()A t t A t t A t dt A δδδ+∞-∞⎧=≠⎪⎪→∞=⎨⎪=⎪⎩⎰一般定义 泛函定义:()()(0)A t t dt A δφφ+∞-∞=⎰()A t δ是偶函数筛选特性 000()()()()f t t t f t t t δδ-=- 特别：0()()()()f t t f t t δδ= 取样特性 00()()()f t t t dt f t δ+∞-∞-=⎰特别：()()(0)f t t dt f δ+∞-∞=⎰ 展缩特性 1()()b aaat b t δδ+=+证明：1.0a > 2.0a < 3.1()()()()a abg t at b dt g t t dt δδ+∞+∞-∞-∞+=+⎰⎰阶跃信号()Au t 000()A t t Au t >⎧⎨<⎩=定义：0t =处可以定义为,110,2(个别点数值差别不会导致能量的改变)性 质 1.()()tA d Au t δττ-∞=⎰ 2.[()]()Au t dA dtδτ=斜坡信号()Ar t 0()00At t Ar t t >⎧=⎨<⎩性 质1.()()tAu t dt A r t -∞=⎰ 2.[]()()A dAu t r t dt=高阶冲激信号()()n t δ ()()()(1)[()]:nn nn t d f t t dt f t dt δ+∞-∞==-⎰泛函定义冲激偶信号 '()t δ''()()[()](0):t d f t t dt f t f dt δ+∞-∞==-=-⎰泛函定义说明：1. '()t δ量纲是2s - 2.强度A 的单位是2Vs 3.'()t δ是奇函数筛选特性'''00000()()()()()()t t t t t t f t f t f t δδδ-=---0t =时 '''()0()()()()(0)t t t f t f f δδδ=-证明：对000()()()()t t t t f t f t δδ-=-两端微分 取样特性 ''00()()()f t t t dt f t δ+∞-∞-=-⎰证明：关键利用筛选特性展开 展缩特性''2''21()()01()()0bat b t a a abat b t a a aδδδδ+=+>+=-+<特别：''1,0()()a b t t δδ=-=-=-时 '()t δ是奇函数备注：1.尺度变换：()()an n δδ=三.卷积连续时间信号离散时间信号卷积定义 1212()()()()f f t d f t f t τττ+∞-∞-*=⎰1212()()()()k x n x n x k x n k ∞=-∞*=-∑交 换 率 1221()()()()f t f t f t f t *=*1221()()()()x n x n x n x n *=*分 配 率 1231213()[()()]()()()()f t f t f t f t f t f t f t *+=*+* 1231213()[()()]()()()()x n x n x n x n x n x n x n **=*+* 结 合 率 123123[()()]()()[()()]f t f t f t f t f t f t **=**123123[()()]()()[()()]x n x n x n x n x n x n **=**奇异信号卷积特性 单位样值信号卷积特性单位元特性 ()()()f t t f t δ*=()()()x n n x n δ*=延时特性 00()()()f t t t f t t δ*-=- 1212()()()()()t f t t g t t f t g t t t δ--*-=**-()(1)(1)x n n x n δ*-=- ()()()x n n k x n k δ*-=-积分特性 ()()()tf d u t f t ττ-∞*=⎰1()()()(1)!()()n t t n t f t dt dt f t n u t f t ---∞-∞⋅⋅⋅⋅⋅⋅=-*=⎰⎰ ()()()k x k x n u n ∞=-∞=*∑ 冲激偶卷积''()()()t f t f t δ*=()()()()()n n t f t f t δ*=四.电路元件的运算模型元件名称 电路符号时 域电路符号频 域电路符号复 域 u i 关系运算模型运算模型运算模型电阻()()u t Ri t =()()u t R i t =()()R R U t R I t =()()R R U s I s R = 电容1()()tu t i t dt C-∞=⎰ ()1()u t i t pC=()1()C C U t I t j Cω=11(0)()()C C C u Cs sU s I s -=+ (0)()()C C C u I s CsU s C -=-电感()()du t L i t dt=()()u t pL i t =()()C C U t I t j L ω=(0)()()L L L i U s LsI s L -=-11(0)()()L L L i Ls sI s U s -=+五.连续时间系统时域分析系统→建立微分方程→建立算子方程：()()()()D p y t N p f t =→ 系统的特征方程：0()()p D D p λλ→==()()0()()()0()()()()()()()()()x f f x f f f D p y t y t f t h t t N p y t y t y t N p y t t D p D p δ→=⎧⎫⎪⎪=*≥⎧⎪⎪→⎨⎬⎪=+→⎨⎪⎪=⋅⎪⎪⎪⎭⎩⎩求特征根 零输入响应方程求全响应求冲激响应零状态响应 ⎧⎪⎨⎪⎩微分方程法传输算子法冲激响应法系统的描述方法六.系统的特征方程七.系统的冲激响应和单位样值响应八.基本离散信号九.离散信号的性质十.信号的分解○1直流分量与交流分量 ○2奇分量与偶分量 ()()D A f t f f t =+常数平均是为零()()()e o f t f t f t =+1()[()()]21()[()()]2e o f t f t f t f t f t f t ⎧=+-⎪⎪⎨⎪=--⎪⎩备注：无第四章.连续时间信号与系统频域分析一.周期信号的频谱分析1. 简谐振荡信号是线性时不变系统的本征信号：()()()()()j tj t j tj y t eh t eh d ee h d ωωτωωτττττ∞∞---∞-∞=*==⋅⎰⎰简谐振荡信号傅里叶变换：()()j H j e h d ωτωττ∞--∞=⎰点 测 法： ()()j t y t e H j ωω=⋅ 2.傅里叶级数和傅里叶变换3.荻里赫勒（Dirichlet ）条件（只要满足这个条件信号就可以用傅里叶级数展开）○1()f t 绝对可积，即00()t T t f t dt +<∞⎰○2()f t 的极大值和极小值的数目应有限 ○3()f t 如有间断点，间断点的数目应有限4.周期信号的傅里叶级数5.波形对称性与谐波特性的关系6.周期矩形脉冲信号7.线性时不变系统对周期信号的响应一般周期信号：()jn t n n F e f t ∞Ω=-∞=∑系统的输出 ：()()jn tnn F H jn t ey t ∞Ω=-∞Ω=∑二.非周期信号的傅里叶变换（备注）二.非周期信号的傅里叶变换1.连续傅里叶变换性质2.常用傅里叶变换对四.无失真传输1.输入信号()f t 与输出信号()f y t 的关系 时域： ()()f d y t kf t t =-频域：()()dj t f Y ke F ωωω-=2.无失真传输系统函数()H ω ()()()d f j t Y H ke F ωωωω-==无失真传输满足的两个条件：○1幅频特性：()H k ω= （k 为非零常数） 在整个频率围为非零常数○2相频特性：ϕ()d t ωω=- （ 0d t > ）在整个频率围是过坐标原点的一条斜率为负的直线3. 信号的滤波：通过系统后 ○1产生“预定”失真○2改变一个信号所含频率分量大小 ○3全部滤除某些频率分量 4.理想低通滤波器不存在理由：单位冲击响应信号()t δ是在0t =时刻加入滤波器 的，而输出在0t <时刻就有了，违反了因果律5.连续时间系统实现的准则时 域 特 性 ： ()()()h t h t u t =（因果条件） 频 域 特 性 ：2()H d ωω∞-∞<∞⎰佩利-维纳准则（必要条件）：22()1H d ωωω∞-∞<∞+⎰五.滤波三.抽样与抽样恢复第五章.离散时间信号与时域分析 一.离散傅里叶级数（DFT）1.信号 e j0n 基本特征信号 e j0n 周 期 性： e j0 (nN ) e j0n 0 m 时有理数时具有周期性 2 N 基波频率： 2 0 Nm 基波周期： N m( 2 ) 02.信号 e j0t 与 e j0n 之间的差别 e j0t0 不同，信号不同 对于任何0 值，都是周期的基波频率：0基波周期： 00 0 o无定义 2 0e j0n频率相差 2 ，信号相同仅当 2 m 时，才有周期性（ (N 0),m,均为整数）） N基波信号 0 m基波信号： 00 o0无定义 2m( ) 03.DFS 系数与 IDFS 变换对x(n)DFS DFS系数X(k) IDFS系数 X (k)N 1 jk ( 2 )nx(n)e NN 1x(n)WNknn0n0 x(n)1 NN 1jk ( 2 )nX (k)e Nn01 NN 1X (k )WNknn04.离散傅里叶级数的性质线性 若 x3(n) x1(n) x2 (n) ，则 X 3(k) X 1(k) X 2 (k)移 时间移位 若 x(n) DFS X (k) ，则 x(n m) DFS WNkn X (k )位 频域移位周 期 时域移位卷积 频域移位若 x(n) DFS X (k) ，则WNqn x(n) DFS X (k q)N 1 若 x3(n) x1(m)x2 (n m) ，则 X 3(k) X 1(k) X 2 (k) m0 若 x3(n) x1(n)x2 (n) ，则 X3(k) 1 NN 1X 1(l) X 2 (k l)l 0二.离散时间傅里叶变换 DTFT1. 离散时间傅里叶变换 DTFTDFS[x(n lN )] X (k)○1 非周期信号：x(n) x(n) 0n N1 n N1 离散时间傅里叶变换 x(n) X () 1 2 1X ()e jnd2x(n)e jnN n 应用条件： x(n) n○2 周期信号： X ()2 akn(2 Nk) 1 N1 jk ( 2 )nakNx(n)en N1N2.离散时间傅里叶变换性质周 期 性 总是周期的，周期是 2 。