信号与系统实验上机考试

第一个信号实验的题目 1实现下列常用信号（1）(5)u t +；（2）(1)t δ-；（3）cos(3)sin(2)t t +；（4）()[(1)(2)]f t t u t t u t t =⨯---；（5）0.5()4cos(),010t f t et t π-=⨯= 2连续信号的基本运算与波形变换 已知信号22,21()330t t f t ⎧-+-≤≤⎪=⎨⎪⎩，试画出下列各函数对时间t 的波形： （1）()f t -（2）(2)f t -+（3）(2)f t （4）1(1)2d f t dt +（5）(2)t f d ττ-∞-⎰ 3连续信号的卷积运算实现12()()f t f t *，其中1()f t 、2()f t 从第2个题目中任选3对组合。

4连续系统的时域分析（1） 描述某连续系统的微分方程为()2()()()2(y t y t y t f t f t ''''++=+，求当输入信号为2()2()t f t e u t -=时，该系统的零状态响应()y t 。

（2） 已知描述某连续系统的微分方程为2()()3()()y t y t y t f t '''+-=，试用MATLAB 绘出该系统的冲激响应和阶跃响应的波形。

实验一答案：（1）(5)u t +在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下：（2）(1)t δ-在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下：（3）cos(3)sin(2)t t +在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下：（4）()[(1)(2)]f t t u t t u t t =⨯---在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下：（5）0.5()4cos(),010t f t et t π-=⨯=在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下： （1）()f t -的输入程序及波形如下：（2）(2)f t -+的输入程序及波形如下：（3）(2)f t 的输入程序及波形如下：（2）系统的冲激响应和阶跃响应如下：（4）1(1)2d f t dt +的输入程序及波形如下： （5）(2)tf d ττ-∞-⎰的输入程序及波形如下：（1）()f t -和（2）(2)f t -+组合的卷积运算如下：（2）(2)f t -+和（3）(2)f t 组合的卷积运算如下：（1）()f t -和（3）(2)f t 组合的卷积运算如下：（1）系统的零状态响应()y t 如下：第二个信号实验题目1（1）用数值法求门函数4()G t 的傅里叶变换，并给出门函数的幅频特性曲线和相频特性曲线。

长沙理工大学拟题纸课程编号 1拟题教研室（或老师）签名 教研室主任签名 符号说明：)sgn(t 为符号函数，)(t δ为单位冲击信号，)(k δ为单位脉冲序列，)(t ε为单位阶跃信号，)(k ε为单位阶跃序列。

一、填空（共30分，每小题3分）1. 已知)()4()(2t t t f ε+=，求_______)("=t f 。

)('4)(2)("t t t f δε+2. 已知}4,2,4,3{)(},1,2,2,1{)(=-=k h k f ，求______)()(=*k h k f 。

}4,6,8,3,4,10,3{)()(-=*k h k f3. 信号通过系统不失真的条件为系统函数_______)(=ωj H 。

0)(t j Kej H ωω-=4. 若)(t f 最高角频率为m ω，则对)4(t f 取样的最大间隔是______。

m T ωπωπ4max max ==5. 信号t t t f ππ30cos 220cos 4)(+=的平均功率为______。

101122222=+++==∑∞-∞=n n F P6. 已知一系统的输入输出关系为)3()(t f t y =，试判断该系统是否为线性时不变系统______。

故系统为线性时变系统。

7. 已知信号的拉式变换为)1)(1(1)(2-+=s s s F ，求该信号的傅立叶变换)(ωj F =______。

故傅立叶变换)(ωj F 不存在。

8. 已知一离散时间系统的系统函数2121)(---+=z z z H ，判断该系统是否稳定______。

故系统不稳定。

9. =+-+⎰∞∞-dt t t t )1()2(2δ______。

310. 已知一信号频谱可写为)(,)()(3ωωωωA e A j F j -=是一实偶函数，试问)(t f 有何种对称性______。

关于t=3的偶对称的实信号。

二、计算题（共50分，每小题10分）1. 已知连续时间系统的单位冲激响应)(t h 与激励信号)(t f 的波形如图A-1所示，试由时域求解该系 统的零状态响应)(t y ，画出)(t y 的波形。

信号与系统实验网上答案第一篇：信号与系统实验网上答案目的：通过MATLAB编程实现对时域抽样定理的验证，加深抽样定理的理解。

同时训练应用计算机分析问题的能力。

任务：连续信号f(t)=cos(8*pi*t)+2*sin(40*pi*t)+cos(24*pi*t)，经过理想抽样后得到抽样信号fs(t)，通过理想低通滤波器后重构信号f(t)。

方法：1、确定f(t)的最高频率fm。

对于无限带宽信号，确定最高频率fm的方法：设其频谱的模降到10-5左右时的频率为fm。

2、确定Nyquist抽样间隔TN。

选定两个抽样时间：TSTN。

3、MATLAB的理想抽样为n=-200:200;nTs=n*Ts;或 nTs=-0.04:Ts:0.044、抽样信号通过理想低通滤波器的响应理想低通滤波器的冲激响应为系统响应为由于所以MATLAB计算为ft=fs*Ts*wc/pi*sinc((wc/pi)*(ones(length(nTs),1)*t-nTs'*ones(1,length(t))));要求（画出6幅图）：当TS1、在一幅图中画原连续信号f(t)和抽样信号fS(t)。

f(t)是包络线，fS(t)是离散信号。

2、画出重构的信号y(t)。

3、画出误差图，即error=abs(f(t)-y(t))的波形。

当TS>TN时同样可画出3幅图。

%a wm=40*pi;wc=1.2*wm;%理想低通截止频率Ts=[0.02 0.03];N=length(Ts);for k=1:N;n=-100:100;nTs=n*Ts(k);fs=(cos(8*pi*nTs)+2*sin(40*pi*nTs)+cos(24*pi*nTs)).*(u(nTs+ pi)-u(nTs-pi));t=-0.25:0.001:0.25;ft=fs*Ts(k)*wc/pi*sinc((wc/pi)*(ones(length(nTs),1)*t-nTs'*ones(1,length(t))));t1=-0.25:0.001:0.25;f1=(cos(8*pi*t1)+2*sin(40*pi*t1)+cos(24*pi*t1)).*(u(t1+0.25) -u(t1-0.25));%在一副图中画原连续信号f(t)和样信号f_s(t)。

0<=n<=31x1(n)=sin(pi*n/4)*cos(pi*n/4);x2(n)=cos(pi*n/4)*cos(pi*n/4)x3(n)=sin(pi*n/4)*cos(pi*n/8)分别画出图形,求出其周期。

（1）x1(n)=sin(pi*n/4)*cos(pi*n/4);程序如下：n=0:31x1=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/4)stem(n,x1)MATLAB画出图形如下：05101520253035由上图图可知周期T=4（2）x2(n)=cos(pi*n/4)*cos(pi*n/4)程序如下：n=0:31x2=cos(pi*n/4).*cos(pi*n/4)stem(n,x2)MATLAB画出图形如下：由上图可知周期T=4（3）x3(n)=sin(pi*n/4)*cos(pi*n/8) 程序如下：n=0:31x3=sin(pi*n/4).*cos(pi*n/8)stem(n,x3)MATLAB画出图形如下：05101520253035由上图可知周期T=16Q2当0<=n<=5时，h(n)=n;其他h(n)=0;x(n)=h(n);求y(n)=x(n)*h(n);用stem函数画出y(n).程序如下：n=0:5;y=n.^2;stem(y)MATLAB画出图形如下：Q3:（a）.定义用向量a1和b1描述差分方程y(n)-0.8y(n-1)=2x(n)-x(n-2)表征的因果LTI系统，(b).用在（a）中的系数向量，利用freqz定义H1是在0和pi之间4个等份频率上频率响应的值，omega1是这些频率值。

(c).用在（a）中的系数向量，利用freqz定义H2是在0和2*pi之间4个等份频率上频率响应的值，omega2是这些频率值。

程序如下：n=4a1=[5,0,-4]b1=[10,0,-5][H1,W1]=freqz(b1,a1,n)[H2,W2]=freqz(b1,a1,n,'whole')输出结果如下：n =4a1 =5 0 -4b1 =10 0 -5H1 =5.0000 + 0.0000i 1.7073 - 0.3659i 1.6667 + 0.0000i 1.7073 + 0.3659iW1 =0.78541.57082.3562H2 =5.00001.66675.00001.6667W2 =1.57083.14164.7124Q4X1(n)=u(n)-u(n-8); 其周期N1=8,X2(n)=u(n)-u(n-8); 其周期N2=16,X3(n)=u(n)-u(n-8); 其周期N3=32,(1) 画出这些周期信号在0<=n<=63的图形程序如下：N=64;n=0:63;x1=zeros(1,64);x2=zeros(1,64);x3=zeros(1,64);flag1=0;flag2=0;for i=1:64x1(i)=1;endfor i=1:64if((i>=1&&i<=8)||(i>=17&&i<=24)||(i>=33&&i<=40)||(i>=49&&i<=56)) x2(i)=1;elsex2(i)=0;endendfor i=1:64if((i>=1&&i<=8)||(i>=33&&i<=40))x3(i)=1;elsex3(i)=0;endendstem(n,x1);figure;stem(n,x2);figure;stem(n,x3);用MATLAB画出图形分别如下：010203040506070(2) 求其对应的付氏级数，(分别为a1,a2,a3)并画图。

信号与系统上机实验题全解The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020信号与系统实验报告班级：姓名：学号：成绩：指导教师：目录实验一：一、实验目的二、实验原理三、抄写实验内容，写出程序清单四、记录信号波形实验二：一、实验目的、二、实验原理三、抄写实验内容，写出程序清单四、记录信号波形实验三：一、实验目的二、实验原理三、抄写实验内容，写出程序清单四、记录信号波形实验四：一、实验目的二、实验原理三、抄写实验内容，写出程序清单四、记录信号波形总结心得参考文献（实验要求：每个实验都按照目录的格式填写完整，总结最后一起写。

参考文献最好要写，二级标题为宋体三号字体宋体四号标题的格式按照现有文件格式文件名为学号加姓名）实验一常见信号的MATLAB表示及运算一、实验目的1、熟悉常见信号的意义、特性及波形；2、学会使用MATLAB表示信号的方法并绘制信号波形；3、掌握使用MATLAB进行信号基础运算的指令；4、熟悉MATLAB实现卷积积分的方法。

二、实验原理信号一般是随时间而变化的某些物理量。

按照自变量的取值是否连续，信号分为连续时间信号和离散时间信号，一般用()f kf t和()来表示。

若对信号进行时域分析，就需要绘制其波形，如果信号比较复杂，则手工绘制波形就变得很困难，且难以精确。

MATLAB强大的图形处理功能及符号运算功能，为实现信号的可视化及其时域分析提供了强有力的工具。

根据MATLAB的数值计算功能和符号运算功能，在MATLAB中，信号有两种表示方法，一种是用向量来表示，另一种则是用符号运算的方法。

在采用适当的MATLAB语句表示出信号后，就可以利用MATLAB中的绘图命令绘制出直观的信号波形了。

下面分别介绍连续时间信号和离散时间信号的MATLAB表示及其波形绘制方法。

1.连续时间信号所谓连续时间信号，是指其自变量的取值是连续的，并且除了若干不连续的点外，对于一切自变量的取值，信号都有确定的值与之对应。

信号与系统试题库一、填空题：1. 计算=---)3()()2(t t u e t δ)3(1--t e δ。

2. 已知1131)(+++=s s s X 的收敛域为3}R e {-<s , )(s X 的逆变换为 )()(3t u e t u e t t ------。

3. 信号)()()()(0t t u t u t t x ---=δ的拉普拉斯变换为0}Re{,1110>---s e ss st 。

4. 单位阶跃响应)(t g 是指系统对输入为)(t u 的零状态响应。

5. 系统函数为)3)(2(1)(++=s s s H 的LTI 系统是稳定的，则)(s H 的收敛域为2}R e {->s 。

6. 理想滤波器的频率响应为⎪⎩⎪⎨⎧<≥=πωπωω100,0100,2)(j H ， 如果输入信号为)120co s(5)80cos(10)(t t t x ππ+=, 则输出响应y(t) =)120cos(10t π。

7. 因果LTI 系统的系统函数为342)(2+++=s s s s H , 则描述系统的输入输出关系的微分方程为 )(2)()(3)(4)(22t x dt t dx t y dt t dy dtt y d +=++。

8. 一因果LTI 连续时间系统满足：)(2)(3)()(6)(5)(2222t x dt t dx dt t x d t y dt t dy dt t y d ++=++，则系统的单位冲激响应)(t h 为 )(2)(3t u e t t --δ 。

9.对连续时间信号)600cos(5)400sin(2)(t t t x a ππ+=进行抽样，则其奈奎斯特率为π1200。

10. 给定两个连续时间信号)(t x 和)(t h , 而)(t x 与)(t h 的卷积表示为)(t y ，则)1(-t x 与)1(+t h 的卷积为)(t y 。

信号与系统考试方式：闭卷 考试题型：1、简答题〔5个小题〕，占30分；计算题〔7个大题〕，占70分。

一、简答题：1．dtt df t f x e t y t )()()0()(+=-其中x(0)是初始状态，为全响应，为激励，)()(t y t f 试答复该系统是否是线性的？[答案：非线性]2．)()(sin )('t f t ty t y =+试判断该微分方程表示的系统是线性的还是非线性的，是时变的还是非时变的？[答案：线性时变的]3．有限频带信号)(t f 的最高频率为100Hz ，假设对)3(*)2(t f t f 进行时域取样，求最小取样频率s f =？[答案：400s f Hz =]4．简述无失真传输的理想条件。

[答案：系统的幅频特性为一常数，而相频特性为通过原点的直线]5．求[]⎰∞∞--+dt t t e t )()('2δδ的值。

[答案：3]6．)()(ωj F t f ↔，求信号)52(-t f 的傅立叶变换。

[答案：521(25)()22j f t e F j ωω--↔]7．)(t f 的波形图如下图，画出)2()2(t t f --ε的波形。

[答案： ]8．线性时不变系统，当输入)()()(3t e e t x t t ε--+=时，其零状态响应为)()22()(4t e e t y t t ε--+=，求系统的频率响应。

[答案：())4)(2(52)3(++++ωωωωj j j j ]9．求象函数2)1(32)(++=s s s F ,的初值)0(+f 和终值)(∞f 。

[答案：)0(+f =2，0)(=∞f ]10．假设LTI 离散系统的阶跃响应为)(k g ，求其单位序列响应。

其中：)()21()(k k g k ε=。

[答案：1111()()(1)()()()(1)()()(1)222k k k h k g k g k k k k k εεδε-=--=--=--]11．()1 1 , 0,1,20 , k f k else ==⎧⎨⎩ ，()2 1 , 0,1,2,30 , k k f k else -==⎧⎨⎩设()()()12f k f k f k =*，求()3?f =。

《信号与系统》课程考试样题一、 填空题 （每空2分，共30分）1．线性系统是指同时满足 （1） 性和 (2) 性的系统。

2．连续时间系统的分析方法有 （3） 、 （4） 和 （5） 。

3． ＝ （6） 。

4．已知信号f(t)的带宽为△ω，则信号f(5t+3)的频带宽度为 （7） 。

5．f(t)的傅立叶变换为F(w)，则f(t)cos(ω0t)是频谱搬移，其傅立叶变换为 （8） 。

6．连续时间系统因果的时域条件是 （9） ，稳定的充要条件是 （10） 。

7．已知某离散系统激励为单位阶跃信号之零状态响应（阶跃响应）是g(n)，则其冲激响应h(n)＝ (11） 。

8．该序列的周期为 （12） 。

9．离散时间系统的基本运算单元有 （13） ， （14） ，和 （15） 。

二、选择题 （每个2分，共16分）1．下列叙述正确的有（ ）（A ）各种离散信号都是数字信号； （B ）各种数字信号都是离散信号； （C ）数字信号的幅度只能取1或0； （D ）将模拟信号采样直接得数字信号； 2．已知f(t) F(ω)，则y(t)=f(t)*δ(t+3)的频谱函数Y （ω）＝（ ） （A ）F(ω)e j3ω （B ）F(ω)e -j3ω （C ）F(ω) （D ）f(3)e j3ω 3．若f(t)代表已录制声音的磁带上的信号，则下列表述正确的是（ ） （A ） 2f(t)表示将此磁带的音量减小一倍播放； （B ） f(2t)表示将此磁带以二倍速度加快播放； （C ） f(2t)表示将此磁带放音速度降低一半播放； （D ） f(-t)表示将此磁带上信号延时播放产生的信号。

4．系统的冲激响应与（ ）（A ）输入激励信号有关 （B ）系统的结构有关 （C ）冲激强度有关 （D ）产生冲激时刻有关 5．已知022cos()()st u t LTs ωω+则000cos ()()t t u t t LT ω--（ ）0022220000000222200cos()()()cos()sin()()()st st s t s A eB s s s t t s seCD s s ωωωωωωωω--+++-++6．系统函数为23()56H s s s =++的因果系统属于（ ）系统。

信号与系统考试题及答案（一）1． 系统的激励是)t (e ，响应为)t (r ，若满足dt)t (de )t (r =，则该系统为 线性、时不变、因果。

（是否线性、时不变、因果？） 2． 求积分dt )t ()t (212-+⎰∞∞-δ的值为 5 。

3． 当信号是脉冲信号f(t)时，其 低频分量 主要影响脉冲的顶部，其 高频分量 主要影响脉冲的跳变沿。

4． 若信号f(t)的最高频率是2kHz ，则t)f(2的乃奎斯特抽样频率为 8kHz 。

5． 信号在通过线性系统不产生失真，必须在信号的全部频带内，要求系统幅频特性为 一常数相频特性为_一过原点的直线（群时延）。

6． 系统阶跃响应的上升时间和系统的 截止频率 成反比。

7． 若信号的3s F(s)=(s+4)(s+2)，求该信号的=)j (F ωj 3(j +4)(j +2)ωωω。

8． 为使LTI 连续系统是稳定的，其系统函数)s (H 的极点必须在S 平面的 左半平面 。

9． 已知信号的频谱函数是））00(()j (F ωωδωωδω--+=，则其时间信号f(t)为01sin()t j ωπ。

10． 若信号f(t)的211)s (s )s (F +-=，则其初始值=+)(f 0 1 。

二、判断下列说法的正误，正确请在括号里打“√”，错误请打“×”。

（每小题2分，共10分）1.单位冲激函数总是满足)()(t t -=δδ （ √ ）2.满足绝对可积条件∞<⎰∞∞-dt t f )(的信号一定存在傅立叶变换，不满足这一条件的信号一定不存在傅立叶变换。

（ × ） 3.非周期信号的脉冲宽度越小，其频带宽度越宽。

（ √ ）4.连续LTI 系统的冲激响应的形式取决于系统的特征根，于系统的零点无关。

（ √ ）5.所有周期信号的频谱都是离散谱，并且随频率的增高，幅度谱总是渐小的。

（ × ）三、计算分析题（1、3、4、5题每题10分，2题5分， 6题15分，共60分）1.信号)t (u e )t (f t-=21，信号⎩⎨⎧<<=其他，01012t )t (f ，试求)t (f *)t (f 21。

试卷及答案信号与系统试卷（1）（满分：100分，所有答案一律写在答题纸上）考试班级学号姓名成绩考试日期：年月日，阅卷教师：考试时间 120分钟，试卷题共2页一一线性非时变离散系统，具有一初始状态x(0)，当激励为时f(k)，响应为y(k)=((1/2)k+1)u(k)；若初始状态不变，当激励为-f(k)时，响应y(k)=((-1/2)k-1)u(k)为；试求当初始状态2x(0)为，激励为4f(k)时，系统的响应？（10分）二绘出下列函数的图形（1）.已知一连续时间信号x(t)如图所示，试概略画出信号y(t)=x(2-t/3)的波形图。

（8分）(2). 试概略画出信号y(t)=u(t 2-4) 的波形图。

（8分）三 计算下列函数(1). y(t)=⎰-44(t 2+3t+2)(δ(t)+2δ(t-2))dt （4分） (2). f(t)=e -2t u(t), h(t)= e -2t u(t), y(t)=f(t)*h(t) （8分） (3).f(k)=1,k=0,1,2,3,h(k)=1,k=0,1,2,3,y(k)=f(k)*h(k) （8分）（4） 已知f(t)=e -2t u(t), 求y(t)=[t f(2t)] 的富立叶变换 （8分）（5）y ’(t)+2y(t)=δ(t)+u(t), y(0)=0, 试求y(t)=? （8分） （6）. y(k)-y(k-1)-2y(k-2)=u(k)+2u(k-2), y(-1)= 2,y(-2)= -1/2,试求零输入响应y x (k)=? 零状态响应y f (k)=? （8分）四 一线性非时变因果系统，当激励为u(t)时，响应为)]2()([cos )(cos )(ππ---+=-t u t u t t tu e t g t ，求当激励f(t)=δ(t)时的响应)(t h 。

（10分）五 某一子系统，当输入f(t)=e -t u(t)时，零状态响应y f (t) = (1/2 e -t - e -2t +1/2e -3t )u(t), 试求将两个这样的子系统串联时，总系统的冲激响应。