信号与系统课后习题与解答第一章

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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:

图1-1所示信号分别为

⎪⎪⎩

⎪⎪

⎨⎧⎩⎨⎧--⎩⎨⎧--))(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(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)。

2

21⎪⎭⎫ ⎝⎛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(0

n 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;对于分量cos (30t ),其周期。由于

5

T 1π

=

15

T 2π

=

为的最小公倍数,所以此信号的周期。

5

π

21T T 、5

T 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 π

π==(3)因为[])16t (cos 2

25

2252)16t (cos 125)8t (5sin 2

-=-⨯

=所以周期。8

162T π

π==

(4)由于

原函数 n 为正整数

⎨⎧+<≤+-+<≤=2)T (2n t T )12n (,11)T

(2n t 1,2nT 其图形如图1-3所示,所以周期为2T 。

图1-3

1-4对于教材例1-1所示信号,由f (t )求f (-3t-2),但改变运算顺序,先求f (3t )或先求f (-t ),

讨论所得结果是否与原例之结果一致。

解 原信号参见例1-1,下面分别用两种不同于例中所示的运算顺序,由f (t )的波形求得f (-3t-2)的波形。

两种方法分别示于图1-4和图1-5中。

方法一:倍乘

3

2左移

方法二:3

2左移

图1-4

图1-5

1-5 已知f (t ),为求应按下列那种运算求得正确结果(式中都为正值))(0at t f -a t ,0?

(1)左移;)(at f -0t (2)右移;

)(at f 0t (3)左移

;)(at f a t 0

(4)右移。

)(at f -a

t

0解 (1)因为左移,得到的是,所以采用此种

)(at f -0t [])()(00at at f t t a f --=+-运算不行。

(2)因为右移,得到的是,所以采用此运算不行。)(at f 0t [])()(00at at f t t a f -=-(3)因为左移

,得到的是,所以采用此运算不行。

)(at f a t 0)()(00t at f a t t a f +=⎥⎦⎤⎢⎣⎡

+(4)因为右移,得到的是,所以采用此运算不

)(at f -a t 0)()(00at t f a t t a f -=⎥⎦⎤⎢⎣

--行。

1-6 绘出下列各信号的波形:

(1);

)8sin()sin(211t t Ω⎥⎦⎤

⎢⎣⎡Ω+(2)。

[])8sin()sin(1t t ΩΩ+解 (1)波形如图1-6所示(图中)。

)8sin()sin(211)(t t t f Ω⋅⎥⎦

⎢⎣⎡Ω+=

(2)波形如图所示1-7(图中[1)(t f +=1-7 绘出下列各信号的波形:

(1);

[])4sin()()(t T T t u t u π

--(2)。[])4sin()2()(2)(t T

T t u T t u t u π

-+--解 的周期为。)4sin(

t T π2

T (1)波形如图1-8(a )所示(图中)。在区间,内,[])4sin()()(t T

T t u t u π

--[]T ,0包含有的两个周期。)4sin(

t T

π

图1-8

(2)波形如图1-8(b )所示(图中)。在区间[])4sin(

)2()(2)(t T

T t u T t u t u π

-+--内是,相当于将倒像。

[]T T 2,)4sin(t T

π-)4sin(t T

π1-8 试将教材中描述图1-15波形的表达式(1-16)和(1-17)改用阶越信号表示。解 表达式(1-16)为

⎩⎨⎧-==---)

(0)(t t a at

at

e e e t

f ()()∞<≤<

][])()()(][)()(e )(0)(0)(000t t u e t u e t t u e e t t u t u t f t t a at t t a at at --=--+--=-------表达式(1-17)为

⎪⎩⎪⎨⎧∞<≤---<<-=----∞-⎰)

()1(1

)1(1)0()1(1)(0)(00t t e a e a

t t e a

d f t t a at at t ττ借助阶越信号,可将其表示为)(]1[1

)()(1)(]1[1)1(1)]()()[1(1)(0)(0)(000t t u e a t u e a a t t u e a e a t t u t u e a d f t t a at t t a at

at t ----=-⎭

⎬⎫⎩⎨⎧---+---=-------∞

-⎰ττ1-9 粗略绘出下列各函数式的波形图:(1);)()2()(t u e t f t --=(2);)()63()(2t u e e t f t t --+=(3);

)()55()(3t u e e t f t t ---=(4)。

)]2()1()[10cos()(---=-t u t u t e t f t π