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