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==============================绪论==============================1. A/D 8bit 5V 00000000 0V 00000001 20mV 00000010 40mV 00011101 29mV==================第一章 时域离散时间信号与系统==================1.①写出图示序列的表达式答：3)1.5δ(n 2)2δ(n 1)δ(n 2δ(n)1)δ(n x(n)-+---+++= ②用δ(n) 表示y (n )={2,7,19,28,29,15}2. ①求下列周期)54sin()8sin()4()51cos()3()54sin()2()8sin()1(n n n n n ππππ-②判断下面的序列是否是周期的; 若是周期的， 确定其周期。
（1）A是常数 8ππn 73Acos x(n)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-= （2）)81(j e )(π-=n n x 解： （1） 因为ω=73π, 所以314π2=ω, 这是有理数， 因此是周期序列， 周期T =14。
（2） 因为ω=81, 所以ωπ2=16π, 这是无理数， 因此是非周期序列。
③序列)Acos(nw x(n)0ϕ+=是周期序列的条件是是有理数2π/w 0。
3.加法乘法序列{2，3，2，1}与序列{2，3，5，2，1}相加为__{4，6，7，3，1}__，相乘为___{4，9，10，2} 。
移位翻转：①已知x(n)波形，画出x(-n)的波形图。
②尺度变换：已知x(n)波形，画出x(2n)及x(n/2)波形图。
卷积和：①h(n)*求x(n)，其他02n 0n 3，h(n)其他03n 0n/2设x(n) 例、⎩⎨⎧≤≤-=⎩⎨⎧≤≤= }23,4,7,4，23{0,h(n)*答案：x(n)=②已知x (n )={1,2,4,3},h (n )={2,3,5}, 求y (n )=x (n )*h (n )x (m )={1,2,4,3},h (m )={2,3,5}，则h (-m )={5,3,2}(Step1:翻转)解得y (n )={2,7,19,28,29,15}③(n)x *(n)x 3)，求x(n)u(n u(n)x 2),2δ(n 1)3δ(n δ(n)2、已知x 2121=--=-+-+=}{1,4,6,5,2答案：x(n)=4.如果输入信号为，求下述系统的输出信号。
数字信号处理课答案1.2 教材第一章习题解答1.用单位脉冲序列(n)及其加权和表示题1图所示的序列。
解：2n 5, 4 n 12.给定信号：x(n) 6,0 n 40,其它(1)画出x(n)序列的波形，标上各序列的值；(2)试用延迟单位脉冲序列及其加权和表示x(n)序列；(3)令x i(n) 2x(n 2)，试画出X i(n)波形；(4)令X2(n) 2x(n 2)，试画出x?(n)波形；(5)令^(n) 2x(2 n)，试画出X3(n)波形。
解：(1) X(n)的波形如题2解图(一)所示。
( 2)(3)X1(n)的波形是x(n)的波形右移2位，在乘以2,画出图形如题 2 解图(二) 所示。
(4)X2(n)的波形是x(n)的波形左移2位，在乘以2,画出图形如题 2 解图(三) 所示。
(5)画X3( n)时，先画x(-n)的波形，然后再右移2位，X3(n)波形如题 2 解图(四) 所示3.判断下面的序列是否是周期的，若是周期的，确定其周期。
(1)x(n) Acos(3 n ), A 是常数；7 8(2)x(n) e心)。
解：(1)w 3 , - 14，这是有理数，因此是周期序列，周期是T=14 ；7 w 3(2)w 1,2 16，这是无理数，因此是非周期序列。
8 w5.设系统分别用下面的差分方程描述，x(n)与y(n)分别表示系统输入和输出，判断系统是否是线性非时变的。
(1)y(n)x( n) 2x( n1) 3x(n 2)；(3)y(n)x(n n。
)，n。
为整常数；(5)y(n)x2(n)；(7)y(n)nx(m)。
m。
解:(1)令：输入为x(n n°)，输出为y'(n) x(n n。
)2x(n n。
1) 3x(n 山2)y(n n。
) x(n n。
)2x(n n。
1) 3x(n n。
2) y(n)故该系统是时不变系统。
故该系统是线性系统。
(3)这是一个延时器，延时器是一个线性时不变系统，下面予以证明。
第3章 离散时间信号与系统时域分析3．1画出下列序列的波形（2）1()0.5(1)n x n u n -=- n=0:8; x=(1/2).^n;n1=n+1; stem(n1,x);axis([-2,9,-0.5,3]); ylabel('x(n)'); xlabel('n');(3) ()0.5()nx n u n =-（）n=0:8; x=(-1/2).^n;stem(n,x);axis([-2,9,-0.5,3]); ylabel('x(n)'); xlabel('n');3.8 已知1,020,36(),2,780,..n n x n n other n≤≤⎧⎪≤≤⎪=⎨≤≤⎪⎪⎩,14()0..n n h n other n≤≤⎧=⎨⎩，求卷积()()*()y n x n h n =并用Matlab 检查结果。
解：竖式乘法计算线性卷积： 1 1 1 0 0 0 0 2 2）01 2 3 4）14 4 4 0 0 0 0 8 83 3 3 0 0 0 0 6 62 2 2 0 0 0 0 4 41 1 1 0 0 0 02 21 3 6 9 7 4 02 6 10 14 8）1x (n )nx (n )nMatlab 程序:x1=[1 1 1 0 0 0 0 2 2]; n1=0:8; x2=[1 2 3 4]; n2=1:4; n0=n1(1)+n2(1);N=length(n1)+length(n2)-1; n=n0:n0+N-1; x=conv(x1,x2); stem(n,x);ylabel('x(n)=x1(n)*x2(n)');xlabel('n'); 结果：x = 1 3 6 9 7 4 0 2 6 10 14 83.12 (1) 37πx （n ）=5sin(n) 解：2214337w πππ==，所以N=14 (2) 326n ππ-x （n ）=sin()-sin(n)解：22211213322212,2122612T N w T N w N ππππππ=========，所以(6) 3228n π-x （n ）=5sin()-cos(n) 解：22161116313822222()T N w T w x n ππππππ=======，为无理数，所以不是周期序列所以不是周期序列3.20 已知差分方程2()3(1)(2)2()y n y n y n x n --+-=，()4()nx n u n -=，(1)4y -=，(2)10,y -=用Mtalab 编程求系统的完全响应和零状态响应，并画出图形。
数字信号处理课后答案教材第一章习题解答1.用单位脉冲序列()nδ及其加权和表示题1图所示的序列。
解：2.给定信号：25,41 ()6,040,n nx n n+-≤≤-⎧⎪=≤≤⎨⎪⎩其它（1）画出()x n序列的波形，标上各序列的值；（2）试用延迟单位脉冲序列及其加权和表示()x n序列；（3）令1()2(2)x n x n=-，试画出1()x n波形；（4）令2()2(2)x n x n=+，试画出2()x n波形；（5）令3()2(2)x n x n=-，试画出3()x n波形。
解：（1）x(n)的波形如题2解图（一）所示。
（2）（3）1()x n的波形是x(n)的波形右移2位，在乘以2，画出图形如题2解图（二）所示。
（4）2()x n的波形是x(n)的波形左移2位，在乘以2，画出图形如题2解图（三）所示。
（5）画3()x n时，先画x(-n)的波形，然后再右移2位，3()x n波形如题2解图（四）所示。
3.判断下面的序列是否是周期的，若是周期的，确定其周期。
（1）3()cos()78x n A n ππ=-，A 是常数；（2）1()8()j n x n e π-=。
解：（1）3214,73w w ππ==，这是有理数，因此是周期序列，周期是T=14；（2）12,168w wππ==，这是无理数，因此是非周期序列。
5.设系统分别用下面的差分方程描述，()x n 与()y n 分别表示系统输入和输出，判断系统是否是线性非时变的。
（1）()()2(1)3(2)y n x n x n x n =+-+-； （3）0()()y n x n n =-，0n 为整常数； （5）2()()y n x n =； （7）0()()nm y n x m ==∑。
解：（1）令：输入为0()x n n -，输出为'000'0000()()2(1)3(2)()()2(1)3(2)()y n x n n x n n x n n y n n x n n x n n x n n y n =-+--+---=-+--+--=故该系统是时不变系统。
第一章
1-1画出下列序列的示意图
(1)
(2)
(3)
(1)
(2)
(3)
1-2已知序列x(n)的图形如图1.41，试画出下列序列的示意图。
图1.41 信号x(n)的波形
(1) (2)
(3) (4)
(5) (6)
(修正：n=4处的值为0，不是3）（修正：应该再向右移4个采样点）1-3判断下列序列是否满足周期性，若满足求其基本周期
(1)
解：非周期序列;
(2)
解：为周期序列，基本周期N=5;
(3)
解：，，取
为周期序列，基本周期。
(4)
解：
其中，为常数
，取，，取
则为周期序列，基本周期N=40。
1-4 判断下列系统是否为线性的？是否为移不变的？
(1)非线性移不变系统
(2) 非线性移变系统
(3) 非线性移不变系统
(4) 线性移不变系统
(5) 线性移不变系统（修正：线性移变系统）
1-5判断下列系统是否为因果的？是否为稳定的？
(1) ，其中因果非稳定系统
(2) 非因果稳定系统
(3) 非因果稳定系统
(4) 非因果非稳定系统
(5) 因果稳定系统
1-6已知线性移不变系统的输入为x(n)，系统的单位脉冲响应为h(n)，试求系统的输出y(n)及其示意图
(1)
(2)
(3)
解：（1）
（2）
（3）
1-7若采样信号m(t)的采样频率fs=1500Hz，下列信号经m(t)采样后哪些信号不失真？
(1)
(2)
(3)
解：
(1)采样不失真
(2)采样不失真
(3)
，采样失真
1-8已知,采样信号的采样周期为。
(1) 的截止模拟角频率是多少？
(2)将进行A/D采样后，的数字角频率与的模拟角频率的关系如何？
(3)若，求的数字截止角频率。
解：
(1)
(2)
(3)
1-9计算下列序列的Z变换，并标明收敛域。
(1) (2)
(3) (4)
(5)
解：
(1)
(2)
(3)
(4) ，，收敛域不存在
(5)
1-10利用Z变换性质求下列序列的Z变换。
(1)
(2)
(3)
(4)
解：(1) ,
(2) ,
(3)
,
(4) ,
1-11利用Z变换性质求下列序列的卷积和。
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
解：
(1) ，,，
,
(2) ,，
,
(3) , ，
,
(4) ，
,
(5) ,，
，
(6) ，，
，
1-12利用的自相关序列定义为，试用的Z变换来表示
的Z变换。
解：
1-13求序列的单边Z变换X(Z).
解：
所以：
1-14试求下列函数的逆Z变换
(1)
(2)
(3)
(4) ，整个Z平面（除z=0点）
(5)
(6)
解：
(1)
(2) ，
(3)
(4)
(5)
(6)
1-15已知因果序列的Z变换如下，试求该序列的初值及终值。
(1)
(2)
(3)
解：
(1)
,
(2)
，
(3)
，
1-16若存在一离散时间系统的系统函数，根据下面的收敛域，求系统的单位脉冲响应，并判断系统是否因果？是否稳定？
(1) ，(2) ， (3)
解：
(1) ，，因果不稳定系统
(2) ，，非因果稳定系统
(3) ，，非因果非稳定系统
1-17一个因果系统由下面的差分方程描述
(1)求系统函数及其收敛域；
(2)求系统的单位脉冲响应。
解：
(1)，
(2)
1-18若当时；时,其中N为整数。
试证明：
(1)，其中，
(2)，收敛域
证明：
(1)令，则
其中,
(2) ,
1-19一系统的系统方程及初时条件分别如下：
，
(1)试求零输入响应，零状态响应，全响应；
(2)画出系统的模拟框图
解：
(1)零输入响应
，
，得，则 零状态响应
，
，
则
(2)系统模拟框图
1-20若线性移不变离散系统的单位阶跃响应,
(1)求系统函数和单位脉冲响应；
(2)使系统的零状态，求输入序列；
(3)若已知激励，求系统的稳态响应。
解：
(1)
激励信号为阶跃信号，
，
(2)若系统零状态响应
则
(3) 若，则从可以判断出稳定分量为：
1-21设连续时间函数的拉普拉斯变换为，现对以周期T进行抽样得到离散时间函数，试证明的Z变换满足：
证明：，则
当时
1-22设序列的自相关序列定义为，设。
试证明：当为的一个极点时，是的极点。
证明：
，故当为的一个极点时，也是的极点。
1-23研究一个具有如下系统函数的线性移不变因果系统，其中为常数。
(1)求使系统稳定的的取值范围；
(2)在Z平面上用图解法证明系统是一个全通系统。
解：
(1) ，若系统稳定则，极点，零点
(2) ，
系统为全通系统
1-24一离散系统如图，其中为单位延时单位，为激励，为响应。
(1)求系统的差分方程；
(2)写出系统转移函数并画出平面极点分布图；
(3)求系统单位脉冲响应
(4)保持不变，画出节省了一个延时单元的系统模拟图。
解：(1)
(2)
(3)系统的单位脉冲响应
(4)
1-24线性移不变离散时间系统的差分方程为
(1)求系统函数；
(2)画出系统的一种模拟框图；
(3)求使系统稳定的A的取值范围。
解：(1)
系统函数
(2)
(3)若使系统稳定，系统极点,则。
