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第三章 习题解答(部分)［1］求以下序列)(n x 的频谱()j X e ω，其中0a >。
(2)()an e u n - (5)0sin()()an e n u n ω-解：对题中所给的)(n x 先进行z 变换，再求其频谱。
(2)由于111)]([)(----==ze n u e Z z X a an ，所以ωωωj a ez j e e z X e X j --=-==11)()(。
(5)由于aa a ane z e z e z n u n eZ z X 2201010cos 21sin )]()sin([)(-------+-==ωωω，所以ωωj e z j z X e X ==)()(aj a j a j e e e e e e 2200c o s 21s i n ------+-=ωωωωω ［2］ 设()j X e ω和()j Y e ω分别是()x n 和()y n 的傅里叶变换，试求下面序列的傅里叶变换。
(7)(2)x n (8)(),()20n x n g n n ⎧⎪=⎨⎪⎩＝偶，＝奇解：(7)2)()2()]2([ωωn jn n jn en x en x n x DTFT -∞∞-∞=-∑∑==为偶数 2)]()1()([21ωn j nn e n x n x -∞-∞=-+=∑)(21)(21)(21)(212222⎪⎭⎫⎝⎛+∞-∞=⎪⎭⎫⎝⎛+-∞-∞=-+=+=∑∑πωωπωωj j n n j n n j e X e X e n x e n x(8))()'()2/()]([2''2ωωωj n n j n jn e X en x en x n g DTFT ===∑∑∞-∞=-∞-为偶数［3］求出下面序列的傅里叶变换(1))5(2)(-δ=n n x (4))3()2()(--+=n u n u n x解：由DFT 定义有：(1)ωωωδ52)5(2)(j n jn j e en e X -∞-∞=-=-=∑(4)ωωωωωωj j j n jn n jn j ee e een u n u e X ---=-∞-∞=---==--+=∑∑1)]3()2([)(3222⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=--=------ωωωωωωωωωωωω21sin 25sin 11222225252525j j j j j j j j j j e e e e e e e e e e ［5］已知001,()0,j X e ωωωωωπ⎧≤⎪=⎨<≤⎪⎩，求()j X e ω的傅里叶逆变换()x n 。
第三章习题解答一、判断下列说法是否正确，凡对的在括号内打“√”，否则打“×”。
（1）现测得两个共射放大电路空载时的电压放大倍数均为－100，将它们连成两级放大电路，其电压放大倍数应为10000。
( )（2）阻容耦合多级放大电路各级的Q点相互独立，( )它只能放大交流信号。
( )（3）直接耦合多级放大电路各级的Q点相互影响，( )它只能放大直流信号。
( )（4）只有直接耦合放大电路中晶休管的参数才随温度而变化。
( )（5）互补输出级应采用共集或共漏接法。
( )二、现有基本放大电路：A.共射电路B.共集电路C.共基电路D.共源电路E.共漏电路根据要求选择合适电路组成两级放大电路。
（1）要求输入电阻为1kΩ至2kΩ，电压放大倍数大于3000，第一级应采用，第二级应采用。
（2）要求输入电阻大于10MΩ，电压放大倍数大于300，第一级应采用，第二级应采用。
（3）要求输入电阻为100kΩ～200kΩ，电压放大倍数数值大于100，第一级应采用，第二级应采用。
（4）要求电压放大倍数的数值大于10，输入电阻大于10MΩ，输出电阻小于100Ω，第一级应采用，第二级应采用。
（5）设信号源为内阻很大的电压源，要求将输入电流转换成输出电压，且，输出电阻R o＜100，第一级应采用，第二级应采用。
三、选择合适答案填入空内。
（1）直接耦合放大电路存在零点漂移的原因是。
A.电阻阻值有误差B.晶体管参数的分散性C.晶体管参数受温度影响D.电源电压不稳定（2）集成放大电路采用直接耦合方式的原因是。
A.便于设计B.放大交流信号C.不易制作大容量电容（3）选用差分放大电路的原因是。
A.克服温漂B. 提高输入电阻C.稳定放入倍数（4）差分放大电路的差模信号是两个输入端信号的，共模信号是两个输入端信号的。
A.差B.和C.平均值（5）用恒流源取代长尾式差分放大电路中的发射极电阻R e，将使电路的。
A.差模放大倍数数值增大B.抑制共模信号能力增强C.差模输入电阻增大（6）互补输出级采用共集形式是为了使。
思考题：题3.1.1 组合逻辑电路在结构上不存在输出到输入的 ，因此 状态不影响 状态。
答：反馈回路、输出、输入。
题3.1.2 组合逻辑电路分析是根据给定的逻辑电路图，而确定 。
组合逻辑电路设计是根据给定组合电路的文字描述，设计最简单或者最合理的 。
答：逻辑功能、逻辑电路。
题3.2.1 一组合电路输入信号的变化顺序有以下三种情况，当 时，将可能出现竞争冒险。
（A ）00→01→11→10 （B ）00→01→10→11 （C ）00→10→11→01 答：B题3.2.2 清除竞争冒险的常用方法有（1）电路输出端加 ；（2）输入加 ；（3）增加 。
答：电容，选通脉冲，冗余项。
题3.2.3 门电路的延时时间是产生组合逻辑电路竞争与冒险的唯一原因。
（ ） 答：×题3.2.4 根据毛刺产生的方向，组合逻辑的冒险可分为 冒险和 冒险。
答：1型、0型。
题3.2.5 传统的判别方法可采用 和 法来判断组合电路是否存在冒险。
答：代数法、卡诺图。
题3.3.1 进程行为之间执行顺序为 ，进程行为内部执行顺序为 。
答：同时、依次。
题3.3.2 行为描述的基本单元是 ，结构描述的基本单元是 。
答：进程、调用元件语句。
题3.3.3 结构体中的每条VHDL 语句的执行顺序与排列顺序 。
答：无关题3.4.1串行加法器进位信号采用 传递，而并行加法器的进位信号采用 传递。
（A ）超前，逐位 （B ）逐位，超前 （C ）逐位，逐位 （D ）超前，超前 答：B题3.4.2 一个有使能端的译码器作数据分配器时，将数据输入端信号连接在 。
答：使能端题 3.4.3 优先编码器输入为70I I -（0I 优先级别最高），输出为2F 、1F 、0F （2F 为高位）。
当使能输入00,651====I I I S 时，输出012F F F 应为 。
答：110题3.4.4 用4位二进制比较器7485实现20位二进制数并行比较，需要 片。
第3章 力学基本定律与守恒律 习题及答案1．作用在质量为10 kg 的物体上的力为i t F)210(+=N ，式中t 的单位是s ，(1)求4s 后，这物体的动量和速度的变化．(2)为了使这力的冲量为200 N ·s ，该力应在这物体上作用多久，试就一原来静止的物体和一个具有初速度j 6-m ·s -1的物体,回答这两个问题．解: (1)若物体原来静止，则i t i t t F p t 1401s m kg 56d )210(d -⋅⋅=+==∆⎰⎰,沿x 轴正向，ip I imp v111111s m kg 56s m 6.5--⋅⋅=∆=⋅=∆=∆ 若物体原来具有6-1s m -⋅初速，则⎰⎰+-=+-=-=t tt F v m t m F v m p v m p 000000d )d (,于是⎰∆==-=∆t p t F p p p 0102d,同理， 12v v ∆=∆,12I I=这说明，只要力函数不变，作用时间相同，则不管物体有无初动量，也不管初动量有多大，那么物体获得的动量的增量(亦即冲量)就一定相同，这就是动量定理． (2)同上理，两种情况中的作用时间相同，即⎰+=+=tt t t t I 0210d )210(亦即 0200102=-+t t 解得s 10=t ，(s 20='t 舍去)2．一颗子弹由枪口射出时速率为10s m -⋅v ，当子弹在枪筒内被加速时，它所受的合力为 F =(bt a -)N(b a ,为常数)，其中t 以秒为单位：(1)假设子弹运行到枪口处合力刚好为零，试计算子弹走完枪筒全长所需时间；(2)求子弹所受的冲量．(3)求子弹的质量． 解: (1)由题意，子弹到枪口时，有0)(=-=bt a F ,得ba t =(2)子弹所受的冲量⎰-=-=tbt at t bt a I 0221d )(将bat =代入，得 ba I 22=(3)由动量定理可求得子弹的质量202bv a v I m == 3．如图所示，一质量为m 的球，在质量为M 半径为R 的1/4圆弧形滑槽中从静止滑下。
第3章习题及参考解答1．指出下列各指令中源操作数和目的操作数的寻址方式。
(1)MOV DI，100(2)MOV CX．100[SI](3)MOV [SI]，AX(4)ADD AX，[BX+DI](5)AND AX，BX(6)MOV DX，[1000](7)MOV BX，[BP+DI+100](8)PUSHF(9)SUB [1050]，CX(10)AND DH，[BP+4]解源操作数目的操作数(1)立即寻址寄存器寻址(2)变址寻址寄存器寻址(3)寄存器寻址寄存器间接寻址(4)基址加变址寻址寄存器寻址(5)寄存器寻址寄存器寻址(6)直接寻址寄存器寻址(7)基址加变址寻址寄存器寻址(8)寄存器寻址寄存器间接寻址(9)寄存器寻址直接寻址(10)变址寻址寄存器寻址2．试述指令MOV AX，2000H和MOV AX，DS：[2000H]的区别?解区别有三条：(1)MOV AX，2000H对源操作数是立即寻址，而MOV AX．[2000H]对源操作数是直接寻址；(2)前者功能是把立即数2000H送入AX中，而后者是把内存2000H单元与2001H单元的内容取出送入AX 中；(3)两者的机器代码不同，执行速度也不同，前者执行时间快，后者执行时间慢。
4．若DS＝4000H，BX＝0800H，[40800H]＝05AOH，[40802H]＝2000H，求执行指令LDS SI，[BX]后，DS与SI中的内容。
若上题中的DS换成ES，其他条件不变，求执行指令LES DI，[BX]后，ES与DI 中的内容。
解SI=05AOH，DS=2000HDI=05AOH，ES=2000H5．若AX＝98ABH，BX=A8BCH。
求执行指令ADD AX，BX后，AX与BX中的内容，并指出SF，ZF，AF，PF，CF和OF的状态。
解AX=4167H，BX=A8BCH，SFZFAFPFCFOF＝001011B。
6．若CX=6700H，DX=78FFH，CF=1。
习题
1. 熟悉Simulink 中的Signal Processing Blockset 模块库的组成部分，并选择某些模块阅读其Help 文档。
解：（略）
2.利用信号处理模块库中的模块，构造并仿真信号
()()()()312---+=n n u n n f δδ。
解：
图3-1习题3-2仿真框图
（1）
选择模块搭建模型，接着设定各模块的参数。
双击鼠标左键，逐个打开各模块，修改各模块中的参数。
在本例中，Discrete Impulse1模块参数设置如图3-2所示。
Discrete Impulse 模块参数设置如图3-3所示。
Gain 模块中设置Gain 参数为1-。
Buffer 模块中的Output Buffer Size 参数设为20，设置Vector Scopes 模块中的Line Properties 的Line Markes 为“stem ”，Constant 模块的Constant Value 参数设为2，Delay 模块的Delay 参数为1，其余模块采用默认参数。
（2）
仿真结果，如图3-4所示。
图3-2 Discrete Impulse1模块参数设置
图3-3 Discrete Impulse 模块参数设置
图3-4仿真结果
3.利用Signal From Workspace 模块，生成仿真信号
()10,...,2,12==-n e n x n
解：
图3-5习题3-3仿真框图
（1）构造仿真框图如图3-5所示，在matlab 的工作空间中输入下列语句
（2）设置仿真参数，其中signal From Workspace 模块的参数设置如图3-6所示，buffer
的output buffer size 参数设为20，Vector Scope 模块参数设置如图3-7所示，仿真，仿真结果如图3-8所示。
图3-6 Signal From Workspace 模块参数设置
图3-7 Vector Scope 模块参数设置
图3-8 习题3-3仿真结果
4.设信号(){
}
4,3,2,1↑
=n x ，试利用Simulink 计算8=N 点的离散傅立叶变换。
解：（1）选择模块搭建模型，如图3-9所示
图3-9 习题3-4仿真模型
（2）设置模块参数，其中signal from workspace模块参数设置如图3-10所示，在matlab工作空间输入x=[1 2 3 4]。
（3）仿真，得到仿真结果，在工作空间中输入yout，可得如图3-11所示结果。
图3-10Signal From Workspace模块参数设置
图3-11 仿真结果
5.设计一巴特沃思数字低通滤波器，使其满足：通带截止频率为π4.0，通带波纹小于
50，试用FDAtool设计该数字低通5.0；阻带截止频率为π6.0，阻带最小衰减dB
dB
滤波器，并生成脉冲响应曲线和频率响应曲线。
解：（1）找出FDAtool，如图3-12所示
图3-12FDAtool
（2）双击Digtal Filter Design模块，打开如图3-13所示对话界面，根据要求输入参数，
图3-13 滤波器设计对话界面
(3)点击工具栏中的Impulse选项，可得冲激响应曲线，如图3-14所示。
图3-14冲激响应
（4）频率响应曲线如图3-15所示
图3-15幅频特性和相频特性
6.设计一数字切比雪夫带通滤波器，使其满足：
（1）当
Hz
f
Hz400
200≤
≤，波纹dB
2
1
≤
δ
（2）当
Hz
f
Hz
f600
,
100≥
≤，衰减dB
30
2
≥
δ
（3）抽样频率
kHz f
s
2
=
试设计该数字滤波器，并构造输入信号仿真观测滤波效果。
解：（1）选择模块搭建仿真模型，如图3-16所示
图3-16习题3-6仿真模型示例
（2）设置参数，输入滤波器的设计参数，可得如图3-17所示，输入sine wave模块参数设置分别如图3-18和3-19所示。
图3-17带通滤波器设计对话界面
图3-18 sine wave参数设置
图3-19sine wave1的参数设置
（3）仿真结果
图3-20滤波前图3-21滤波后
7.设计一巴特沃思数字高通滤波器，使其满足：
（1）当
kHz
f3
≤，衰减dB
30
2
≥
δ
（2）当
kHz
f5
≥，波纹dB
2
1
≤
δ
（3）抽样频率
kHz f
s
20
=
试设计该数字滤波器，并构造输入信号仿真观测滤波效果。
解：（1）选择模块搭建仿真模型，如图3-22所示
图3-22习题3-7仿真模型示例
（2）设置参数，输入滤波器的设计参数，可得如图3-23所示，输入sine wave模块参数设置如图3-24，chirp模块参数设置如图3-25所示。
图3-17高通滤波器设计对话界面
图3-24 sine wave参数设置
（3）仿真结果
图3-26滤波前
图3-27滤波后
11. 运用Signal Processing Blockset中的Sources模块库，产生一平稳随机过程，利用功率谱估计模块库中的各功率谱估计模块研究该平稳随机过程的功率谱。
解：（1）选择模块构造仿真模型，如图3-28所示
图3-28 习题3-11仿真框图模型
（2）设置各模块参数，其中random source模块参数设置如图3-29所示，buffer模块的output buffer size参数设置为256，Periodogram的window type定义为hamming窗，其他各种功率谱估计的FFT length参数均设为256。
图3-29 random source模块参数设置
(3)仿真，输出仿真结果，如图3-30所示
图3-30 仿真结果
12.自行录入一段语音信号，并对其做4倍抽取运算，观测抽取前与抽取后的频谱变化。
解：（1）选择模块构造仿真框图，如图3-31所示
图3-31习题3-11仿真模型框图
（2）在matlab工作空间输入下列命令，读入语音信号，
[x,fs]=wavread('ceshi.wav');
（3）设置各模块参数。
Buffer模块参数设置如图3-32所示，signal from workspace 模块参数设置如图3-33所示。
图3-32 Buffer模块参数设置
图3-33signal from workspace 模块参数设置
（4）仿真结果
图3-34抽取前
图3-35抽取后
13. 对习题12中经抽取运算后的语音信号，观测其频谱，并保留其频率低于π5.0的分量，试设计4=L 的等纹波FIR 滤波器。
解：
（1） 选择模块搭建仿真框图，如图3-36所示
图3-36 习题3-13仿真框图
（2）设置各模块参数，digital filter design2模块的设计参数如图3-37所示，digital filter design1模块的设计参数如图3-38所示。
图3-37digital filter design2模块设置对话框
（3）仿真，仿真结果
频谱
图3-41一次滤波后又经过抽取滤波器后进行抽取的语音信号的频谱。
