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数字信号处理习题解答 第二章 数据采集技术基础2。
1 有一个理想采样系统，其采样角频率Ωs =6π，采样后经理想低通滤波器H a （j Ω)还原,其中⎪⎩⎪⎨⎧≥Ω<Ω=Ωππ30321)(，，j H a 现有两个输入，x 1（t ）=cos2πt ，x 2(t )=cos5πt 。
试问输出信号y 1(t )，y 2(t ）有无失真？为什么？分析:要想时域采样后能不失真地还原出原信号,则采样角频率Ωs 必须大于等于信号谱最高角频率Ωh 的2倍，即满足Ωs ≥2Ωh 。
解:已知采样角频率Ωs =6π，则由香农采样定理，可得 因为x 1(t ）=cos2πt ，而频谱中最高角频率πππ32621=<=Ωh ,所以y 1(t ）无失真；因为x 2（t )=cos5πt ,而频谱中最高角频率πππ32652=>=Ωh ，所以y 2(t )失真。
2.2 设模拟信号x (t )=3cos2000πt +5sin6000πt +10cos12000πt ,求：（1） 该信号的最小采样频率；（2） 若采样频率f s =5000Hz ，其采样后的输出信号； 分析:利用信号的采样定理及采样公式来求解.错误!采样定理采样后信号不失真的条件为：信号的采样频率f s 不小于其最高频率f m 的两倍，即f s ≥2f m○，2采样公式)()()(s nT t nT x t x n x s===解：（1）在模拟信号中含有的频率成分是f 1=1000Hz ，f 2=3000Hz,f 3=6000Hz∴信号的最高频率f m =6000Hz由采样定理f s ≥2f m ，得信号的最小采样频率f s =2f m =12kHz (2）由于采样频率f s =5kHz,则采样后的输出信号⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛====n n n n n n n n n n n f n x nT x t x n x s s nT t s522sin 5512cos 13512cos 10522sin 5512cos 35112cos 105212sin 5512cos 3562cos 10532sin 5512cos 3)()()(πππππππππππ 说明：由上式可见,采样后的信号中只出现1kHz 和2kHz 的频率成分，即kHzf f f kHzf f f ss 25000200052150001000512211======，，若由理想内插函数将此采样信号恢复成模拟信号,则恢复后的模拟信号()()t t t f t f t y ππππ4000sin 52000cos 132sin 52cos 13)(21-=-=可见，恢复后的模拟信号y (t ) 不同于原模拟信号x (t )，存在失真，这是由于采样频率不满足采样定理的要求，而产生混叠的结果.第三章 傅里叶分析I. 傅里叶变换概述3。
信号处理器基础知识单选题100道及答案解析1. 信号处理器的主要功能是（）A. 放大信号B. 滤波C. 对信号进行处理和变换D. 存储信号答案：C解析：信号处理器的核心功能就是对输入的信号进行各种处理和变换，以满足特定的需求。
2. 以下哪种不是常见的信号处理器类型（）A. 模拟信号处理器B. 数字信号处理器C. 混合信号处理器D. 机械信号处理器答案：D解析：机械信号处理器不是常见的信号处理器类型，常见的是模拟、数字和混合信号处理器。
3. 数字信号处理器相比模拟信号处理器的优势在于（）A. 精度高B. 速度快C. 成本低D. 无需校准答案：A解析：数字信号处理器具有更高的精度，因为数字信号的表示更精确。
4. 信号处理器中的采样定理指出，采样频率至少应为信号最高频率的（）A. 一倍B. 两倍C. 三倍D. 四倍答案：B解析：根据采样定理，采样频率应至少是信号最高频率的两倍，才能准确还原原始信号。
5. 在信号处理中，用于去除噪声的常见方法是（）A. 卷积B. 傅里叶变换C. 中值滤波D. 拉普拉斯变换答案：C解析：中值滤波常用于去除噪声。
6. 以下哪个不是信号处理器的性能指标（）A. 功耗B. 分辨率C. 颜色D. 处理速度答案：C解析：颜色不是信号处理器的性能指标，功耗、分辨率和处理速度是常见的性能指标。
7. 快速傅里叶变换（FFT）在信号处理中的主要作用是（）A. 压缩信号B. 频率分析C. 信号增强D. 信号合成答案：B解析：FFT 用于对信号进行频率分析。
8. 信号处理器中的量化误差主要来源于（）A. 采样B. 编码C. 滤波D. 放大答案：B解析：量化误差主要在编码过程中产生。
9. 以下哪种算法常用于信号处理器的自适应滤波（）A. 最小均方算法B. 卡尔曼滤波算法C. 维纳滤波算法D. 以上都是答案：D解析：最小均方算法、卡尔曼滤波算法和维纳滤波算法都常用于自适应滤波。
10. 信号处理器的工作频率取决于（）A. 时钟频率B. 输入信号频率C. 输出信号频率D. 噪声频率答案：A解析：工作频率主要由时钟频率决定。
数字信号处理习题解答 第二章 数据采集技术基础2.1 有一个理想采样系统，其采样角频率Ωs =6π，采样后经理想低通滤波器H a (j Ω)还原，其中⎪⎩⎪⎨⎧≥Ω<Ω=Ωππ30321)(，，j H a 现有两个输入，x 1(t )=cos2πt ，x 2(t )=cos5πt 。
试问输出信号y 1(t )，y 2(t )有无失真？为什么？分析：要想时域采样后能不失真地还原出原信号，则采样角频率Ωs 必须大于等于信号谱最高角频率Ωh 的2倍，即满足Ωs ≥2Ωh 。
解：已知采样角频率Ωs =6π，则由香农采样定理，可得 因为x 1(t )=cos2πt ，而频谱中最高角频率πππ32621=<=Ωh ，所以y 1(t )无失真；因为x 2(t )=cos5πt ，而频谱中最高角频率πππ32652=>=Ωh ，所以y 2(t )失真。
2.2 设模拟信号x (t )=3cos2000πt +5sin6000πt +10cos12000πt ，求：（1） 该信号的最小采样频率；（2） 若采样频率f s =5000Hz ，其采样后的输出信号； 分析：利用信号的采样定理及采样公式来求解。
○1采样定理 采样后信号不失真的条件为：信号的采样频率f s 不小于其最高频率f m 的两倍，即f s ≥2f m○2采样公式 )()()(s nT t nT x t x n x s===解：（1）在模拟信号中含有的频率成分是f 1=1000Hz ，f 2=3000Hz ，f 3=6000Hz∴信号的最高频率f m =6000Hz由采样定理f s ≥2f m ，得信号的最小采样频率f s =2f m =12kHz （2）由于采样频率f s =5kHz ，则采样后的输出信号⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫⎝⎛====n n n n n n n n n n n f n x nT x t x n x s s nTt s522sin 5512cos 13512cos 10522sin 5512cos 35112cos 105212sin 5512cos 3562cos 10532sin 5512cos 3)()()(πππππππππππ 说明：由上式可见，采样后的信号中只出现1kHz 和2kHz 的频率成分，即kHzf f f kHzf f f ss 25000200052150001000512211======，，若由理想内插函数将此采样信号恢复成模拟信号，则恢复后的模拟信号()()t t t f t f t y ππππ4000sin 52000cos 132sin 52cos 13)(21-=-=可见，恢复后的模拟信号y (t ) 不同于原模拟信号x (t )，存在失真，这是由于采样频率不满足采样定理的要求，而产生混叠的结果。
数字信号处理试题及答案一、选择题1. 数字信号处理中的离散傅里叶变换（DFT）是傅里叶变换的______。
A. 连续形式B. 离散形式C. 快速算法D. 近似计算答案：B2. 在数字信号处理中，若信号是周期的，则其傅里叶变换是______。
A. 周期的B. 非周期的C. 连续的D. 离散的答案：A二、填空题1. 数字信号处理中，______是将模拟信号转换为数字信号的过程。
答案：采样2. 快速傅里叶变换（FFT）是一种高效的______算法。
答案：DFT三、简答题1. 简述数字滤波器的基本原理。
答案：数字滤波器的基本原理是根据信号的频率特性，通过数学运算对信号进行滤波处理。
它通常包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等类型，用于选择性地保留或抑制信号中的某些频率成分。
2. 解释什么是窗函数，并说明其在信号处理中的作用。
答案：窗函数是一种数学函数，用于对信号进行加权，以减少信号在离散化过程中的不连续性带来的影响。
在信号处理中，窗函数用于平滑信号的开始和结束部分，减少频谱泄露效应，提高频谱分析的准确性。
四、计算题1. 给定一个信号 x[n] = {1, 2, 3, 4}，计算其 DFT X[k]。
答案：首先，根据 DFT 的定义，计算 X[k] 的每个分量：X[0] = 1 + 2 + 3 + 4 = 10X[1] = 1 - 2 + 3 - 4 = -2X[2] = 1 + 2 - 3 - 4 = -4X[3] = 1 - 2 - 3 + 4 = 0因此，X[k] = {10, -2, -4, 0}。
2. 已知一个低通滤波器的截止频率为0.3π rad/sample，设计一个简单的理想低通滤波器。
答案：理想低通滤波器的频率响应为：H(ω) = { 1, |ω| ≤ 0.3π{ 0, |ω| > 0.3π }五、论述题1. 论述数字信号处理在现代通信系统中的应用及其重要性。
答案：数字信号处理在现代通信系统中扮演着至关重要的角色。
信号处理应用期末试题及答案汇总
1. 请简述时域和频域的概念和特点。
答：时域和频域都是一种信号分析方法。
时域分析的方式是基于时间的，它可以展示信号的振幅和时间。
频域则是基于频率的，能够将信号分解成一些基本频率的足够多的正弦和余弦波的和。
在频域分析中，我们可以通过振幅和相位来理解信号的一些性质和信息。
时域特点有：反映信号的波形，直观易懂；频域特点有：反映信号的频谱分布，分析精度高。
2. 请简述抽样定理的概念及作用。
答：抽样定理又称奈奎斯特定理，指信号的采样频率必须大于信号最高频率的两倍。
其作用在于保证在抽样时不会丢失信号的信息。
3. 请简述简单滤波器的概念及分类方法。
答：滤波器是用于将信号中不需要的部分去掉的电路。
按照滤波器传递的频率范围将滤波器分为：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
按照滤波器的实现方式将滤波器分为：主动滤波器和被动滤波器。
4. 请简述傅里叶变换的概念及应用。
答：傅里叶变换是一种将信号从时域（例如，信号的波形）转换到频域（例如，处理信号的频率成分）的数学方法。
应用包括但不限于信号分析、晶体学、波动方程（包括热传导、振动、重力、电磁和声波方程）和量子力学。
它可以将一个非周期复杂信号分解成许多周期简单正弦函数（谐波）的叠加。
同时，傅里叶变换还可以反向转换。
信号处理技术期末试题及答案汇总选择题1. 关于信号的采样定理，下面哪个选项是正确的？A. 采样频率必须大于信号带宽的两倍。
B. 采样频率必须大于信号带宽的一半。
C. 采样频率必须大于信号带宽。
D. 采样频率必须小于信号带宽的两倍。
答案：A解析：根据奈奎斯特采样定理，采样频率必须大于信号带宽的两倍。
2. 傅里叶变换的时间域和频率域是什么关系？A. 互为傅里叶变换。
B. 没有关系。
C. 傅里叶变换是时间域信号，频率域没有关系。
D. 傅里叶变换是频率域信号，时间域没有关系。
答案：A解析：傅里叶变换的时间域和频率域是互为傅里叶变换。
3. 下面哪个不是数字信号处理的应用？A. 语音增强。
B. 声音合成。
C. 地震勘探。
D. 通信系统。
答案：C解析：数字信号处理的应用包括语音增强、声音合成和通信系统等。
4. 在数字滤波器设计中，下面哪个表示滤波器的通带？A. 通带带宽。
B. 阻带上限。
C. 通过增益。
D. 频率响应。
答案：C解析：在数字滤波器设计中，通过增益表示滤波器的通带。
5. 关于离散时间信号的周期性，下面哪个选项是正确的？A. 任何离散时间信号都是周期信号。
B. 只有连续周期信号才有周期性。
C. 离散时间信号有可能是周期信号，也有可能不是。
D. 只有离散非周期信号才有周期性。
答案：C解析：离散时间信号有可能是周期信号，也有可能不是。
简答题1. 解释离散傅里叶变换的作用。
离散傅里叶变换是一种将时域信号变换到频域信号的方法，它将一个N点的序列变换为N个复数。
通过进行傅里叶变换，我们可以得到信号的频率特性，比如说信号的谐波成分以及它们的幅度和相位。
离散傅里叶变换在数字信号处理中有着广泛的应用，比如说在通信系统中对信号进行调制和解调。
2. 简述数字滤波器设计的步骤。
数字滤波器设计的步骤包括以下几个步骤：- 确定需求：需要通过滤波器达到哪些目的，比如说去除噪声或者增强信号。
- 选择滤波器类型：根据需求和信号的特性选择滤波器类型，比如说低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器或者带阻滤波器。
信号处理基础课后练习题含答案信号处理是一种重要的技术，涉及到音频、图像、视频等众多领域。
信号处理技术能够从原始信号中提取出有用的信息，帮助我们更好地理解和分析数据。
在学习信号处理时，我们必须进行实践，以加深对理论知识的理解。
下面是一些信号处理基础课后练习题及其答案。
问题1.对于给定的数字信号 $x[n] = \\{1, 2, 3, 4, 5\\}$，请计算其平均值和方差。
2.对于信号 $x(t) = 2\\sin(2\\pi f_1 t) + 3\\cos(2\\pi f_2 t +\\phi)$，请说明其频率和相位。
3.对于滤波器系统 $H(z) = \\frac{1}{1 - az^{-1}}$，请确定其系统函数的长度与阶数，说明其类型。
4.对于数字信号 $x[n] = \\{1, 2, 0, 4, 5, 1\\}$，请绘制其幅度谱和相位谱。
答案问题1数字信号 $x[n] = \\{1, 2, 3, 4, 5\\}$ 的平均值为：$$ \\mu = \\frac{1 + 2 + 3 + 4 + 5}{5} = 3 $$而方差为：$$ \\sigma^2 = \\frac{(1-3)^2 + (2-3)^2 + (3-3)^2 + (4-3)^2 + (5-3)^2}{5} = 2 $$问题2信号 $x(t) = 2\\sin(2\\pi f_1 t) + 3\\cos(2\\pi f_2 t + \\phi)$ 的频率为f1和f2，而相位为 $\\phi$。
问题3滤波器系统 $H(z) = \\frac{1}{1 - az^{-1}}$ 的系统函数长度为2，阶数为1，是一个一阶滤波器。
问题4数字信号 $x[n] = \\{1, 2, 0, 4, 5, 1\\}$ 的幅度谱和相位谱幅度谱幅度谱相位谱相位谱以上是信号处理基础课后练习题及其答案。
通过这些练习，我们可以更好地理解信号处理的基本概念和实践应用，以加深知识点的掌握。
信号分析试卷一、 （1）)1(21)()1(21)(-++=n n n n δδδχ求)(jw e χ 解： ()jwe χ=11((1)()(1))22jwn jwnn n n e n e δδδ+∞--=-∞++-∑=12jw e - （2）)()]([jw e n X FT χ=求)(0n n X -的FT解答：根据傅立叶变换的平移性，可知：FT[0()x n n -]=0()jwn jw eX e -（3）设系统由差与方程描述)1()2()1()(-+-+-=n x n y n y n Y求系统的系统函数H （Z ）并画出零极点分布图解答：同时对方程两边做Z 变换：)()()1()()()()(121121z x z z y z z z x z z y z z y z z y ------=--++=则系统函数：112()()()122Y z z H z X z z z---===--收敛域1||2z >=可见系统函数零点在极点在12z =二、}1,1,1,0,2,1{)(=n χ（1）求X （Z ） （2）求X （K ）解答：（1）X （Z ）=()nn n zχ+∞-=-∞∑=1*0z -+2* 1z -+0+1* 3z -+1*4z -+1*5z -根据公式：X(K)=∑-=-10/2)(N n Nkn j en x π，可得：X(0)=1*1+2*1+0*1+1*1+1*1+1*1=6; X(1)=1+2**2*/6j eπ-+*2**3/6*2**4/6*2**5/60j j j ee e πππ---+++=1+2*/3j eπ-⨯**2*/3**5/3j j j e e e πππ---+++）；X （2）=1+2/328/310/320j j j j ee e e ππππ-⨯-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯⨯++++X （3）=1+*2j e π-⨯32450j j j j e e e e ππππ-⨯⨯-⨯⨯-⨯-⨯⨯+++++；X （4）=1+24/3j e π-⨯⨯⨯416/320/30j j j e e e πππ-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯++++;X(5)=1+5/32j eπ-⨯⨯⨯520/325/30j j j e e e πππ-⨯⨯-⨯⨯-⨯⨯++++三 、对某实信号进行谱分析，要求频率分辩F=2HZ ，信号的上限频率fm=1KHZ （1）确定采样频率s f ，采样间隔s T （2）采样长度p T 和点数N解答：（1）s f ≥2fm=2 KHZs T ≤1sf =0.5310-⨯s （2）N=sf F =1000 p T =1F=0.5s四、某系统由方程描述)1(21)()1(21)(-++-=n x n x n y n y 设系统是因果的。
