离散傅里叶变换(DFT)试题
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第三章 离散傅立叶变换一、离散傅立叶级数计算题:1.如果)(~n x 是一个周期为N 的周期序列,那么它也是周期为2N 的周期序列。
把)(~n x 看作周期为N 的周期序列有)(~)(~1k X n x ↔(周期为N );把)(~n x 看作周期为2N 的周期序列有)(~)(~2k X n x ↔(周期为2N );试用)(k X 1~表示)(k X 2~。
二、离散傅立叶变换定义填空题2.某DFT 的表达式是∑-==10)()(N k kl M Wk x l X ,则变换后数字频域上相邻两个频率样点之间的间隔是( )。
3.某序列DFT 的表达式是∑-==10)()(N k kl M W k x l X ,由此可看出,该序列的时域长度是( ),变换后数字频域上相邻两个频率样点之间隔是( )。
4.如果希望某信号序列的离散谱是实偶的,那么该时域序列应满足条件( )。
5.采样频率为Hz F s 的数字系统中,系统函数表达式中1-z 代表的物理意义是 ),其中时域数字序列)(n x 的序号n 代表的样值实际位置是( );)(n x 的N 点DFT )k X (中,序号k 代表的样值实际位置又是( )。
6.用8kHz 的抽样率对模拟语音信号抽样,为进行频谱分析,计算了512点的DFT 。
则频域抽样点之间的频率间隔f ∆为_______,数字角频率间隔w ∆为 _______和模拟角频率间隔∆Ω ______。
判断说明题:7.一个信号序列,如果能做序列傅氏变换对它进行分析,也就能做DFT 对它进行分析。
( )计算题8.令)(k X 表示N 点的序列)(n x 的N 点离散傅里叶变换,)(k X 本身也是一个N 点的序列。
如果计算)(k X 的离散傅里叶变换得到一序列)(1n x ,试用)(n x 求)(1n x 。
9.序列}{0,0,1,1)(=n x ,其4点DFT )(k x 如下图所示。
现将)(n x 按下列(1),(2),(3)的方法扩展成8点,求它们8点的DFT ?(尽量利用DFT 的特性)(1)⎩⎨⎧-=)4()()(1n x n x n y 7~43~0==n n(2)⎩⎨⎧=0)()(2n x n y 7~43~0==n n(3)⎪⎩⎪⎨⎧=0)2()(3n x n y 奇数偶数==n n 10.设)(n x 是一个2N 点的序列,具有如下性质:)()(n x N n x =+另设)()()(1n R n x n x N =,它的N 点DFT 为)(1k X ,求)(n x 的2N 点DFT )(k X 和)(1k X 的关系。
dft习题及答案DFT习题及答案离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)是数字信号处理中的重要概念,它可以将时域信号转换为频域信号,从而帮助我们分析信号的频谱特性。
在学习DFT的过程中,练习习题是非常重要的,下面我们就来看一些常见的DFT习题及答案。
1. 问题:计算长度为N的序列x[n]的DFT,其中x[n] = {1, 2, 3, 4},N=4。
答案:首先,根据DFT的定义公式可以得到:X[k] = Σn=0到N-1 x[n] * e^(-j2πnk/N)将x[n]代入公式中,可以得到:X[0] = 1 + 2 + 3 + 4 = 10X[1] = 1 + 2e^(-jπ/2) + 3e^(-jπ) + 4e^(-j3π/2) = 1 - 2j - 3 - 4j = -2 - 6jX[2] = 1 + 2e^(-jπ) + 3e^(-j2π) + 4e^(-j3π) = 1 - 2 - 3 + 4 = 0X[3] = 1 + 2e^(-j3π/2) + 3e^(-j3π) + 4e^(-j9π/2) = 1 + 2j - 3 - 4j = -2 + 2j因此,序列x[n]的DFT为X[k] = {10, -2-6j, 0, -2+2j}。
2. 问题:给定一个长度为N的序列x[n],求其幅度谱和相位谱。
答案:幅度谱和相位谱可以通过DFT的结果来计算。
幅度谱的计算公式为|X[k]| = sqrt(Re(X[k])^2 + Im(X[k])^2),相位谱的计算公式为∠X[k] =arctan(Im(X[k])/Re(X[k])。
通过计算DFT得到的结果X[k],可以分别计算出每个频率点的幅度和相位,从而得到幅度谱和相位谱。
3. 问题:给定一个长度为N的序列x[n],求其逆DFT。
答案:逆DFT的计算公式为x[n] = (1/N) * Σk=0到N-1 X[k] * e^(j2πnk/N)。
第一章离散傅里叶变换(DFT )3.1 填空题(1) 某序列的DFT 表达式为∑-==1)()(N n knM W n x k X ,由此可以看出,该序列时域的长度为 ,变换后数字频域上相邻两个频率样点之间的间隔是 。
解:N ;Mπ2 (2)某序列DFT 的表达式是∑-==10)()(N k klM W k x l X ,由此可看出,该序列的时域长度是 ,变换后数字频域上相邻两个频率样点之间隔是 。
解: NM π2(3)如果希望某信号序列的离散谱是实偶的,那么该时域序列应满足条件 。
解:纯实数、偶对称(4)线性时不变系统离散时间因果系统的系统函数为252)1(8)(22++--=z z z z z H ,则系统的极点为 ;系统的稳定性为 。
系统单位冲激响应)(n h 的初值为 ;终值)(∞h 。
解: 2,2121-=-=z z ;不稳定 ;4)0(=h ;不存在 (5) 采样频率为Hz F s 的数字系统中,系统函数表达式中1-z 代表的物理意义是 ,其中时域数字序列)(n x 的序号n 代表的样值实际位置是 ;)(n x 的N 点DFT )k X (中,序号k 代表的样值实际位置又是 。
解:延时一个采样周期F T 1=,F n nT =,k Nk πω2=(6)已知}{}{4,3,2,1,0;0,1,1,0,1][,4,3,2,1,0;1,2,3,2,1][=-===k n h k n x ,则][n x 和][n h 的5点循环卷积为 。
解:{}]3[]2[][][][][---+⊗=⊗k k k k x k h k x δδδ{}4,3,2,1,0;2,3,3,1,0])3[(])2[(][55==---+=k k x k x k x(7)已知}{}{3,2,1,0;1,1,2,4][,3,2,1,0;2,0,2,3][=--===k n h k n x 则][][n h n x 和的4点循环卷积为 。
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。
2.7 习题 1第2章 离散傅里叶变换习题2-1. 已知序列]3[]2[2]1[3][4][−+−+−+=k k k k k x δδδδ,试画出下列序列的波形。
(1) ][])[(][551k R k x k x −=;(2) ][])2[(][552k R k x k x −=;(3) ][])3[(][553k R k x k x −=。
2-2. g [k ]和h [k ]是如下给定的有限序列g [k ]={5 2 4 −1 2}, h [k ]={-3 4 −1 }(1) 计算g [k ]和h [k ]的线性卷积y L [k ]=g [k ]∗h [k ];(2) 计算g [k ]和h [k ]的6点循环卷积y 1C [k ]=g [k ]○6h [k ];(3) 计算g [k ]和h [k ]的7点循环卷积y 2C [k ]=g [k ]○7h [k ];(4) 计算g [k ]和h [k ]的8点循环卷积y 3C [k ]=g [k ]○8h [k ];(5) 比较以上结果,有何结论?2-3. 试证N 点序列][k x 的离散傅里叶变换][m X 满足Parseval 恒等式210102][1][m X N k x N m N k ∑∑−=−== 2-4.X [m ]表示N 点序列x [k ]的DFT ,当x [k ]= −x [k +M ], M =N /2。
试证X [2r ]=0, r =0,1,...,M -1。
2-5. g [k ]和h [k ]是6点的有限序列,G [m ]和H [m ]分别表示它们的DFT(1) 如果G [m ]={1+j, −2.1+j3.2, −1.2−j2.4, 0, 0.9+j3.1, −0.3+j1.1}, 且h [k ]=g [(k −4)6]R 6[k ], 试由G [m ]确定H [m ]。
(2) 如果g [k ]={4.1, 3.5, 1.2, 5, 2, 3.3}, 且H [m ]=G [(m −3)6]R 6[m ],试由g [k ]确定h [k ]。
第一章离散傅里叶变换(DFT )填空题(1) 某序列的DFT 表达式为∑-==1)()(N n knM W n x k X ,由此可以看出,该序列时域的长度为 ,变换后数字频域上相邻两个频率样点之间的间隔是 。
解:N ;Mπ2 (2)某序列DFT 的表达式是∑-==10)()(N k klM W k x l X ,由此可看出,该序列的时域长度是 ,变换后数字频域上相邻两个频率样点之间隔是 。
解: N M π2(3)如果希望某信号序列的离散谱是实偶的,那么该时域序列应满足条件 。
解:纯实数、偶对称(4)线性时不变系统离散时间因果系统的系统函数为252)1(8)(22++--=z z z z z H ,则系统的极点为 ;系统的稳定性为 。
系统单位冲激响应)(n h 的初值为 ;终值)(∞h 。
解: 2,2121-=-=z z ;不稳定 ;4)0(=h ;不存在 (5) 采样频率为Hz F s 的数字系统中,系统函数表达式中1-z 代表的物理意义是 ,其中时域数字序列)(n x 的序号n 代表的样值实际位置是 ;)(n x 的N 点DFT )k X (中,序号k 代表的样值实际位置又是 。
解:延时一个采样周期F T 1=,F n nT =,k Nk πω2=(6)已知}{}{4,3,2,1,0;0,1,1,0,1][,4,3,2,1,0;1,2,3,2,1][=-===k n h k n x ,则][n x 和][n h 的5点循环卷积为 。
解:{}]3[]2[][][][][---+⊗=⊗k k k k x k h k x δδδ{}4,3,2,1,0;2,3,3,1,0])3[(])2[(][55==---+=k k x k x k x(7)已知}{}{3,2,1,0;1,1,2,4][,3,2,1,0;2,0,2,3][=--===k n h k n x 则][][n h n x 和的4点循环卷积为 。
课后习题及答案_第3章离散傅里叶变换--习题数字信号处理第三版第3章离散傅里叶变换(DFT)习题1.计算以下序列的N点DFT,在变换区间0≤n≤N-1内,序列定义为(1) x(n)=1(2) x(n)=δ(n)(3) x(n)=δ(n-n0) 0n0N(4) x(n)=Rm(n) 0mN(5) n ) jNmn N x(=e,0 mπ 2 (6) n ) x(=cos mn ,0mN2π(7) x(n)=ejω0nRN(n)(8) x(n)=sin(ω0n)RN(n)(9) x(n)=cos(ω0n)RN(N)(10) x(n)=nRN(n)2.已知下列X(k),求x(n)=IDFT[X(k)]Njθ 2e N(1)X (k)= e jθ20 N k=m k=N m其它kNjθ j2e N jθ(2)X (k)= je 2 0 k=m k=N m 其它k其中,m为正整数,0mN/2, N为变换区间长度。
3.已知长度为N=10的两个有限长序列:做图表示x1(n)、x2(n)和y(n)=x1(n) * x2(n),循环卷积区间长度L=10。
,4.证明DFT的对称定理,即假设X(k)=DFT[x(n)]数字信号处理第三版证明DFT[X(n)]=Nx(N-k)5.如果X(k)=DFT[x(n)],证明DFT的初值定理1x(0)=N∑X(k)k=0N 16.设x(n)的长度为N,且X(k)=DFT[x(n)]0≤k≤N-1令h(n)=x((n))NRmN(n) m为自然数H(k)=DFT[h(n)]mN 0≤k≤mN-1求H(k)与X(k)的关系式。
7.证明: 若x(n)为实序列,X(k)=DFT[x(n)]N,则X(k)为共轭对称序列,即X(k)=__(N-k);若x(n)实偶对称,即x(n)=x(N-n),则X(k)也实偶对称;若x(n)实奇对称,即x(n)=-x(N-n),则X(k)为纯虚函数并奇对称。
信号处理试题及答案一、单项选择题(每题2分,共10分)1. 在数字信号处理中,离散傅里叶变换(DFT)的频域采样间隔为:A. 1/NB. NC. 1/TD. T答案:A2. 信号的傅里叶变换是将信号从时域变换到:A. 频域B. 时域C. 空间域D. 相位域答案:A3. 下列哪个不是线性时不变(LTI)系统的特性?A. 可加性B. 同态性C. 非时变性D. 因果性答案:C4. 在信号处理中,滤波器的目的是:A. 放大信号B. 衰减噪声C. 改变信号的频率D. 以上都不是答案:B5. 采样定理指出,为了无失真地重建一个连续信号,采样频率至少应为:A. 信号最高频率的两倍B. 信号最低频率的两倍C. 信号最高频率的一半D. 信号最低频率的一半答案:A二、填空题(每题2分,共10分)1. 一个连续时间信号的拉普拉斯变换是 \( F(s) \),其逆变换是________。
答案:\( f(t) = \mathcal{L}^{-1}\{F(s)\} \)2. 信号 \( x(t) \) 通过一个理想低通滤波器后,其频谱 \( X(f) \) 被限制在 \( |f| \leq \) ________。
答案:\( \frac{B}{2} \)3. 傅里叶级数展开的系数 \( c_n \) 表示信号的 ________。
答案:\( n \) 次谐波分量4. 离散时间信号的Z变换定义为 \( X(z) = \sum_{n=-\infty}^{\infty} x[n] \cdot z^{-n} \),其中 \( z \) 是一个复数,\( x[n] \) 是信号的 ________。
答案:离散样本5. 一个信号的功率谱密度(PSD)是其傅里叶变换的 ________。
答案:平方的绝对值三、简答题(每题5分,共15分)1. 请简述什么是信号的频谱分析。
答案:频谱分析是一种分析信号在频域中的表现的方法,它可以帮助我们理解信号的频率成分及其分布情况。
第三章离散傅里叶变换及其快速算法习题答案参考3.1 图P3.1所示的序列是周期为4的周期性序列。
请确定其傅里叶级数的系数。
解:3.2 (1)设为实周期序列,证明的傅里叶级数是共轭对称的,即。
(2)证明当为实偶函数时,也是实偶函数。
证明:(1)(2)因为实函数,故由(1)知有或又因为偶函数,即,所以有3.3 图P3.3所示的是一个实数周期信号。
利用DFS的特性及3.2题的结果,不直接计算其傅里叶级数的系数,确定以下式子是否正确。
(1),对于所有的k;(2),对于所有的k;(3);(4),对所有的k是实函数。
解:(1)正确。
因为一个周期为N=10的周期序列,故也是一个周期为N=10的周期序列。
(2)不正确。
因为一个实数周期序列,由例3.2中的(1)知,是共轭对称的,即应有,这里不一定是实数序列。
(3)正确。
因为在一个周期内正取样值的个数与负取样值的个数相等,所以有(4)不正确。
根据周期序列的移位性质,=对应与周期序列,如图P3.3_1所示,它不是实偶序列。
由题3.2中的(2)知道,不是实偶序列。
3.4 设,,求,并作图表示和。
解:和的图形如图3.4_1所示:3.5 在图P3.5中表示了两个周期序列和,两者的周期都为6,计算这两个序列的周期卷积,并图表示。
解:图P3.5_1所示的是计算这两个序列的周期卷积的过程,可以看出,是延时1的结果,即。
3.5 计算下列序列的N点DFT:(1)(2)(3)(4)解:(1)(2)(3)(4)3.7 图P3.7表示的是一个有限长序列,画出和的图形。
(1)(2)解:和的图形如图P3.7_1所示:3.8 图P3.8表示一个4点序列。
(1)绘出与的线性卷积结果的图形。
(2)绘出与的4点循环卷积结果的图形。
(3)绘出与的8点循环卷积结果的图形,并将结果与(1)比较,说明线性卷积与循环卷积之间的关系。
解:(1)图P3.8_1(1)所示的是与的线性卷积结果的图形。
(2)图P3.8_1(2)所示的与的4点循环卷积结果的图形。
dsp考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 在数字信号处理中,离散时间信号是指()。
A. 连续时间、连续幅度的信号B. 离散时间、连续幅度的信号C. 离散时间、离散幅度的信号D. 连续时间、离散幅度的信号答案:C2. 离散傅里叶变换(DFT)的周期是()。
A. NB. 2NC. N/2D. 2N/3答案:A3. 快速傅里叶变换(FFT)算法的主要优点是()。
A. 计算精度高B. 计算速度快C. 易于编程实现D. 占用存储空间小答案:B4. 线性时不变(LTI)系统的最基本性质是()。
A. 线性B. 时不变性C. 因果性D. 稳定性答案:A5. 如果一个离散时间信号x[n]是实数,那么它的傅里叶变换X(e^jω)是()。
A. 实数B. 虚数C. 共轭对称的D. 共轭反对称的答案:C6. 窗函数的主要作用是()。
A. 滤波B. 放大C. 降低频谱泄漏D. 压缩信号答案:C7. 在数字滤波器设计中,巴特沃斯滤波器的特点是()。
A. 最大峰值B. 最小相位C. 最小通带波动D. 最大阻带衰减答案:C8. 离散时间信号的采样定理要求采样频率至少是信号最高频率的()。
A. 1倍B. 2倍C. 4倍D. 10倍答案:B9. 离散时间信号的Z变换是连续时间信号傅里叶变换的()。
A. 时域表示B. 频域表示C. 复频域表示D. 时频域表示答案:C10. 离散时间信号的希尔伯特变换用于()。
A. 滤波B. 调制C. 信号分析D. 信号的解析表示答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 数字信号处理中的DFT是将离散时间信号从时域变换到______域。
答案:频域2. 一个离散时间信号x[n]的周期为N,则其DFT的周期为______。
答案:N3. 快速傅里叶变换(FFT)算法中,Cooley-Tukey算法是一种基于______分解的FFT算法。
答案:分而治之4. 线性时不变(LTI)系统的冲击响应h[n]与系统的频率响应H(e^jω)之间的关系是______。
实验四:DFS 、DFT 与FFT1、已知某周期序列的主值序列为x(n)=[0,1,2,3,2,1,0],编程显示2个周期的序列波形。
要求:① 用傅里叶级数求信号的幅度谱和相位谱,并画出图形 ② 求傅里叶级数逆变换的图形,并与原序列进行比较 程序清单: N=7;xn=[0,1,2,3,2,1,0]; xn=[xn,xn]; n=0:2*N-1; k=0:2*N-1;Xk=xn*exp(-1i*2*pi/N).^(n'*k); x=(Xk*exp(1i*2*pi/N).^(n'*k))/N; subplot(2,2,1);stem(n,xn);title('x(n)');axis([-1,2*N,1.1*min(xn),1.1*max(xn)]); subplot(2,2,2);stem(n,abs(x));title('IDFS|X(k)|');axis([-1,2*N,1.1*min(x),1.1*max(x)]); subplot(2,2,3),stem(k,abs(Xk));title('|X(k)|');axis([-1,2*N,1.1*min(abs(Xk)),1.1*max(abs(Xk))]); subplot(2,2,4),stem(k,angle(Xk));title('arg|X(k)|');axis([-1,2*N,1.1*min(angle(Xk)),1.1*max(angle(Xk)]);程序运行结果如下图:课程名称:数字信号处理 实验成绩:指导教师:实 验 报 告院系: 信息工程学院 班级: 学号: 姓名:日期: 2011. 10.300510123x(n)0510510IDFS|X (k)|51051015|X (k)|510-2-1012arg|X (k)|2、已知有限长序列x(n)=[1,0.5,0,0.5,1,1,0.5,0],要求: ① 求该序列的DFT 、IDFT 的图形; 程序清单:xn=[1,0.5,0,0.5,1,1,0.5,0]; N=length(xn); n=0:N-1;k=0:N-1;Xk=xn*exp(-1i*2*pi/N).^(n'*k); x=(Xk*exp(1i*2*pi/N).^(n'*k))/N; subplot(2,2,1);stem(n,xn);title('x(n)');axis([-1,N,1.1*min(xn),1.1*max(xn)]); subplot(2,2,2);stem(n,abs(x));title('IDFT|X(k)|');axis([-1,N,1.1*min(x),1.1*max(x)]); subplot(2,2,3),stem(k,abs(Xk));title('|X(k)|');axis([-1,N,1.1*min(abs(Xk)),1.1*max(abs(Xk))]); subplot(2,2,4),stem(k,angle(Xk));title('arg|X(k)|');axis([-1,N,1.1*min(angle(Xk)),1.1*max(angle(Xk))]);程序运行结果如下图:024680.51x(n)024680.51IDFT|X (k)|24681234|X (k)|2468-2-1012arg|X (k)|② 用FFT 算法求该序列的DFT 、IDFT 的图形; 程序清单:xn=[1,0.5,0,0.5,1,1,0.5,0]; N=length(xn);subplot(2,2,1);stem(n,xn); title('x(n)'); k=0:N-1;Xk=fft(xn,N);subplot(2,1,2);stem(k,abs(Xk)); title('Xk=DFT(xn)'); xn1=ifft(Xk,N);subplot(2,2,2);stem(n,xn1);title('x(n)=IDFT(Xk) 程序运行结果如下图:246800.20.40.60.81x(n)1234567012345X k=DFT(xn)246800.20.40.60.81x(n)=IDFT(X k)③ 假定采用频率Fs=20Hz ,序列长度N 分别取8、32和64,用FFT 计算其幅度谱和相位谱。
第一章离散傅里叶变换(DFT )3.1 填空题(1) 某序列的DFT 表达式为∑-==1)()(N n knM W n x k X ,由此可以看出,该序列时域的长度为 ,变换后数字频域上相邻两个频率样点之间的间隔是 。
解:N ;Mπ2 (2)某序列DFT 的表达式是∑-==10)()(N k klM W k x l X ,由此可看出,该序列的时域长度是 ,变换后数字频域上相邻两个频率样点之间隔是 。
解: NM π2(3)如果希望某信号序列的离散谱是实偶的,那么该时域序列应满足条件 。
解:纯实数、偶对称(4)线性时不变系统离散时间因果系统的系统函数为252)1(8)(22++--=z z z z z H ,则系统的极点为 ;系统的稳定性为 。
系统单位冲激响应)(n h 的初值为 ;终值)(∞h 。
解: 2,2121-=-=z z ;不稳定 ;4)0(=h ;不存在 (5) 采样频率为Hz F s 的数字系统中,系统函数表达式中1-z 代表的物理意义是 ,其中时域数字序列)(n x 的序号n 代表的样值实际位置是 ;)(n x 的N 点DFT )k X (中,序号k 代表的样值实际位置又是 。
解:延时一个采样周期F T 1=,F n nT =,k Nk πω2=(6)已知}{}{4,3,2,1,0;0,1,1,0,1][,4,3,2,1,0;1,2,3,2,1][=-===k n h k n x ,则][n x 和][n h 的5点循环卷积为 。
解:{}]3[]2[][][][][---+⊗=⊗k k k k x k h k x δδδ{}4,3,2,1,0;2,3,3,1,0])3[(])2[(][55==---+=k k x k x k x(7)已知}{}{3,2,1,0;1,1,2,4][,3,2,1,0;2,0,2,3][=--===k n h k n x 则][][n h n x 和的4点循环卷积为 。
第一章离散傅里叶变换(DFT )填空题(1) 某序列的DFT 表达式为∑-==10)()(N n knM W n x k X ,由此可以看出,该序列时域的长度为 ,变换后数字频域上相邻两个频率样点之间的间隔是 。
解:N ;Mπ2 (2)某序列DFT 的表达式是∑-==10)()(N k klM W k x l X ,由此可看出,该序列的时域长度是 ,变换后数字频域上相邻两个频率样点之间隔是 。
解: NM π2}(3)如果希望某信号序列的离散谱是实偶的,那么该时域序列应满足条件 。
解:纯实数、偶对称(4)线性时不变系统离散时间因果系统的系统函数为252)1(8)(22++--=z z z z z H ,则系统 的极点为 ;系统的稳定性为 。
系统单位冲激响应)(n h 的初值为 ;终值)(∞h 。
解: 2,2121-=-=z z ;不稳定 ;4)0(=h ;不存在 (5) 采样频率为Hz F s 的数字系统中,系统函数表达式中1-z 代表的物理意义是 ,其中时域数字序列)(n x 的序号n 代表的样值实际位置是 ;)(n x 的N 点DFT )k X (中,序号k 代表的样值实际位置又是 。
解:延时一个采样周期F T 1=,F n nT =,k Nk πω2=(6)已知}{}{4,3,2,1,0;0,1,1,0,1][,4,3,2,1,0;1,2,3,2,1][=-===k n h k n x ,则][n x 和][n h 的5点循环卷积为 。
解:{}]3[]2[][][][][---+⊗=⊗k k k k x k h k x δδδ{}4,3,2,1,0;2,3,3,1,0])3[(])2[(][55==---+=k k x k x k x[(7)已知}{}{3,2,1,0;1,1,2,4][,3,2,1,0;2,0,2,3][=--===k n h k n x 则][][n h n x 和的4点循环卷积为 。
解:⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡•⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡--------=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡•⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡734620234211142111422114]3[]2[]1[]0[]0[]1[]2[]3[]3[]0[]1[]2[]2[]3[]0[]1[]1[]2[]3[]0[x x x x h h h h h h h h h h h h h h h h(8)从满足采样定理的样值信号中可以不失真地恢复出原模拟信号。
采用的方法,从时域角度看是( );从频域角度看是( )。
解:采样值对相应的内插函数的加权求和加低通,频域截断3.2 选择题1.若一模拟信号为带限,且对其抽样满足奈奎斯特条件,理想条件下将抽样信号 通过 即可完全不失真恢复原信号 ( )【A.理想低通滤波器B.理想高通滤波器C.理想带通滤波器D.理想带阻滤波器 解:A2.下列对离散傅里叶变换(DFT )的性质论述中错误的是( ) 是一种线性变换 具有隐含周期性可以看作是序列z 变换在单位圆上的抽样 D.利用DFT 可以对连续信号频谱进行精确分析 解:D3.序列x (n)=R 5(n),其8点DFT 记为X(k),k=0,1,…,7,则X(0)为( )。
《解:D4.已知x(n)=δ(n),N 点的DFT[x(n)]=X(k),则X(5)=( )。
A .NB .1C .0D .- N解:B5.已知x(n)=1,其N 点的DFT [x(n)]=X(k),则X(0)=( )解:A6.一有限长序列x(n)的DFT 为X(k),则x(n)可表达为: 。
A .∑-=*-*10])([1N k nk N W k X N B. 101N X k W N nk k N [()]-*=-∑C .101N X k W N nk k N [()]**=-∑ D.101N X k W N nk k N [()]*=-∑ ?解:C7.离散序列x(n)满足x(n)=x(N-n);则其频域序列X(k)有: 。
A .X(k)=-X(k) B. X(k)=X*(k) C .X(k)=X*(-k) D. X(k)=X(N-k) 解:D8.已知N 点有限长序列X (k )=DFT [x (n )],0≤n ,k <N ,则N 点DFT [nlNW -x (n )]=( )A.)())((k R l k X N N +B.)())((k R l k X N N -C.kmNW -D.kmN W解:B 9.有限长序列10)()()(-≤≤+=N n n x n x n x op ep ,则=-*)(n N x 。
*A.)()(n x n x op ep +B.)()(n N x n x op ep -+C.)()(n x n x op ep -D.)()(n N x n x op ep --解:C10.已知x (n )是实序列,x (n )的4点DFT 为X (k )=[1,-j ,-1,j ],则X (4-k )为( ) A.[1,-j ,-1,j ] B.[1,j ,-1,-j ] C.[j ,-1,-j ,1] D.[-1,j ,1,-j ]解:B 11.()()(),01R I X k X k jX k k N =+≤≤-,则IDFT[X R (k)]是)(n x 的( )。
A .共轭对称分量B. 共轭反对称分量C. 偶对称分量D. 奇对称分量>解:A12.DFT 的物理意义是:一个 的离散序列x (n )的离散付氏变换X (k )为x (n )的付氏变换)(ωj e X 在区间[0,2π]上的 。
A. 收敛;等间隔采样B. N 点有限长;N 点等间隔采样C. N 点有限长;取值 C.无限长;N 点等间隔采样 解:B13.用DFT 对一个32点的离散信号进行谱分析,其谱分辨率决定于谱采样的点数N ,即 ,分辨率越高。
A. N 越大B. N 越小C. N=32D. N=64 解:A14. 对)(1n x (0≤n ≤1N -1)和)(2n x (0≤n ≤2N -1)进行8点的圆周卷积,其中______的结果不等于线性卷积。
( ) A.1N =3,2N =4 B.1N =5,2N =4 |C.1N =4,2N =4D.1N =5,2N =5解:D15.对5点有限长序列[1 3 0 5 2]进行向左2点圆周移位后得到序列( ) A .[1 3 0 5 2] B .[5 2 1 3 0] C .[0 5 2 1 3] D .[0 0 1 3 0]解:C16.对5点有限长序列[1 3 0 5 2]进行向右1点圆周移位后得到序列( ) A.[1 3 0 5 2] B.[2 1 3 0 5] C.[3 0 5 2 1] D.[3 0 5 2 0]解:B.17.序列)(n x 长度为M ,当频率采样点数N<M 时,由频率采样X(k)恢复原序列)(n x 时会产生( )现象。
A .频谱泄露 B.时域混叠 C .频谱混叠C.谱间干扰解:B18.如何将无限长序列和有限长序列进行线性卷积( )。
A .直接使用线性卷积计算 B.使用FFT 计算C .使用循环卷积直接计算D.采用分段卷积,可采用重叠相加法解:D19.以下现象中( )不属于截断效应。
A.频谱泄露 B. 谱间干扰:C . 时域混叠D. 吉布斯(Gibbs)效应解:C20.若序列的长度为M ,要能够由频域抽样信号X(k)恢复原序列,而不发生时域混叠现象,则频域抽样点数N 需满足的条件是 ( )≥M ≤M ≤2M ≥2M 解:A21.一个理想采样系统,采样频率s =10,采样后经低通G(j )还原,⎪⎩⎪⎨⎧≥Ω<Ω=Ωππ5 05 51)(j G ;设输入信号:t t x π6cos )(=,则它的输出信号y(t)为:( )A .t t y π6cos )(=; B. t t y π4cos )(=; C .t t t y ππ4cos 6cos )(+=; D. 无法确定。
解:B《22.一个理想采样系统,采样频率s =8,采样后经低通G(j )还原,G j ()ΩΩΩ=<≥⎧⎨⎩14404 ππ;现有两输入信号:x t t 12()cos =π,x t t 27()cos =π,则它们相应的输出信号y 1(t)和y 2(t): ( ) A .y 1(t)和y 2(t)都有失真; B. y 1(t)有失真,y 2(t)无失真; C .y 1(t)和y 2(t)都无失真; D. y 1(t)无失真,y 2(t)有失真。
解:D23.在对连续信号均匀采样时,若采样角频率为fs ,信号最高截止频率为fc ,则折叠频率为( )。
2 2 解:D24.在对连续信号均匀采样时,要从离散采样值不失真恢复原信号,则采样周期T s 与信号最高截止频率f h 应满足关系( )。
>2/f h>1/f h|<1/f h<1/(2f h )解:D25.设某连续信号的最高频率为5kHz ,采样后为了不失真的恢复该连续信号,要求采样频率至少为________Hz 。
( )解:B26.如果使用5kHz 的采样频率对某连续信号进行无失真的数字信号处理,则信号的 最高频率为_____Hz 。
( )解:A27.要从抽样信号不失真恢复原连续信号,应满足下列条件的哪几条( )。
(Ⅰ)原信号为带限(Ⅱ)抽样频率大于两倍信号谱的最高频率)(Ⅲ)抽样信号通过理想低通滤波器 A.Ⅰ、Ⅱ B.Ⅱ、Ⅲ C.Ⅰ、Ⅲ D.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ解:D问答题(1) 解释DFT 中频谱混迭和频谱泄漏产生的原因,如何克服或减弱答:如果采样频率过低,再DFT 计算中再频域出现混迭线性,形成频谱失真;需提高采样频率来克服或减弱这种失真。
泄漏是由于加有限窗引起,克服方法是尽量用旁瓣小主瓣窄的窗函数。
$(2)在A/D 变换之前和D/A 变换之后都要让信号通过一个低通滤波器,它们分别起什么作用答:在A/D 变化之前让信号通过一个低通滤波器,是为了限制信号的最高频率,使其满足当采样频率一定时,采样频率应大于等于信号最高频率2倍的条件。
此滤波器亦称位“抗折叠”滤波器。
在D/A 变换之后都要让信号通过一个低通滤波器,是为了滤除高频延拓谱,以便把抽样保持的阶梯形输出波平滑化,故称之为“平滑”滤波器。
(3)用DFT 对连续信号进行谱分析的误差问题有哪些 答:混叠失真;截断效应(频谱泄漏);栅栏效应(4)画出模拟信号数字化处理框图,并简要说明框图中每一部分的功能作用。
答:框图如下所示第1部分:滤除模拟信号高频部分;第2部分:模拟信号经抽样变为离散信号;第3部分:按照预制要求对数字信号处理加工;第4部分:数字信号变为模拟信号;第5部分:滤除高频部分,平滑模拟信号(5)“一个信号不可能既是时间有限信号,又是频带有限信号”是信号分析中的常识之一,试论述之。