数字信号处理习题解答
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第一章
2、已知线性移不变系统的输入为()x n ,系统的单位抽样相应为()h n ,试求系统的输出()y n 。 (2)3()(),x n R n = 4()()h n R n =
解:此题考察线性移不变系统的输出为激励与单位抽样相应的卷积,即:()()*(){1,2,3,3,2,1}y n x n h n == 4、判断下列每个序列的周期性,若是周期性的,试确定其周期。
3()cos(
)
78
x n A n ππ=-
解:03 ()cos()
78
314 N=2/2/73
14,3x n A n k k k k ππππωπ=-==∴=是周期的,周期是。
6、试判断系统的线性和移不变性。
()2
(2) ()y n x n =⎡⎤⎣⎦ 解:()2
()y n x n =⎡⎤⎣⎦
()[]()[]2111)(n x n x T n y ==
()()[]()[]2
222n x n x T n y ==
()()()[]()[]2
12121n bx n ax n by n ay +=+
()()[]
()()[]
()[]()[]()()()()[]()()
n by n ay n bx n ax T n x n abx n bx n ax n bx n ax n bx n ax T 2121212
22
12
21212 +≠+++=+=+即
()[]()[]()()[]
()[]()
系统是移不变的即∴-=--=--=-m n y m n x T m n x m n y m n x m n x T 2
2
8、以下序列是系统的单位抽样响应()h n ,试说明系统的因果性和稳定性。
(4)3()n
u n - 解:
因果性:当0n <时,()0h n ≠,∴是非因果的;
稳定性:0123|()|3332
n h n •••
∞
--=-∞=+++
=
∑,∴是稳定的。
11、有一理想抽样系统,抽样角频率为6s πΩ=,抽样后经理想低通滤波器()a H j Ω还原,其中
1
,3()2
0,3a H j ππ⎧Ω<⎪Ω=⎨⎪Ω≥⎩
今有两个输入,12()cos 2,()cos5a a x t t x t t ππ==。输出信号有无失真?为什么?
解:要想时域抽样后能不失真的还原出原始信号,则要求抽样频率大于2倍信号频谱的最高频率,即满足奈奎斯特抽样定理。
根据奈奎斯特定理可知:
失真。
频谱中最高频率无失真。
频谱中最高频率)(32
65 , 5cos )()(32
62, 2cos )(22211
1t y t t x t y t t x a a a a a a ∴=>==∴=<==••
•
••
•
π
ππππ
πππΩΩ
第二章
1、求以下序列的z 变换,并求出对应的零极点和收敛域。
(1)||
(),||1n x n a a =<
解:由Z 变换的定义可知:
1
1
212
()111(1)(1)
1(1)1
()()
n
n
n n
n n
n n n n n n n
n n X z a
z
a
z
a z a z a z az a a az az az z a z a z z a a
∞
-∞
----=-∞
=-∞=∞
∞
-==-=
⋅=
+=+-=+=
-----=
--∑∑∑∑∑
∞
====<<< z a z a z a z a az ,0 1 , 1 1,1 零点为:极点为:即:且 收敛域: 2、假如()x n 的z 变换代数表示式是下式,问()X z 可能有多少不同的收敛域,它们分别对应什么序列? ) 8 3451)(411(411)(2122 ----+++-= z z z z z X 解:对X(z)的分子和分母进行因式分解得 112111 11111 (1)(1)22()113 (1)(1)(1)424 112113 (1)(1)(1) 224 Z Z X Z Z Z Z Z jZ jZ Z ---------- += +++-= +-+ X(z)的零点为:1/2 , 极点为: j/2 , -j/2 , -3/4 ∴ X(z)的收敛域为: (1) 1/2 < |z | < 3/4 , 为双边序列 (2) | z | < 1/2 , 为左边序列 (3) |z | > 3/4 , 为右边序列 系统不是线性系统∴0 00()sin[()] sin[] x n N A n N A N n ωφωωφ+=++=++02N k ωπ=0 2k N πω=