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=