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信号分析与处理 杨西侠版 第2章习题答案

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信号分析与处理答案第二版完整版

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信号分析与处理答案第二版HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】第二章习题参考解答求下列系统的阶跃响应和冲激响应。

(1)解当激励为时，响应为，即：由于方程简单，可利用迭代法求解：，，…，由此可归纳出的表达式：利用阶跃响应和冲激响应的关系，可以求得阶跃响应：(2)解 (a)求冲激响应，当时，。

特征方程，解得特征根为。

所以：…(2.1.2.1)通过原方程迭代知，，，代入式(2.1.2.1)中得：解得，代入式(2.1.2.1)：…(2.1.2.2)可验证满足式(2.1.2.2)，所以：(b)求阶跃响应通解为特解形式为，，代入原方程有，即完全解为通过原方程迭代之，，由此可得解得，。

所以阶跃响应为：(3)解(4)解当t>0时，原方程变为：。

…(2.1.3.1)…(2.1.3.2)将(2.1.3.1)、式代入原方程，比较两边的系数得：阶跃响应：求下列离散序列的卷积和。

(1)解用表格法求解(2)解用表格法求解(3)和如题图2.2.3所示解用表格法求解(4)解(5)解(6)解参见右图。

当时：当时：当时：当时：当时：(7) ，解参见右图：当时：当时：当时：当时：当时：(8) ，解参见右图当时：当时：当时：当时：(9) ，解(10)，解或写作：求下列连续信号的卷积。

(1) ，解参见右图：当时：当时：当时：当时：当时：当时：(2) 和如图2.3.2所示解当时：当时：当时：当时：当时：(3) ，解(4) ，解(5) ，解参见右图。

当时：当时：当时：当时：(6) ，解(7) ，解(8) ，解(9) ，解试求题图示系统的总冲激响应表达式。

解已知系统的微分方程及初始状态如下，试求系统的零输入响应。

(1) ；解，，(2) ；，解，，，，可定出(3) ；，解，，，可定出某一阶电路如题图所示，电路达到稳定状态后，开关S 于时闭合，试求输出响应。

解由于电容器二端的电压在ｔ＝０时不会发生突变，所以。

信号与信息处理基础课后习题参考答案

信号与信息处理基础课后习题参考答案

信号与信息处理基础习题及题解目录第1章绪论 (3)第2章连续时间信号的时域分析 (3)第3章连续时间信号的频域分析 (8)第4章连续时间信号的复频域分析 (15)第5章离散时间信号的时域分析 (19)第6章离散傅里叶变换 (22)第7章离散时间信号的复频域分析 (27)第一章1.1 结合具体实例，分析信息、消息和信号的联系与区别。

答：具体实例略。

信息、消息和信号三者既有区别又有联系，具体体现在：⑴ 信息的基本特点在于其不确定性，而通信的主要任务就是消除不确定性。

受信者在接收到信息之前，不知道发送的内容是什么，是未知的、不确定性事件。

受信者接收到信息后，可以减少或者消除不确定性。

⑵ 消息是信息的载体。

可以由消息得到信息，以映射的方式将消息与信息联系起来，如果不能建立映射关系就不能从消息中得到信息。

例如，一个不懂得中文的人看到一篇中文文章，就不能从中获取信息。

⑶ 信号是消息的具体物理体现，将消息转换为信号才能够在信道（传输信号的物理媒质，如空气、双绞线、同轴电缆、光缆等）中传输。

1.2 说明连续时间信号与模拟信号、离散时间信号与数字信号间的联系和区别。

答：按照时间函数取值的连续性与离散性可将信号划分为连续时间信号与离散时间信号，简称连续信号与离散信号。

第二章2.2 试写出题2.2图示各波形的表达式。

题2.2图解：左图：()()()[]()()()[]31312-------=t u t u t t u t u t f()()()()()33112--+---=t u t t u t t u中图：()()()()()321-----+=t u t u t u t u t f 右图：()()()()221---+=t u t u t u t f连续时间信号离散时间信号幅值连续幅值离散模拟信号幅值连续幅值离散数字信号抽样2.3 试画出时间t 在（-4，6）内以下信号的波形图。

⑴ t 2πsin ；⑵()1 2-t πsin ；⑶()t t u 21πsin -；⑷ ()t t u 2πsin ； ⑸()()1 2-t t u πsin ； ⑹()()1 21--t t u πsin 。

信号分析与处理 杨西侠 第2章习题答案

信号分析与处理 杨西侠 第2章习题答案

2-1 画出下列各时间函数的波形图，注意它们的区别1）x 1(t) = sin Ω t ·u(t )2）x 2(t) = sin[ Ω ( t – t 0 ) ]·u(t )3）x 3(t) = sin Ω t ·u ( t – t 0 )-14）x2(t) = sin[ ( t – t0) ]·u( t – t0)2-2 已知波形图如图2-76所示，试画出经下列各种运算后的波形图（1）x ( t-2 )（2）x ( t+2 )（3）x (2t)（4）x ( t/2 )（5）x (-t)（6）x (-t-2)（7）x ( -t/2-2 )（8）dx/dt2-3 应用脉冲函数的抽样特性，求下列表达式的函数值(1)⎰+∞∞--)(0t t x δ(t) dt = x(-t 0) (2)⎰+∞∞--)(0t t x δ(t) dt = x(t 0) (3)⎰+∞∞--)(0t t δ u(t -20t ) dt = u(2t )(4)⎰+∞∞--)(0t t δ u(t – 2t 0) dt = u(-t 0) (5)()⎰+∞∞--+t etδ(t+2) dt = e 2-2(6)()⎰+∞∞-+t t sin δ(t-6π) dt =6π+21(7) ()()[]⎰+∞∞-Ω---dt t t t e tj 0δδ=()⎰+∞∞-Ω-dt t etj δ–⎰+∞∞-Ω--dt t t e t j )(0δ= 1-0t j eΩ- = 1 – cos Ωt 0 + jsin Ωt 02-4 求下列各函数x 1(t)与x 2(t) 之卷积，x 1(t)* x 2(t) (1) x 1(t) = u(t), x 2(t) = e -at · u(t) ( a>0 ) x 1(t)* x 2(t) =⎰+∞∞---ττττd t ue u a )()( =⎰-ta d e 0ττ = )1(1ate a--x 1(t)* x 2(t) =ττδτδτπd t t u t )]1()1([)]()4[cos(---+-+Ω⎰+∞∞-= cos[Ω(t+1)+4π]u(t+1) – cos[Ω(t-1)+4π]u(t-1)(3) x 1(t) = u(t) – u(t-1) , x 2(t) = u(t) – u(t-2) x 1(t)* x 2(t) =⎰+∞∞-+-----τττττd t u t u u u )]1()()][2()([当 t <0时，x 1(t)* x 2(t) = 0 当 0<t <1时，x 1(t)* x 2(t) =0td τ⎰ = t 当 1<t <2时，x 1(t)* x 2(t) =21d τ⎰= 1当 2<t<3时，x 1(t)* x 2(t) = 12t d τ-⎰=3-t 当 3<t 时，x 1(t)* x 2(t) = 0(4) x 1(t) = u(t-1) , x 2(t) = sin t · u(t) x 1(t)* x 2(t) =⎰+∞∞---ττττd t u u )1( )( )sin(=⎰⎰∞==01-t 01-t 0| cos - d sin 1)d --u(t sin ττττττ= 1- cos(t-1)2-5 已知周期函数x(t)前1/4周期的波形如图2-77所示，根据下列各种情况的要求画出x(t)在一个周期( 0<t<T )的波形(1) x(t)是偶函数，只含有偶次谐波分量f(t) = f(-t), f(t) = f(t ±T/2)(2) x(t)是偶函数，只含有奇次谐波分量 f(t) = f(-t), f(t) = -f(t ±T/2)(3) x(t)是偶函数，含有偶次和奇次谐波分量f(t) = f(-t)(4) x(t)是奇函数，只含有奇次谐波分量f(t) = -f(-t), f(t) = -f(t±T/2)(5) x(t)是奇函数，只含有偶次谐波分量f(t) = -f(-t), f(t) = f(t±T/2)(6) x(t)是奇函数，含有偶次和奇次谐波分量f(t) = -f(-t)2-6 利用信号x(t)的对称性，定性判断图2-78所示各周期信号的傅里叶级数中所含有的频率分量(a)这是一个非奇、非偶、非奇偶谐波函数，且正负半波不对称，所以含有直流、正弦等所有谐波分量，因为去除直流后为奇函数。

信号分析与处理 杨西侠 第2章习题答案

信号分析与处理 杨西侠 第2章习题答案

2-1 画出下列各时间函数的波形图，注意它们的区别1）x 1(t) = sin Ω t ·u(t )2）x 2(t) = sin[ Ω ( t – t 0 ) ]·u(t )3）x 3(t) = sin Ω t ·u ( t – t 0 )-14）x2(t) = sin[ ( t – t0) ]·u( t – t0)2-2 已知波形图如图2-76所示，试画出经下列各种运算后的波形图（1）x ( t-2 )（2）x ( t+2 )（3）x (2t)（4）x ( t/2 )（5）x (-t)（6）x (-t-2)（7）x ( -t/2-2 )（8）dx/dt2-3 应用脉冲函数的抽样特性，求下列表达式的函数值(1)⎰+∞∞--)(0t t x δ(t) dt = x(-t 0) (2)⎰+∞∞--)(0t t x δ(t) dt = x(t 0) (3)⎰+∞∞--)(0t t δ u(t -20t ) dt = u(2t )(4)⎰+∞∞--)(0t t δ u(t – 2t 0) dt = u(-t 0) (5)()⎰+∞∞--+t etδ(t+2) dt = e 2-2(6)()⎰+∞∞-+t t sin δ(t-6π) dt =6π+21(7) ()()[]⎰+∞∞-Ω---dt t t t e tj 0δδ=()⎰+∞∞-Ω-dt t etj δ–⎰+∞∞-Ω--dt t t e t j )(0δ= 1-0t j eΩ- = 1 – cos Ωt 0 + jsin Ωt 02-4 求下列各函数x 1(t)与x 2(t) 之卷积，x 1(t)* x 2(t) (1) x 1(t) = u(t), x 2(t) = e -at · u(t) ( a>0 ) x 1(t)* x 2(t) =⎰+∞∞---ττττd t ue u a )()( =⎰-ta d e 0ττ = )1(1ate a--x 1(t)* x 2(t) =ττδτδτπd t t u t )]1()1([)]()4[cos(---+-+Ω⎰+∞∞-= cos[Ω(t+1)+4π]u(t+1) – cos[Ω(t-1)+4π]u(t-1)(3) x 1(t) = u(t) – u(t-1) , x 2(t) = u(t) – u(t-2) x 1(t)* x 2(t) =⎰+∞∞-+-----τττττd t u t u u u )]1()()][2()([当 t <0时，x 1(t)* x 2(t) = 0 当 0<t <1时，x 1(t)* x 2(t) =0td τ⎰ = t 当 1<t <2时，x 1(t)* x 2(t) =21d τ⎰= 1当 2<t<3时，x 1(t)* x 2(t) = 12t d τ-⎰=3-t 当 3<t 时，x 1(t)* x 2(t) = 0(4) x 1(t) = u(t-1) , x 2(t) = sin t · u(t) x 1(t)* x 2(t) =⎰+∞∞---ττττd t u u )1( )( )sin(=⎰⎰∞==01-t 01-t 0| cos - d sin 1)d --u(t sin ττττττ= 1- cos(t-1)2-5 已知周期函数x(t)前1/4周期的波形如图2-77所示，根据下列各种情况的要求画出x(t)在一个周期( 0<t<T )的波形(1) x(t)是偶函数，只含有偶次谐波分量f(t) = f(-t), f(t) = f(t ±T/2)(2) x(t)是偶函数，只含有奇次谐波分量 f(t) = f(-t), f(t) = -f(t ±T/2)(3) x(t)是偶函数，含有偶次和奇次谐波分量f(t) = f(-t)(4) x(t)是奇函数，只含有奇次谐波分量f(t) = -f(-t), f(t) = -f(t±T/2)(5) x(t)是奇函数，只含有偶次谐波分量f(t) = -f(-t), f(t) = f(t±T/2)(6) x(t)是奇函数，含有偶次和奇次谐波分量f(t) = -f(-t)2-6 利用信号x(t)的对称性，定性判断图2-78所示各周期信号的傅里叶级数中所含有的频率分量(a)这是一个非奇、非偶、非奇偶谐波函数，且正负半波不对称，所以含有直流、正弦等所有谐波分量，因为去除直流后为奇函数。

信 分析与处理 习题答案

信 分析与处理 习题答案

2
2
∫=
T
2 −T
2
cos(20t) 2
+
1
+
cos(40t)
+
cos(20t)
+
cos(60t 2
)
+ 1 dt
=
T
余弦信号在一个周期内积分为零。
< ∞ p
def
=
lim
1
T →∞ T
p1
= lim1 = 1 T →∞
功率信号
5
（3）功率信号，非周期信号； 4.5
（4） 5sin2 (8t)
4 3.5
T x (t − t0 )= x2 (2t − t0 ) ≠ y(t − t0 ) ，时变系统。
t 有可能小于 2t ，非因果系统。 （4） y(t) = x(1 − t)ε (t)
T ax1 (t ) + bx2 (t )= aT x1 (t ) + bT x2 (t ) ，线性系统。
T x (t − t0 )= x(1− t − t0 )ε (t) ≠ y(t − t0 ) ，时变系统。
因果系统。
10
∑ （2） y[n] = x[n − m] m=0
线性，时不变，因果系统。
（3） y[n] = n{x[n] − x[−n]}
T {ax1[n] + bx= 2[n]} n{ax1[n] + bx2[n] − ax1[−n] − bx2[−n]}
= a{x1[n] − x1[−n]} + b{x2[n] − x2[−n]}
t 有可能小于1− t ，非因果系统。
（5） y(t) = x(t) ，其中 x(t) 为实信号。

信号与系统第二章答案

信号与系统第二章答案
令
f (n ) x (n ) y ( n) ，欲使 f (n ) 是周期的，必须有 N 0 kN1 mN 2
(h)
(i)
(j)
x (n ) 2 cos( n / 4) sin( n / 8) 2 sin( n / 2 / 6) x (t ) 2 cos(3t / 4) ，周期信号， T
2 3
。
解：(a)
(b)
x (n ) cos(8 n / 7 2) ，周期信号， Q 0 x (t ) e j ( t 1) ，周期信号， T 2 。
(c)
(a)
h (t 3)
(b)
h (1 2t )
(3) 根据图 P2.1(a) 和(b) 所示的
x (t ) 和 h (t ) ，画出下列各信号的波形图，并加以标注。
(b)
(a)
x(t )h(t )
x(1 t )h(t 1)
(c)
t x (2 )h (t 4) 2
图 P2.1 解：(1) 各信号波形如下图所示：

(d)
x (n ) e j (n / 8 )
(e)
x (n ) (n 3m ) (n 1 3m)
m 0
(f)
x (t ) cos 2 t u (t ) x (t ) Ev cos 2 t u (t )
(g)
x (n ) cos( n / 4) cos( n / 4) x (t ) Ev cos(2 t / 4) u (t )
(b) 不正确。设
x (n ) g (n ) h (n ) ，其中 g ( n) sin
n ，对所有 n ， 4

信号分析与处理课程习题2参考解答-2010（共5篇）

信号分析与处理课程习题2参考解答-2010（共5篇）

信号分析与处理课程习题2参考解答-2010（共5篇）第一篇：信号分析与处理课程习题2参考解答-2010P57-101Ω-j52-j5Ω(1)方法1：先时移→F[x(t-5)]=X(Ω)e，后尺度→F[x(2t-5)]=X()eΩt05Ω-j-j1Ω1Ω方法2：P40时移+尺度→F[x(at-t0)]=X()ea→F[x(2t-5)]=X()e2 |a|a221Ω-j(2)方法2：P40时移+尺度→F[x(at-t0)]=X()e|a|aΩt0aΩ→F[x(-t+1)]=X(-Ω)ejΩ(3)P42频域卷积定理→F[x1(t)⋅x2(t)]=X1(Ω)*X2(Ω)2π→F[x(t)⋅cos(t)]=X(Ω)*[πδ(Ω+1)+πδ(Ω-1)]=X(Ω+1)+X(Ω-1)2π22P57-12F[x(t)]=⎰x(t)e-∞∞-jΩtdt=⎰τ-2E(t+)eτ2ττdt+⎰22Eτ8ωττωτ(-t+)e-jΩtdt=2sin2()=Sa2()τ2424ωτP57-13假设矩形脉冲为g(t)=u(t+)-u(t-),其傅里叶变换为G(Ω),则22F[x(t)]=F[E⋅g(t+)-E⋅g(t-)]=E⋅G(Ω)eEΩτ=⋅G(Ω))2j2P57-15ττττjΩτ-E⋅G(Ω)e-jΩτ=E⋅G(Ω)(ejΩτ-e-jΩτ)图a)X(Ω)=|X(Ω)|e-1jΩ⎧AejΩt0,|Ω|<Ω0=⎨|Ω|>Ω0⎩0,→x(t)=F[X(Ω)]=2π⎰Ω0AejΩt0ejΩtdΩ=AΩ0Asin(Ω0(t+t0))=Sa(Ω0(t+t0))π(t+t0)π图b)X(Ω)=|X(Ω)|ejΩ⎧-jπ⎪Ae,-Ω0<Ω<0⎪jπ⎪=⎨Ae2,0<Ω<Ω0⎪0,|Ω|>Ω0⎪⎪⎩→x(t)=F[X(Ω)]=2π-1⎰-Ω0Ae-jπejΩt1dΩ+2π⎰Ω0Ae2ejΩtdΩ=jπA2A2Ω0t(cos(Ω0t-1))=-sin()πtπt2第二篇：高频电子信号第四章习题解答第四章习题解答4-1 为什么低频功率放大器不能工作于丙类？而高频功率放大器则可工作于丙类？分析：本题主要考察两种放大器的信号带宽、导通角和负载等工作参数和工作原理。

(仅供参考)随机信号分析与处理简明教程--第二章习题答案

(仅供参考)随机信号分析与处理简明教程--第二章习题答案

证明：设τ = t2 − t1
Rz
(τ
)
=
E[z( t1 )z( t 2
)]
≤
E[
z2
(t1)
+ 2
z2
(t2
)]
=
1 2
E[z2
(t1 )
+
z2
(t2
)]
=
1 2
E[z
2
(t1
)]+
1 2
E[z2(t2 Nhomakorabea)]=
1 2
(R
z
(0)
+
R
z
(0))
=
R
z
(0)
（平稳过程）
所以， R z (0)
= σz2
+
可看作一个随机过程 X (t) = Acos(Ωt + Θ) ，其中 A, Ω, Θ 是相互独立的随机变量，且已知
f
A
(a)
=
⎧ ⎪ ⎨
2a A02
,
a ∈ (0, A0 ) ,
fΩ (ω) = ⎪⎨⎧1010 ,
ω
∈ (250,350) ,
fΘ (θ
)
=
⎪⎧ ⎨
1 2π
,
θ ∈ (0, 2π )
⎪⎩0, 其他
第 2 章习题解答
2.1 设有正弦波随机过程 X (t) = V cosωt ，其中 0 ≤ t < ∞ ， ω 为常数，V 是均匀分布于 [0,1] 区间的随机变量。
(1)画出该过程两条样本函数；
(2)确定随机变量
X (ti ) 的概率密度，画出 ti
=
0，
π 4ω

信号分析与处理答案

信号分析与处理答案

2.3 10
已知信号
x(t)
=
sin(t)
×
(u(t)
−
u(t
−
π))，求(1) x1(t)
=
d2 dt2
x(t)
+
x(t);
(2)
x2
(t)
=
∫t
−∞
x(τ )dτ 。
答：(1)
dx(t) dt
=
cos(t) × (u(t) − u(t − π)) + sin(t) × (δ(t) − δ(t − π))
6 第五章
24
6.1 补 1： . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
6.2 补 2： . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1+cos(2t) 2
,
E
= ∞, P
= 1/2.
(4) E = 4/3, P = 0;
(5) E = ∞, P = 1;
(6) E = ∞, P = 1/2.
2 第二章 P. 23
2.1 1
应用∫冲∞激信号的抽样特性，求下列表达式的函数值
(1) f (t − t0) · δ(t)dt = f (−t0) ∫−∞∞
x2(t)
=

1
− cos(t) ∞
, ,
if (t ∈ (0, π]) if (t > π)

信号分析与处理答案(第二版)

信号分析与处理答案(第二版)

第二章习题参考解答2.1 求下列系统的阶跃响应和冲激响应。

(1)解当激励为时，响应为，即：由于方程简单，可利用迭代法求解：，，…，由此可归纳出的表达式：利用阶跃响应和冲激响应的关系，可以求得阶跃响应：(2)解 (a)求冲激响应，当时，。

特征方程，解得特征根为。

所以：…(2.1.2.1)通过原方程迭代知，，，代入式(2.1.2.1)中得：解得，代入式(2.1.2.1)：…(2.1.2.2)可验证满足式(2.1.2.2)，所以：(b)求阶跃响应通解为特解形式为，，代入原方程有，即完全解为通过原方程迭代之，，由此可得解得，。

所以阶跃响应为：(3)解(4)解当t>0时，原方程变为：。

…(2.1.3.1)…(2.1.3.2)将(2.1.3.1)、 (2.1.3.2)式代入原方程，比较两边的系数得：阶跃响应：2.2 求下列离散序列的卷积和。

(1)解用表格法求解(2)解用表格法求解(3)和如题图2.2.3所示解用表格法求解(4)解(5)解(6)解参见右图。

当时：当时：当时：当时：当时：(7) ，解参见右图：当时：当时：当时：当时：当时：(8)，解参见右图当时：当时：当时：当时：(9)，解(10) ，解或写作：2.3 求下列连续信号的卷积。

(1) ，解参见右图：当时：当时：当时：当时：Array当时：当时：解当时：当时：当时：当时：当时：解(4) ，解(5) ，解参见右图。

当时：当时：当时：当时：(6) ，解(7) ，解(8) ，解(9) ，解2.4 试求题图2.4示系统的总冲激响应表达式。

解2.5 已知系统的微分方程及初始状态如下，试求系统的零输入响应。

(1) ；解，，(2) ；，解，，，，可定出(3) ；，解，，，可定出2.6 某一阶电路如题图2.6所示，电路达到稳定状态后，开关S于时闭合，试求输出响应。

解由于电容器二端的电压在ｔ＝０时不会发生突变，所以。

根据电路可以立出ｔ＞０时的微分方程：，整理得齐次解：非齐次特解：设代入原方程可定出Ｂ＝２则：，2.7 积分电路如题图2.7所示，已知激励信号为，试求零状态响应。

(2021年整理)第2章信号与系统部分课后作业解答

(2021年整理)第2章信号与系统部分课后作业解答

第2章信号与系统部分课后作业解答编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（第2章信号与系统部分课后作业解答）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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2—2 解：由系统的特征方程：2210λλ++=，解得1,21λ=-，为二重根， 那么零输入响应及一阶导数的形式为：12()--=+t t zi r t c e c te ， '122()---=-+-t t t zi r t c e c e c te ，将0=t 时将已知的初始的状态代入以上两式，得到方程组：12112=⎧⎨-=⎩c c c解得：1213=⎧⎨=⎩c c 代入求得零输入响应()30--=+≥t t zi r t e te t2-5解仅有1(0)1x =时产生的零输入响应为21()t t zi y t e e --=+ 0t ≥仅有2(0)1x =时产生的零输入响应为22()t t zi y t e e --=- 0t ≥设()f t 产生的零状态响应为()zs y t ，则由1(0)0x =，2(0)1x =-和()f t 共同产生的全响应为122()(1)()()t zi zi f e y t y t y t -+=+-+ 20()()t t f e e y t --=--+ 0t ≥得2()22t t f y t e e --=+- 0t ≥于是由1(0)3x =,2(0)2x =和激励2()f t 共同产生的全响应为12()3()2()2()zi zi f y t y t y t y t =++2(49)t t e e --=+- 0t ≥2-11 解：电路中的输入信号()x t 为电流源，输出信号()y t 为电感电流.由KCL 可得()()()+=L dy t y t x t R dt整理可得系统的输入输出关系为()()()+=dy t R Ry t x t dt L L可以证明为当R 、L 为常数时，该系统为LTI 系统。

信号分析与处理课后答案

信号分析与处理课后答案

答
案
网
(6) x(t ) = cos 2πt × u (t )
jΩ ( n + N )
.c
= e jΩn ，因此有 e jΩn = 1 。
om
da
课后答案网
答案： （1） 是周期信号， T =
（8） 是周期信号， T = 16
kh
3．试判断下列信号是能量信号还是功率信号。 （1） x1 (t ) = Ae
−t
t≥0
（2） x 2 (t ) = A cos(ω 0 t + θ )
解： （1） x1 (t ) = Ae
−t
t≥0
2
T →∞ 0
2 A2 A2 ⎛ 1 ⎞ A −2T lim ( e − 1) = − lim ⎜ = − 1⎟ = 2 T →∞ ⎝ e 2T −2 T →∞ ⎠ 2
∴ x1 (t )为能量信号
kh
=∞
da
= lim [ 2T −
sin 4T sin(2 + 2π )T sin(2 − 2π )T sin 4π T ⎤ + − − 4 2 + 2π 2 − 2π 4 ⎥ ⎦
w
sin(2 − 2π )T sin(2 − 2π )T sin 4π T sin 4π T ⎤ − − − 4 − 4π 4 − 4π 8 8 ⎥ ⎦
A2 1 ⎞ ⎛ 1 lim ⎜ − ⎟=0 2T T →∞ 2 2T ⎠ ⎝ 2Te
aw
T
答
案
网
（3） x3 (t ) = sin 2t + sin 2πt
（4） x 4 (t ) = e sin 2t
w
w
T →∞

信号分析与处理第2版-赵光宙习题答案(第1-2章)

信号分析与处理第2版-赵光宙习题答案(第1-2章)

4) + j sin(2t + π
2
4) dt = lim
T
1dt = lim 2T = ∞
T →∞ −T
T →∞ −T
T →∞ −T
T →∞
∫ ∫ ∫ P = lim 1
T
2
e j(2t+π 4) dt = lim
1
T
cos(2t + π
4) +
j sin(2t + π
2
4) dt = lim
1
T 1dt = lim 2T = 1
=
=
（方法 2）
x1
(t
)
=
g
⎜⎛ ⎝
t
−
τ 2
⎟⎞, ⎠
其中g
(t
)
=
⎪⎪⎧1 ⎨ ⎪⎪⎩0
t <τ
t
2 >τ
,
g(t)↔F τSa⎜⎛ ωτ ⎟⎞
⎝2⎠
2
∴
x1
(t
)
F
↔
e− jw(τ
2)
⋅τ
⋅
Sa⎜⎛ ⎝
ωτ 2
⎟⎞ ⎠
(c)
（方法 1）由 Fourier 变换定义有：
∫ ∫ ( ) ( ) x3 ω
=
3 kπ
e− jk (π
2)
sin⎜⎛ ⎝
kπ 2
⎟⎞ ⎠
= 3 e− jk(π 2) sin⎜⎛ kπ ⎟⎞ ⎜⎛ kπ ⎟⎞, k = ±1, ± 2L
2
⎝2⎠ ⎝2⎠
∫ ∫ a0
=1 2
1
1.5dt
−
1
0
2

信号分析与处理第2章习题解答第二版

信号分析与处理第2章习题解答第二版
题2.15图
解：（1）定义：
（2）
（3）
方法一：利用频域卷积定理
图1
方法二：利用频移特性
方法三：利用时域微性质
2-16已知 ，证明：
（1）若 是关于t的实偶函数，则 是关于 的实偶函数；
（2）若 是关于t的实奇函数，则 是关于 的虚奇函数。
证明：（1）若 是关于t的实偶函数，即
，则 ,
所以， 是关于 的实偶函数；
题2.2图
解：（一）定义式求解
三角形式：信号奇对称
指数形式：
（二）利用一个周期的傅里叶变换求傅里叶级数的系数。
①取 区间的 构成单周期信号，其傅里叶变换
则傅里叶级数为：
②利用时域微积分性质， 的波形如图1所示。
图1
③利用时域移位性质求解。
图2
参考图2，有
当k为偶数时 ；当k为奇数时 。
是奇对称奇谐函数，傅里叶级数中只含有奇次谐波。
图2-34题2.4图
解：（1）三角形式表达式中， ，
，
，
即三角形式的表达式为： 。
（2）傅里叶指数表达式中，
= ，
。
2-5若周期信号 和 的波形如题2.5图所示。 的参数为τ=0.5μs，T=1μs，A=1v； 的参数为τ= 1.5μs，T= 3μs，A= 3v，分别求：
题2.5图
（1） 的谱线间隔和带宽；
（1） （2）
（3） （4）
解：（1） ，
（2）
，
（3）
即 。
（4）
。
2-19利用拉普拉斯变换的性质求下列信号函数的拉氏变换：
（1） （2）
（3） （4）
（5） （6）
（7） （8）
解：（1） ；（7）

信号分析报告与处理(第二版)

信号分析报告与处理(第二版)

第二章习题参考解答2.1 求下列系统的阶跃响应和冲激响应。

(1)解当激励为时，响应为，即：由于方程简单，可利用迭代法求解：，，…，由此可归纳出的表达式：利用阶跃响应和冲激响应的关系，可以求得阶跃响应：(2)解 (a)求冲激响应，当时，。

特征方程，解得特征根为。

所以：…(2.1.2.1)通过原方程迭代知，，，代入式(2.1.2.1)中得：解得，代入式(2.1.2.1)：…(2.1.2.2)可验证满足式(2.1.2.2)，所以：(b)求阶跃响应通解为特解形式为，，代入原方程有，即完全解为通过原方程迭代之，，由此可得解得，。

所以阶跃响应为：(3)解(4)解当t>0时，原方程变为：。

…(2.1.3.1)…(2.1.3.2) 将(2.1.3.1)、 (2.1.3.2)式代入原方程，比较两边的系数得：阶跃响应：2.2 求下列离散序列的卷积和。

(1)解用表格法求解(2)解用表格法求解(3)和如题图2.2.3所示解用表格法求解(4)解(5)解(6)解参见右图。

当时：当时：当时：当时：当时：(7) ，解参见右图：当时：当时：当时：当时：当时：(8) ，解参见右图当时：当时：当时：当时：(9)，解(10) ，解或写作：2.3 求下列连续信号的卷积。

(1) ，解参见右图：当时：当时：当时：当时：当时：当时：(2) 和如图2.3.2所示解当时：当时：当时：当时：当时：(3) ，解(4) ，解(5) ，解参见右图。

当时：当时：当时：当时：(6) ，解(7) ，解(8) ，解(9) ，解2.4 试求题图2.4示系统的总冲激响应表达式。

解2.5 已知系统的微分方程及初始状态如下，试求系统的零输入响应。

(1) ；解，，(2) ；，解，，，，可定出(3) ；，解，，，可定出2.6 某一阶电路如题图2.6所示，电路达到稳定状态后，开关S于时闭合，试求输出响应。

解由于电容器二端的电压在ｔ＝０时不会发生突变，所以。

根据电路可以立出ｔ＞０时的微分方程：，整理得齐次解：非齐次特解：设代入原方程可定出Ｂ＝２则：，2.7 积分电路如题图2.7所示，已知激励信号为，试求零状态响应。

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2-1 画出下列各时间函数的波形图，注意它们的区别1）x 1(t) = sin Ω t ·u(t )2）x 2(t) = sin[ Ω ( t – t 0 ) ]·u(t )3）x 3(t) = sin Ω t ·u ( t – t 0 )-14）x2(t) = sin[ ( t – t0) ]·u( t – t0)2-2 已知波形图如图2-76所示，试画出经下列各种运算后的波形图（1）x ( t-2 )（2）x ( t+2 )（3）x (2t)（4）x ( t/2 )（5）x (-t)（6）x (-t-2)（7）x ( -t/2-2 )（8）dx/dt2-3 应用脉冲函数的抽样特性，求下列表达式的函数值(1)⎰+∞∞--)(0t t x δ(t) dt = x(-t 0) (2)⎰+∞∞--)(0t t x δ(t) dt = x(t 0) (3)⎰+∞∞--)(0t t δ u(t -20t ) dt = u(2t )(4)⎰+∞∞--)(0t t δ u(t – 2t 0) dt = u(-t 0) (5)()⎰+∞∞--+t etδ(t+2) dt = e 2-2(6)()⎰+∞∞-+t t sin δ(t-6π) dt =6π+21(7) ()()[]⎰+∞∞-Ω---dt t t t e tj 0δδ=()⎰+∞∞-Ω-dt t etj δ–⎰+∞∞-Ω--dt t t e t j )(0δ= 1-0t j eΩ- = 1 – cos Ωt 0 + jsin Ωt 02-4 求下列各函数x 1(t)与x 2(t) 之卷积，x 1(t)* x 2(t) (1) x 1(t) = u(t), x 2(t) = e -at · u(t) ( a>0 ) x 1(t)* x 2(t) =⎰+∞∞---ττττd t ue u a )()( =⎰-ta d e 0ττ = )1(1ate a--x 1(t)* x 2(t) =ττδτδτπd t t u t )]1()1([)]()4[cos(---+-+Ω⎰+∞∞-= cos[Ω(t+1)+4π]u(t+1) – cos[Ω(t-1)+4π]u(t-1)(3) x 1(t) = u(t) – u(t-1) , x 2(t) = u(t) – u(t-2) x 1(t)* x 2(t) =⎰+∞∞-+-----τττττd t u t u u u )]1()()][2()([当 t <0时，x 1(t)* x 2(t) = 0 当 0<t <1时，x 1(t)* x 2(t) =0td τ⎰ = t 当 1<t <2时，x 1(t)* x 2(t) =21d τ⎰= 1当 2<t<3时，x 1(t)* x 2(t) = 12t d τ-⎰=3-t 当 3<t 时，x 1(t)* x 2(t) = 0(4) x 1(t) = u(t-1) , x 2(t) = sin t · u(t) x 1(t)* x 2(t) =⎰+∞∞---ττττd t u u )1( )( )sin(=⎰⎰∞==01-t 01-t 0| cos - d sin 1)d --u(t sin ττττττ= 1- cos(t-1)2-5 已知周期函数x(t)前1/4周期的波形如图2-77所示，根据下列各种情况的要求画出x(t)在一个周期( 0<t<T )的波形(1) x(t)是偶函数，只含有偶次谐波分量f(t) = f(-t), f(t) = f(t ±T/2)(2) x(t)是偶函数，只含有奇次谐波分量 f(t) = f(-t), f(t) = -f(t ±T/2)(3) x(t)是偶函数，含有偶次和奇次谐波分量f(t) = f(-t)(4) x(t)是奇函数，只含有奇次谐波分量f(t) = -f(-t), f(t) = -f(t±T/2)(5) x(t)是奇函数，只含有偶次谐波分量f(t) = -f(-t), f(t) = f(t±T/2)(6) x(t)是奇函数，含有偶次和奇次谐波分量f(t) = -f(-t)2-6 利用信号x(t)的对称性，定性判断图2-78所示各周期信号的傅里叶级数中所含有的频率分量(a)这是一个非奇、非偶、非奇偶谐波函数，且正负半波不对称，所以含有直流、正弦等所有谐波分量，因为去除直流后为奇函数。

(b)这是一个奇函数。

也是一个奇谐波函数，所以只含有基波、奇次正弦谐波分量。

(c)除去直流分量后是奇函数，又f(t) = f(t±T/2)，是偶谐波函数，所以含有直流、偶次正弦谐波。

(d)正负半波对称，偶函数，奇谐波函数，所以只含有基波、奇次余弦分量。

(e)奇函数、正负半波对称，所以只含有正弦分量（基、谐）(f)正负半波对称、奇函数、奇谐波函数，所以只含有基波和奇次正弦谐波。

2-7 试画出x(t) = 3cos Ω1t + 5sin2Ω1t 的复数谱图（幅度谱和相位谱） 解：a 0 = 0, a 1 = 3, b 2 = 5, c 1 = 3, c 2 = 5 |x 1| = |21(a 1-jb 1)| =23, |x 2| = 21c 2 = 25φ1 = arctan (-30) = 0, φ-1= 0φ2 = arctan (-05) = -2π, φ-2= 2π112-8 求图2-8所示对称周期矩形信号的傅里叶级数解：这是一个正负半波对称的奇函数，奇谐函数，所以只含有基波和奇次正弦谐波。

b n =⎰ΩTt x Tdt t n sin )(2=⎰Ω20dt t n sin 22T ET –⎰ΩTTET 2dt t n sin 22 =⎰ΩΩ20]dt )2T-(t n sin -t n sin [T TE = 202T0|)]2([n cos 2n E |t n cos 2TT t n E -Ω+Ω-ππ= )n cos -(1 cos 2n E1)- n (cos 2ππππ+-n Eπn E2 ，n 为奇数，n = 1，3，5 ……= 1)- n (cos =-ππn E0 ，n 为偶数，n = 2，4，6 ……∴ x(t) = ] t 5sin 51t 3 sin 31 t sin [ 2⋅⋅⋅+Ω+Ω+ΩπE指数形式的傅里叶级数0 , n = 0, ±2, ±4 …… X n =21(a n -jb n ) = πn jE-, n = ±1, ±3, ±5 …… ∴ x(t) = a 0 + ∑∞=Ω-Ω+0)(n tjn nt jn n e X e X 2-9 求图2-9所示周期信号的傅里叶级数解：此函数是一个偶函数 x(t) = x(-t) ∴ 其傅里叶级数含有直流分量和余弦分量a o = ⎰40 4 1Tdt t T E T = 8E + ⎰434 E 1T T dt T + ⎰T T dt T 43 )T t -4E(1 1 =8E + 2E + E –)169(2222T T TE -= 46E –43E = 43Ea n = ⎰ΩTdt t T 0 n cos x(t) 2= ⎰ΩΩ+T dt T0t jn -t jn )e (e x(t) 1 =T 1 = )2cos 1()(42ππn n E --, n = 1, 2, …∴ x(t) = 43E – ]... t 3 cos 91 t cos241 t cos [42+Ω+Ω+ΩπE2-10 若已知F [x(t)] = X(Ω)利用傅里叶变换的性质确定下列信号的傅里叶变换(1) x(2t –5) (2) x(1–t) (3) x(t) · cos t解：(1) 由时移特性和尺度变换特性可得F [x( 2t - 5)] =ΩΩ25j -e )2( X 21(2) 由时移特性和尺度变换特性F [x(at)] =)a( X ||1ΩaF [x(t-t 0)] = 0t-j e )( X ΩΩF [x(1–t)] = ΩΩ-j e )(- X(3) 由欧拉公式和频移特性cos t = )e e ( 21jt -j +t F [tj 0e (t)x Ω±] = X(Ω Ω0)Ω0 = 1F [x(t) · cos t] =21[ X(Ω–1) + X(Ω+1)] 2-11已知升余弦脉冲x(t) = ) 2cos 1 (2t E π+)( ττ<<-t 求其傅里叶变换 解：x(t) = ) 2cos 1 (2tE π+[ u( t +τ)–u( t –τ)]求微分)(t x ' = )]-u(t - ) u(t [ tsin 2τττπτπ+-E)(t x '' = )]-u(t - ) u(t [ t cos 222τττπτπ+-E)(t x '''= )]-u(t - ) u(t [ t sin 233τττπτπ+E + )]-(t - ) (t [ 222τδτδτπ+E= (t) 22x 'τπ+ )]-(t - ) (t [ 222τδτδτπ+E 由微分特性可得：( j Ω)3 X(Ω) = 22)](2E )X( )[-(j τπττΩ-Ω-+ΩΩj j e e∴ X(Ω) = )(2sin 22222Ω-ΩΩτπτπE 2-12已知一信号如图2-81所示，求其傅里叶变换解：(1) 由卷积定理求x(t) = )(2t G τ * )(2t G τ)(2t G τ =)]4()4([2τττ--+t u t u E)(2ΩτG =)4(22τττΩSa E 由时域卷积定理X(Ω) = )(2ΩτG )(2ΩτG =)4(22ττΩSa E(2) 由微分特性求2τE，–2τ< t < 0)(t x ' = – 2τE，0 < t < 2τ0 ，| t | > 2τ)(t x '' =2τE[δ( t +2τ) +δ( t –2τ)–2δ(t)] 由微分特性 ( j Ω)2X(Ω) = )22cos 2(2)2(2E22-Ω=--Ω-ΩτττττEeej jX(Ω) = )4(22ττΩSa E 2-13已知矩形脉冲的傅里叶变换，利用时移特性求图2-82所示信号的傅里叶变换，并大致画出幅度谱解：)(t G τ = E [ u( t + 2τ)–u( t –2τ)] )(ΩτG = )2( ττΩSa Ex(t) = τG ( t +2τ)–τG ( t –2τ)由时移特性和线性性X(Ω) = )2( ττΩSa E τ2Ωj e –)2( ττΩSa E τ2Ω-j e= )2( ττΩSa E je e jj 222Ω-Ω-τ·2j = 2j )2(ττΩSa E 2sin τΩ2-14已知三角脉冲x 1(t)的傅里叶变换为X 1(Ω) = )4(22ττΩSa E 试利用有关性质和定理求x 2(t) = x 1(t –2τ) cos Ω0t 的傅里叶变换解：由时移性质和频域卷积定理可解得此题 由时移性质F [x 1 (t –2τ)] = 2j -1e )( X τΩΩ由频移特性和频域卷积定理可知： F [x(t )cos Ω0t]=21[X(Ω–Ω0)+ X(Ω+Ω0)]X 2 (Ω) = F [x 1 (t –2)cos Ω0t ]= 21[ X 1 (Ω–Ω0) τ20Ω-Ω-j e + X(Ω+Ω0) τ20Ω+Ω-j e ]= 4τE [Sa2ττ2004)(Ω-Ω-Ω-Ωj e + Sa2ττ2004)(Ω+Ω-Ω+Ωje ]2-15求图2-82所示X(Ω)的傅里叶逆变换x(t)解：a) X(Ω) = | X(Ω)| )(Ω-ϕj e=0)(2t j eG ΩΩΩ由定义：x(t) =⎰+∞∞-ΩΩΩd e X t j )(21π= ⎰ΩΩ-ΩΩΩ0021d e Ae t j t j π= ⎰ΩΩ-+ΩΩ00)(2d e A t t j π= 000|)(2)(0ΩΩ-+Ω+t t j e t t j π=)](sin[)(000t t t t A+Ω+π=)]([000t t Sa A +ΩΩπb) ⎰+∞∞-ΩΩΩ=d e X t x t j )(21)(π=⎰Ω-Ω-Ω02021d eAe tj jππ+⎰ΩΩΩ0221d e Ae t j jππ=⎰Ω--ΩΩ0)2(02d eA t j ππ+⎰Ω+ΩΩ0)2(2d eAt j ππ=0)2(0|2Ω--ΩΩππt j e j A +00)2(|2Ω+ΩΩππt j e j A=)2(020)2(2ππππ+Ω-+Ω-t j e t j Aj A–)2(020)2(2ππππ+Ω+Ω+t j e t j Aj A=)]2sin[()2(00πππ+Ω+Ωt t A=]2[0ππ+Ωt Sa A2-16确定下列信号的最低抽样频率与抽样间隔(1) Sa(100t) (2) Sa 2(100t)(3) Sa(100t)+ Sa 2(100t) 解：(1)由对偶性质可知：Sa(100t)的频谱是个矩形脉冲，其脉宽为[-100,100] 即Ωm = 100 =2πf m ∴ f m =π50由抽样定理 f s ≥ 2f m ∴ f s ≥ 2×π50=π100T s ≤100π(2) 由对偶性质可知Sa(100t)的频谱是个矩形脉冲，其脉宽为[-100,100] 又由频域卷积定理可知Sa 2(100t)的频谱是脉宽为[–200,–200]的三角形脉冲 即Ωm = 200 =2πf m∴ f m =π100由抽样定理 f s ≥ 2f m ∴ f s ≥ 2×π100=π200T s ≤200π (3) 由线性性质可知Sa(100t)+ Sa 2(100t) 的频谱是Sa(100t)和Sa 2(100t)之和 ∴其Ωm =2πf m = 200 即 f m =π100则f s ≥ 2f m = π200T s ≤200π2-17已知人的脑电波频率范围为0～45Hz ，对其作数字处理时，可以使用的最大抽样周期T 是多少？若以T = 5ms 抽样，要使抽样信号通过一理想低通滤波器后，能不是真的回复原信号，问理想低通滤波器的截至频率f c 应满足什么条件？解：由已知条件，可知f m = 45Hz 由抽样定理f s ≥ 2f m = 90Hz ∴ T ≤901T = 0.005 ∴ f s = T 1 = 51000= 200由抽样定理和低通滤波可知 45 ≤ f c ≤ 200-45 = 155 即45 ≤ f c ≤ 1552-18若F [a(t)] = X(Ω), 如图2-85所示，当抽样脉冲p(t)为下列信号时，试分别求抽样后的抽样信号的频谱X s (Ω), 并画出相应的频谱图(1) p(t) = cos t(2) p(t) = cos2 t (3) p(t) = ∑+∞-∞=-n n t )2(πδ (4) p(t) =∑+∞-∞=-n n t )(πδ图 2-85解：由抽样特性可知 x s = x(t) p(t) 由频域卷积定理可知X s (Ω) = )(*)(21ΩΩP X π(1) P(Ω) = [δ(Ω+1)+δ(Ω-1)] ∴ X s (Ω) = )(*)(21ΩΩP X π= )]1()1([21-Ω++ΩX X(2) P(Ω) = [δ(Ω+2)+δ(Ω-2)] ∴ X s (Ω) =)(*)(21ΩΩP X π= )]2()2([21-Ω++ΩX X(3) P(Ω) =∑+∞-∞=-Ωn n )(22δππ=∑+∞-∞=-Ωn n )(δ∴ X s (Ω) = )(*)(21ΩΩP X π=∑+∞-∞=-Ωn n X )(21π(4) P(Ω) = ∑+∞-∞=-Ωn n )2(2δππ= ∑+∞-∞=-Ωn n )2(2δ∴ X s (Ω) =)(*)(21ΩΩP X π=∑+∞-∞=-Ωn n X )2(1πX p (1) = 2, X p (2) = 0, X p (3) = 2。