数字信号处理习题

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注意:考试时间改为周三。考试改为闭卷考试请大家好好复习,把

给的习题都做一遍。

2010年数字信号处理复习提纲

考试时间:第十八周周四5-6节(12月30日)

第一部分

一、考试题型:

A卷:填空题26分,判断题15分,计算题24分(3题),画图题20分(2题),设计题15分(1题)

B卷:填空题26分,单选题15分,计算题24分(3题),画图题20分(2题),设计题15分(1题)

二、考试知识点:

1、线性、时不变、因果、稳定判断

2、傅里叶正变换与反变换及其性质

3、Z变换与反变换及其性质

4、线性卷积与循环卷积的求法

5、递推法求系统响应

6、Z变换收敛域的求解

7、基2—DIT的FFT

8、基2—DIF的FFT

9、系统直接型、级联型结构、并联型结构

10、脉冲响应不变法和双线性变换法设计数字滤波器(IIR滤波器设计-高通、低通、带通)

11、FIR数字滤波器设计(窗函数法)

12、部分分式法、长除法和留数法求Z变换的反变换第二部分例题

一、根据下面描述系统的不同方法,求出对应系统的系统函数

(1)

(2)单位取样响应。解:(1)

(2)

二、求的DFT。解:

所以

三、如果模拟系统函数为,试用冲激响应不变法求出相应的数字滤波器的系统函数。

解:通过部分分式可以得到

可见该模拟系统在处有一对共轭极点,

则数字滤波器在处有一对极点,而数字滤波器的系统函数为

四、一个线性时不变因果系统由下面的差分方程描述

(1)求系统函数H(Z)的收敛域;

(2)求该系统的单位取样响应;

(3)求该系统的频率响应。

解:(1)对差分方程两端进行Z变换,可以得到

则系统函数为

所以其收敛域(ROC)为

(2)系统的单位取样响应是系统函数的逆Z变换,由(1)结果知

又由于

所以

(3)系统的频率响应

五、设某因果系统的输入输出关系由下列差分方程确定

(1)求该系统的单位采样响应;

(2)利用(1)得到的结果,求输入为

时系统的响应。

解:(1)

因为

所以

可以推出

(2)

六、给定离散信号

(1)画出序列的波形,并标出各序列值;

(2)试用延迟的单位冲激序列及其加权和表示序列

(3)试分别画出序列和序列

的波形。

解:(1)的波形如图所示。(2)

(3)和

的波形分别如图所示

七、判断下面的序列是否是周期序列,若是周期的,确定其周期。(1),A为常数

(2)

解:(1)因为为有理数,所以

是以16为周期的周期序列。

(2)因为,而

为无理数,所以此序列是非周期序列。

八、已知图所示的是单位取样响应分别为

和的两个线性非移变系统的级联,已知,试求系统的输出

解:因为

则系统输出为

九、已知系统的框图如图所示,试列出该系统的差分方程;并按初始条件

,求输入为

时的输出。

解:由图可得方程组

联立整理得到系统的差分方程为

由于时,

,则通过迭代可得

归纳可得整理化简得

十、已知,求

的傅里叶反变换。

解:因为当时,

;当

时,。所以

十一、已知,分别求其轭对称序列

与共轭反对称序列的傅里叶变换。

解:序列的傅里叶变换为

,因为

的傅里叶变换对应

的实部,

的傅里叶变换对应的虚部乘以j,则

十二、设计一个带通滤波器,其设计要求为:

采样频率;通带:波动;

阻带:以上,40dB衰减。解:首先数字滤波器的设计规定

因此,数字滤波器的设计规定为

通带:波动;

阻带:

下面是模拟滤波器的设计规定

取,模拟滤波器的设计规定为:

通带:波动;阻带:衰减。

我们用切比雪夫滤波器实现,可算得。因此

从而可以求得中间模拟滤波器的传递函数为