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
即
(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
或
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
用