第二章习题答案

发布 2022-07-14 16:47:28 阅读 3432

2-1 试求如下序列的傅里叶变换:

解: (1)

2-2 设信号,它的傅里叶变换为,试计算。

解: (

2-3 已知。

求的逆傅里叶变换。

解: 2-4 设和分别是和的傅里叶变换,试求下面序列的傅里叶变换。

解:(1), 令则:

3) ,令,则:

4) 由,得。

所以。2-5 已知序列,求其傅里叶变换dtft。

解: 2-6 设,试求的共轭对称序列和共轭反对称序列;并分别用图表示。

解。图形如下题2-6图所示:

题2-6图与序列图。

2-7 设系统的单位脉冲响应,,输入序列为。

完成下面各题:

1) 求出系统输出序列;

2) 分别求出、和的傅里叶变换。解:(1)

2-8 若序列是因果序列,其傅里叶变换的实部如下式:

求序列及其傅里叶变换。

解: 2-9 试用定义计算周期为5,且一个周期内的序列的dfs。

解: 2-10 求出周期序列的dfs。

解:由题知周期为4

2-11 已知周期为的信号,其dfs为,证明dfs的调制特性。

证明: 命题得证。

2-12 设。

将以4为周期进行周期延拓,形成周期序列,画出和的波形,求出的离散傅里叶级数和傅里叶变换。

解: 以4为周期。

和波形图如下题2-12图所示:

题2-12图和波形图。

2-13 如果是一个周期为的周期序列,其dfs为,将看作周期为2的。

周期序列,其dfs为。试利用确定。

解: 按照题意,可以写出:

令,则。所以。

2-14 根据下列离散时间信号的傅里叶变换,确定各对应的信号。

解: (1)

因此。2)因为含有冲激函数,因此,对应的信号为周期信号,设为,其周期为,dfs为,则有:

的dtft,有。

即。而已知。可见。即。

所以 , 得是以为周期的周期函数。

2-15 计算以下诸序列的点dft,在变换区间内,序列定义为。

34),其中。

5),其中。

解: (1)

4) 由dft的定义直接计算序列的dft,对变换采样。由于,对在,上采样,求得:

2-16 已知,,求其点dft。

解:, 2-17 设,求其原序列。

解: 2-18 已知下列,,求,其中。

解: 2-19 已知序列的4点离散傅里叶变换为,求其复共轭序。

列的离散傅里叶变换。

解: 2-20 证明dft的对称定理,即假设。

证明:证明:

2-21 如果,证明dft的初值定理。

证明:由idft定义式。

知。2-22 证明离散帕斯维尔定理。若,则。

证明。2-23 令表示点序列的点离散傅里叶变换。本身也是个点序列。

如果计算的离散傅里叶变换得一序列,试用求。

解:按照题意,可以写成。

因为。所以。

2-24 一个长度为8的有限时宽序列的8点离散傅里叶变换,如题2-24图所示。

令。求的16点dft,并画出其图形。

解:按照题意,当为奇数时为零,故可写出。而。所以。

即。所以的图形如题2-26(a)图所示:

题2-26(a)图。

2-25 已知序列。

是的6点dft。

1) 若有限长序列的6点dft 是,求。

2) 若有限长序列的3点dft 满足,,,求。

解: (1)序列的dft由的dft与复指数相乘组成,这相当于是将圆周移位了4点:,所以:

2)序列长度为3,dft变换为,,,其中是的6点dft。由于系数是对在单位圆上等间隔采样6点的结果,所以,,,相当于是对在单位圆上等间隔采样3点,所以。

在区间外,因而;

就得到。2-26 在很多实际应用中都需要将一个序列与窗函数相乘。设是一个点的序。

列,是汉明窗:

试用的dft求加窗序列的dft。

解:首先用复指数表示汉明窗。

因此。如果。

则。所以加窗序列的dft为。

2-27 已知求和。

欲使两卷积相同,则循环卷积的长度的最小值应为多少?

解:, l=4+2-1=5

2-28 已知序列,若是与它本身的4点循环卷。

积,求及其4点的。

解:的4点:

2-29和都是长度为6点的有限长序列,和分别是和的8

点dft。若组成乘积,对作8点idft得到序列,问在哪些点上等于以下线性卷积:

解:和都是长度为6点,则的长度为11点,而为与的8点循环卷积。根据线性卷积与循环卷积的关系,8点的循环卷积中,前3个点将由线性卷积的叠加,而后5个点等于线性卷积。

2-30 序列。

1) 求的4点dft;

2) 若是与它本身的4点循环卷积,求及其4点dft;

3) ,求与的4点循环卷积。

解: 由题可知:

得到 即

3)由题知

得。2-31 序列为。

计算的5点dft,然后对得到的序列求平方:

求的5点dft反变换。

解:序列的5点dft等于乘积,所以是与本身5点圆周卷积的结果:

一个简单的计算圆周卷积的方法是先进行线性卷积,然后将结果叠加:

与本身的线性卷积的结果为。

用**法计算圆周卷积,就会得到。

题2-31表。

所以。2-32 考虑两个序列:

若组成,其中、分别是和的5点dft,对作dft反变换得到序列,求序列。

解: 因为是两个5点dft和的乘积,所以是和的5点圆。

周卷积。可以用**法计算圆周卷积,也可以用先线性卷积再重叠的方法,还可以用先将dft相乘再对乘积作dft反变换的方法。本题中,是一个简单序列,我们可以用分析法。

和的5点圆周卷积是:

因为,,且,5点圆周卷积是:

圆周卷积等于圆周移位序列的值从到求和的结果,因为是。

可以看作是长度为5 的序列)可以通过反向读取序列得到,从开始:

是的前5个值相加的结果,得到。将此序列圆周右移1后,就有。

前4个值相加后得到。继续求解,求得:

2-33 两个有限长序列和的零值区间为;

对每个序列作20点dft,得和,如果,,。试问在哪些点上?为什么?

解: 设,而,的长度为27,的长度为20,且。

当上述周期延拓序列中无混叠的点上有:

2-34 两个有限长序列和,在区间以外的值为,两个序列圆周卷积后。

得到的新序列为。

其中。若仅在时有非零值,确定为哪些值时,一定等于和的线性卷积?

解: 由于,等于和的线性卷积的点是在区间内,圆周移位等于线性移位的那些点。由于仅仅在区间内有非零值,我们可以看到杂区间内。

所以当时线性卷积与圆周卷积相等。

2-35 求证循环卷积定理。设有限长序列和的长度分别为和,取。

且和分别是两个序列的点dft。

1) 若,求证;

2) 若,求证:。

证明:(1)点dft等于的序列为:

, 需要用和来表示,由于, 将代入到的表达式中,有:, 交换求和顺序,则, ,括号内的项等于,有:, 2) 由定义, 。若想用和来表示,将下面的表达式代入上式得:

交换求和顺序,上式变成:

第二个求和就是,有:

所以,是和圆周卷积的倍:

问题得证。2-36 若和都是长为点的序列,和分别是两个序列的点。

dft。证明:

证明:令和分别是和的点dft ,是的点dft,则的dft是,由性质有。

让计算,就可以得到结论:

2-37 已知实序列的8点dft前5个值为.

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