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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