1. 判断下列信号是否是周期的,如果是周期的,求出它的基频和公共周期。
解:因此,公共周期,基频。
因此,公共周期。
基频。3) 由于两个分量的频率比值是无理数,因此无法找出公共周期。所以是非周期的。
4) 两个分量是同频率的,基频1/ hz。因此,公共周期s。
2.指出并证明下列信号中哪些是功率信号,哪些是能量信号,哪些既不是功率信号也不是能量信号。
解: 1) 波形如题2解图(a)所示。显然是功率信号。
w(2) 波形如题2解图(b)所示。显然是能量信号。
(3) 能量信号 j
(4) 功率信号,显然有 w
3. 周期信号如题图3所示,试计算信号的功率。
题3图。解: 周期t=7 ,一个周期的能量为
信号的功率为w
4. 画出下列信号的波形。
解:的波形分别如题4解图(a)、(b)、(c)所示。
题4解图。5. 完成下列信号的计算。
解:6. 求下列积分。
解:(2) (因不在积分范围(-3,6)内)
7.画出题图7中的信号的一阶导数波形。
题7图。解:
的波形分别如题7解图(a)、(b)、(c)所示。
题7解图。8.对于题8图中的信号,为以下各式作图。
(5)(偶分量)
6)(奇分量)
题8图。解: 各波形如题8解图所示。
题8解图。9.周期信号如题9图所示,试计算信号的功率。
题9图。解:
周期t=7 ,其能量为。
信号的功率为w
10.用基本信号或阶跃信号表示题10图中的信号,并求出它们的能量。
解:(a),可以看成三个矩形。
能量为jb),可以看成一个矩形和一个三角形相加。
能量为jc),可以看成一个矩形和两个三角形相加。
能量为j11. 画出下列信号的波形。
解:各信号的波形如题11解图所示。
题11解图。
12.求下列积分。
解: a);
b) c)
d) 13. 画出下列各信号的波形。
解:各波形如题13解图所示。
题13解图。
14. 对于题14图中的信号,为以下各式作图。
(a);(b);
(c);(d);
(e)(偶分量);
(f)(奇分量)。
解: 各波形如题14解图所示。
题14解图。
15.求下列函数的卷积积分。
现求解如下:
解:解:解:
解:解:16.已知。
求。现求解如下:
1),求。解:
把求导2次。
2),求。解:
左式:右式:
所以。把代入上式,得。
17.已知下列的值,求。
现求解如下:
解:解:18.已知,求。解:当时。
当时。上二式在成立,故得。
当时。19.已知,求。
解:这里用到性质:
1. 前四个勒让德(legendre)多项式。
证明它们在区间(-1,1)内是正交函数集。
解:在区间(-1,1)内,有。
在(-1,1)区间内满足( )它们在区间(-1,1)内是正交函数集。
2 . 证明,是在区间的正交函数集。它是否是完备的正交函数集?
证明:在区间内,有。
(n为正整数)}是在区间的正交函数集。但不是完备的。因为:在正交函数集之外,存在函数满足:
对于所有的和。
3. 题3图给出冲激序列。求的指数傅里叶级数和三角傅里叶级数。
题3图。解:,因为偶函数。
上述。4. (1) 直接用定义求题4图所示三角波的三角傅里叶级数。
2) 利用3题的结果求题2.4图所示三角波的三角傅里叶级数。
题4图。解:
1)利用直接法求解:
因为信号为去直为奇函数,所以;
上述。2)利用3题的结果求解:令。则。
所以。5. 已知周期信号的前周期波形如题5图所示。根据下列各种情况的要求,画出在一个周期的波形。
1)是偶函数,只含有偶次谐波;
2)是偶函数,只含有奇次谐波;
3)是偶函数,含有偶次谐波和奇次谐波;
4)是奇函数,只含有偶次谐波;
5)是奇函数,只含有奇次谐波。
6)是奇函数,含有偶次谐波和奇次谐波。
题5图。解:
1)是偶函数,只含有偶次谐波 2)是偶函数,只含有奇次谐波。
题5图(a题5图(b)
3)是偶函数,含有偶次谐波和奇次谐波。
题5图(c题5图(d)
4)是奇函数,只含有偶次谐波 5)是奇函数,只含有奇次谐波。
题5图(e题5图(f)
6. 周期信号的双边频谱如题6图所示,求其三角函数表示式。
题6图。解:
根据,求得。
7. 已知周期矩形信号及如题7图所示。求:
1)的参数为,,,则谱线间隔和带宽为多少?
2)的参数为,,,则谱线间隔和带宽为多少?
3)与的基波幅度之比为多少?
4)基波幅度与的三次谐波幅度之比为多少?
题7图。解:
1) 谱线间隔为或。
带宽为或。2) 同理可求:谱线间隔为或。带宽为或。
8. 求题8图所示半波余弦脉冲的傅里叶变换,并画出频谱图。
题8图。解:
9. 计算下列信号的傅里叶变换。
解:5)因为。10. 试分别利用下列几种方法证明。
1) 利用符号函数;
2) 利用矩形脉冲取极限;
3) 利用积分定理;
4) 利用单边指数函数取极限。
解:1)略。
3)略。
11. 若的傅里叶变换为,如题11图所示,求并画图。
题11图。解:
题11解图。
12. 已知信号,的波形如题12图(a)所示,若有信号的波形如题12图(b)所示。求。
题12图(a题12图(b)
解:13. 若已知,确定下列信号的傅里叶变换:
解:14. 已知三角脉冲的傅里叶变换为,试用有关定理求的傅里叶变换。解:
15. 若已知,确定下列信号的傅里叶变换。
解:16. 分别利用线性性质、时域积分性质和时域卷积定理求题16图所示梯形脉冲的傅里叶变换,并大致画出情况下该脉冲的频谱图。
题16图。解:
1)利用线性性质。
2)利用时域积分性质。
令则。如题16解图(a)所示。
3)当时,图形如题16解图(b)所示。
题16解图(a)
题16解图(b)
17. 已知阶跃信号的傅里叶变换为;正弦、余弦函数的傅里叶变换为;。求单边正弦和单边余弦的傅里叶变换。
解:同理可求:
18. 求的傅里叶反变换。解:
另一种解法:
19. 求信号的傅氏变换。
解:信号周期为:,则,题19图。
20. 信号,若对其进行冲激采样,求使频谱不发生混叠的最低采样频率。
解:令,则。
所以。21. 有限频带信号的最高频率为100hz,若对下列信号进行时域采样,求得最小采样频率。
解:设: 1),频域信号扩展,频带增大,,
2) ,频域信号扩展,频带增大为的两倍,
3) ,的,的,故有的,4),频带增大为的两倍,确,
1求下列函数的拉普拉斯变换并注明收敛区。
解:收敛域为。
收敛域为。收敛域为。
收敛域为。收敛域为。
2利用拉普拉斯变换性质,求下列信号的拉普拉斯变换。
解: 1) 因为
利用复频域微分性质,有。即。
4)因为 根据拉普拉斯变换时域频移性质,有。
3求下列函数的拉普拉斯反变换。解:
根据时延性质。
2)将整理成周期形式。
又 则是第一周期单个函数为、周期的周期函数,所以。
3)因为。由卷积定理知
其中。所以。
4用部分分式法求下列函数的拉普拉斯反变换。
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