信号与系统答案-西北工业大学-段哲民-第七章.doc

第七章  习 题 7.1 已知频谱包含有直流分量至1000 Hz分量的连续时间信号f(t)延续1 min，现对f(t)进行均匀抽样以构成离散信号。求满足抽样定理的理想抽样的抽样点数。答案解答：今，故抽样频率应为：最低抽样频率为。而最大的抽样间隔为故得最少抽样点数为个7.2 已知序列试将其表示成解析（闭合）形式，单位序列组合形式，图形形式和表格形式。答案 解答：（1）解析形式或（2）单位序列组合形式（3）图形形式如图题7.2所示。（4）表格形式如下：k0123456f(k)-2-1271423347.3 判断以下序列是否为周期序列，若是，则其周期N为何值？答案 解答：若存在一个整数N，能使则即为周期为N的周期序列；若不存在一个周期N，则即为非周期序列。取故得可见当取n=3时，即有N=14。故为一周期序列，其周期为N=14。欲使为周期序列，则必须满足，即，但由于n为整数，不是整数，故N不可能是整数，因此不可能是周期序列。（3）因为因果序列。故为非周期序列。也可以理解为是在k=0时刻作用于系统的周期序列，其周期为。7.4 求以下序列的差分。答案 解答：（1）方法一方法二故。这是先延迟后求差分。因有故有这是先求差分后延迟。可见先延迟后求差分和先求差分后延迟是是一样的。（这是先求差分后延迟）（这是先求差分后延迟)7.5 欲使图题7.5(a)与图题7.5(b)所示系统等效，求图题7.5(a)中的加权系数h(k)。答案 解答：两个系统等效，意即它们的单位响应相等。图题(b)的差分方程为故得转移算子故得因为当时有故上式可写为因由此式也可得到图题(a)的差分方程为欲使图题 (b)和(a)两个系统等效，图题 (a)的单位响应也应为7.6 已知序列和的图形如图题7.6所示。求答案 7.7 求下列各卷积和。)答案 解答：7.8 求下列各差分方程所描述的离散系统的零输入响应。答案 解答：（1）对差分方程进行移序变换得特征方程为得特征根为故零输入响应的通解为故有，故得故得零输入响应为（2）对差分方程进行移序变换得即特征方程为特征根为故零输入响应的通解为故有联解得故得零输入响应为7.9 已知系统的差分方程为求系统的单位响应。答案 解答：系统差分方程的转移算子为故得7.10 已知差分方程系统的初始条件求全响应。答案 解答：（1）求零输入响应得特征根为故联解得故（2）求故得（3）求零状态响应查卷积和表得全响应为7.11 某人每年初在银行存款一次，第1年存款1万元，以后每年初将上年所得利息和本金以及新增1万元存入当年，年利息为5%。(1)列此存款的差分方程；(2)求第10年底在银行存款的总数。答案 解答：（1）设第k年初银行存款总额为，则差分方程为式中为年初存款的总数，为第年初新增存款1万元。整理之得由于，故只存在零状态响应。传输算子为故故当k=10时有万元故第10年底银行的存款总数为万元7.12 已知差分方程为激励初始值试用零输入-零状态法求全响应。答案 解答：（1）求零输入响应。系统的特征方程为得特征根为故得零输入响应的通解为待定系数必须根据系统的初始状态来求，而不能根据全响应的初始值来求。又因为激励是在时刻作用于系统的，故初始状态应为。下面求。取，代入原差分方程有即故得取，代入原差分方程有即故得将所求得的初始状态，代入式（1）有联解得。故得零输入响应为（2）差分方程的转移算子为故得单位响应为（3）零状态响应为（4）全响应，即7.13 已知离散系统的差分方程与初始状态为(1)求零输入响应，零状态响应，全响应；(2)判断该系统是否稳定；(3)画出该系统的一种时域模拟图。答案 解答：（1）故零输入响应的通解为故有联解得。故得零输入响应为（2）系统的单位序列响应为故零状态响应为（3）全响应为（4）由于差分方程的特征根的绝对值均小于1，故系统是稳定的（5）系统的一种时域模拟图如图题7.13所示7.14 已知系统的单位阶跃响应求系统在激励下的零状态响应，写出该系统的差分方程，画出一种时域模拟图。答案 解答：先求单位响应。因有故根据系统的差分性有故得又由的表达式可求得转移算子为故得系统的差分方程为其模拟图如图题7.14所示7.15 已知零状态因果系统的单位阶跃响应为(1)求系统的差分方程；(2)若激励求零状态响应。答案 解答：（1）由阶跃响应的表达式可知，特征方程有两个特征根：故知该系统是二阶的。故可设系统的差分方程为系统的特征多项式为故得故得差分方程为下面再求系数。先求单位响应。当激励时，系统的差分方程变为因有故根据线性系统的差分性有故得：将这些值代入式（1）得故得系数最后得差分方程为实际上，由于因果系统总是有，今阶，故必有（2）根据线性系统的齐次性与移序不变性可得7.16 图题7.16所示(a)，(b)，(c)三个系统，已知各子系统的单位响应为试证明三个系统是等效的，即。答案 解答：欲证明三个系统相互等效，只要证明三个系统的单位响应相同即可。（1）求图题7.16(a)的单位响应（2）求图题7.16(b)的单位响应（3）求图题7.16(c)的单位响应故三个系统是等效的。7.17 试写出图题7-17(a)，(b)所示系统的后向与前向差分方程。答案 解：（a）（b）