2022年2022年离散傅里叶变换试题汇总 .pdf
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1、第一章离散傅里叶变换(DFT )3.1 填空题(1)某序列的DFT表达式为10)()(NnknMWnxkX,由此可以看出,该序列时域的长度为,变换后数字频域上相邻两个频率样点之间的间隔是。解: N;M2(2)某序列 DFT 的表达式是10)()(NkklMWkxlX,由此可看出,该序列的时域长度是,变换后数字频域上相邻两个频率样点之间隔是。解: N M2(3)如果希望某信号序列的离散谱是实偶的,那么该时域序列应满足条件。解:纯实数、偶对称(4)线性时不变系统离散时间因果系统的系统函数为252) 1(8)(22zzzzzH,则系统的极点为;系统的稳定性为。系统单位冲激响应)(nh的初值为;终值)
2、(h。解:2,2121zz;不稳定;4)0(h;不存在(5) 采样频率为HzFs的数字系统中,系统函数表达式中1z代表的物理意义是,其中时域数字序列)(nx的序号n代表的样值实际位置是;)(nx的N点DFT)kX(中,序号k代表的样值实际位置又是。解:延时一个采样周期FT1,FnnT,kNk2( 6) 已 知4,3 ,2, 1 ,0; 0, 1, 1 ,0 ,1,4,3,2, 1 ,0; 1 ,2, 3,2, 1knhknx, 则nx和nh的 5 点循环卷积为。解:32kkkkxkhkx4, 3,2, 1 ,0;2 ,3 ,3 , 1 ,0)3()2(55kkxkxkx(7)已知3 ,2 ,
3、1 ,0; 1, 1 ,2,4,3 ,2,1 ,0;2,0,2 ,3knhknx则nhnx和的4点循环卷积为。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 18 页 - - - - - - - - - 解:73462023421114211142211432100 12330 122 30 11 230 xxxxhhhhhhhhhhhhhhhh(8)从满足采样定理的样值信号中可以不失真地恢复出原模拟信号。采用的方法,从时域角度看是() ;从频域角度看是() 。解:采样值
4、对相应的内插函数的加权求和加低通,频域截断3.2选择题1.若一模拟信号为带限,且对其抽样满足奈奎斯特条件,理想条件下将抽样信号通过即可完全不失真恢复原信号()A.理想低通滤波器B.理想高通滤波器C.理想带通滤波器D.理想带阻滤波器解: A 2.下列对离散傅里叶变换(DFT )的性质论述中错误的是( ) A.DFT 是一种线性变换B.DFT 具有隐含周期性C.DFT 可以看作是序列z 变换在单位圆上的抽样D.利用 DFT 可以对连续信号频谱进行精确分析解: D 3序列 x(n)=R5(n),其 8 点 DFT 记为 X(k) ,k=0,1, ,7 ,则 X(0) 为( )。 A.2 B.3 C.
5、4 D.5 解: D 4已知 x(n)= (n),N 点的 DFTx(n)=X(k),则 X(5)=( )。AN B1 C0 D- N 解: B 5.已知 x(n)=1,其 N 点的 DFTx(n)=X(k), 则 X(0)=( ) A.N B.1 C.0 D.-N 解: A 6一有限长序列x(n) 的 DFT 为 X(k) ,则 x(n) 可表达为:。A10)(1NknkNWkXNB. 101NX k WNnkkN( )C101NXk WNnkkN( )D. 101NX k WNnkkN( )解: C 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - -
6、- - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 18 页 - - - - - - - - - 7离散序列x(n) 满足 x(n)=x(N-n) ;则其频域序列X(k) 有:。AX(k)=-X(k) B. X(k)=X*(k) CX(k)=X*(-k) D. X(k)=X(N-k) 解: D 8已知 N 点有限长序列X(k)=DFT x(n) ,0n,kN,则 N 点 DFT nlNWx(n)=( ) A.)()(kRlkXNNB. )()(kRlkXNNC.kmNWD.kmNW解: B 9.有限长序列10)()()(Nnnxnxnxopep,则)(nNx。A.
7、)()(nxnxopepB.)()(nNxnxopepC.)()(nxnxopepD.)()(nNxnxopep解: C10.已知 x(n)是实序列, x(n)的 4 点 DFT 为 X(k)=1,-j,-1,j ,则 X(4-k)为( ) A.1,-j,-1,jB.1,j,-1,-jC.j,-1,-j,1D.-1,j,1,-j解: B 11.( )( )( ),01RIX kXkjXkkN,则 IDFTXR(k) 是)(nx的() 。A共轭对称分量B. 共轭反对称分量C. 偶对称分量D. 奇对称分量解: A 12DFT 的物理意义是:一个的离散序列x(n)的离散付氏变换X(k)为 x(n)的
8、付氏变换)(jeX在区间 0,2上的。A. 收敛;等间隔采样B. N 点有限长; N 点等间隔采样C. N 点有限长;取值C.无限长; N 点等间隔采样解: B 13用 DFT 对一个 32 点的离散信号进行谱分析,其谱分辨率决定于谱采样的点数N,即,分辨率越高。A. N 越大B. N 越小C. N=32 D. N=64 解: A 14. 对)(1nx(0n1N-1)和)(2nx(0n2N-1)进行 8 点的圆周卷积,其中_的结果不等于线性卷积。( ) A. 1N=3,2N=4 B. 1N=5,2N=4 C. 1N=4,2N=4 D. 1N=5,2N=5 解: D 15对 5 点有限长序列 1
9、 3 0 5 2进行向左 2 点圆周移位后得到序列()名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 18 页 - - - - - - - - - A 1 3 0 5 2B 5 2 1 3 0C 0 5 2 1 3D 0 0 1 3 0解: C 16对 5 点有限长序列 1 3 0 5 2进行向右 1 点圆周移位后得到序列( ) A.1 3 0 5 2B.2 1 3 0 5C.3 0 5 2 1D.3 0 5 2 0解: B 17.序列)(nx长度为 M,当频率采样点数N
10、2/fhB.Ts1/fhC.Ts1/fhD.Ts1/(2fh) 解: D 25.设某连续信号的最高频率为5kHz,采样后为了不失真的恢复该连续信号,要求采样频率至少为_Hz。( ) A.5k B.10k C.2.5k D.1.25k 解: B 26.如果使用 5kHz 的采样频率对某连续信号进行无失真的数字信号处理,则信号的最高频率为 _Hz。( ) A.2.5k B.10k C.5k D.1.25k 解: A 27.要从抽样信号不失真恢复原连续信号,应满足下列条件的哪几条( )。()原信号为带限()抽样频率大于两倍信号谱的最高频率()抽样信号通过理想低通滤波器A.、B.、C.、D.、解: D
11、 3.3 问答题(1)解释 DFT中频谱混迭和频谱泄漏产生的原因,如何克服或减弱?答:如果采样频率过低,再DFT 计算中再频域出现混迭线性,形成频谱失真;需提高采样频率来克服或减弱这种失真。泄漏是由于加有限窗引起,克服方法是尽量用旁瓣小主瓣窄的窗函数。(2)在 A/D 变换之前和D/A 变换之后都要让信号通过一个低通滤波器,它们分别起什么作用?答:在 A/D 变化之前让信号通过一个低通滤波器,是为了限制信号的最高频率,使其满足当采样频率名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第
12、5 页,共 18 页 - - - - - - - - - 一定时,采样频率应大于等于信号最高频率2 倍的条件。此滤波器亦称位“抗折叠”滤波器。在 D/A 变换之后都要让信号通过一个低通滤波器,是为了滤除高频延拓谱,以便把抽样保持的阶梯形输出波平滑化,故称之为“平滑”滤波器。(3)用 DFT 对连续信号进行谱分析的误差问题有哪些?答:混叠失真;截断效应(频谱泄漏);栅栏效应(4)画出模拟信号数字化处理框图,并简要说明框图中每一部分的功能作用。答:框图如下所示第 1 部分:滤除模拟信号高频部分;第2 部分:模拟信号经抽样变为离散信号;第3 部分:按照预制要求对数字信号处理加工;第4 部分:数字信号
13、变为模拟信号;第5 部分:滤除高频部分,平滑模拟信号(5) “一个信号不可能既是时间有限信号,又是频带有限信号”是信号分析中的常识之一,试论述之。答:由傅里叶变换的尺度变换特性可知)(1)(ajFaatf信号在时域和频域中尺度的变化成反比关系,即在时域中带宽越宽,在频域中带宽越窄;反之,在时域中带宽越窄,在频域中带宽越宽。所以不可能出现在时域和频域都为无限宽或者有限宽的信号。(6)试述用 DFT计算离散线性卷积的方法。答:计算长度为M,N 两序列的线性卷积,可将两序列补零至长度为M+N-1, 而后求补零后两序列的DFT,并求其乘积,最后求乘积后序列的IDFT,可得原两序列的线性卷积。(7) 已
14、知 X(k) 、Y(k) 是两个 N点实序列 x(n)、y(n)的DFT值,今需要从 X(k) 、Y(k) 求x(n) 、y(n)的值,为了提高运算效率,试用一个N点IFFT运算一次完成。解:依据题意)()(),()(kYnykXnx取序列)()()(kjYkXkZ对)(kz作 N 点 IFFT 可得序列)(nz。又根据 DFT 性质)()()()()()(njynxkYjIDFTkXIDFTkjYkXIDFT由原题可知,)(),(nynx都是实序列。再根据)()()(njynxnz,可得)(Im)()(Re)(nznynznx(8)设 H(z)是线性相位FIR 系统,已知H(z)中的 3 个
15、零点分别为1,0.8, 1+j,该系统阶数至少为多少?解:由线性相位系统零点的特性可知,1z的零点可单独出现,8. 0z的零点需成对出现,即前置滤波器A/D 变换器数 字 信 号处理器D/A 变换器模拟滤波器名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 18 页 - - - - - - - - - z=1.25 也是其零点之一,jz1的零点需 4 个 1 组,其它三个jz1, 21jz,21jz,所以系统至少为7 阶。3.4 计算题1.计算下列序列的N 点 DFT:(1
16、)nnx(2)Nnnnnx000 ,(3)10,Nnanxn(4)NmNnNnnmNnx0,0 ,0,2cos(5)Nnnnununx000,(6)1.,1 , 0,2cos24NnnNnx解: (1)10, 1)0()(10NknkXNnnkNW(2)10 ,)()(0100NkWWnRnnkXknNNnnkNNN(3)10 ,111110NkaWaaWWaWakXkNNkNNkNNNnnkNn(4) nkNjNnmnNjmnNjNnnkNeeeWmnNkX2102210)(21)2cos(mkNjmkjmkNjmkjeeee2222111121mkNNjmkNjmkNjmkjmkjmkNN
17、jmkNjmkNjmkjmkjeeeeeeeeee1121名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 18 页 - - - - - - - - - mkNNjmkNNjeNmkmkeNmkmk11/sinsin/sin)sin(21其它或,0,2mkmkN(5)kNknNnnnkNNnnkNWWWWnnunkX11u001 -01-00WWWWWkNkNnkNnkNnkN2/2/2/12/12/1000=NkNkneNnj/sin/sin02/() 120,k=0,1
18、,N-1 (6)222414nNjnNjeenx= nNjnNjee442414=29+)2(241nNje+nNNje)2(241=29+WNN241+WnNN)2(41对照 DFT 逆变换公式knNKWkXNnxN2101得到其它或,,022,41029)(NkkNkNkX2. 令)(nx和)(jweX表示一个序列及其傅立叶变换,利用)(jweX表示下面各序列的傅立叶变换。(1))2()(nxng(2)为奇数为偶数nnnxng02)(解: (1)为偶数kkwkjnjnwnjnwjwekxenxengeG2)()2()()(名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -
19、 - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 18 页 - - - - - - - - - )()(2121)(21)(21)(21)(21)(21)()1()(2122)2(2)2(2222wjwjwjwjkwjkwjkwjkjkwjkkwkjkeXeXeXeXekxeXeekxekxekxkx(2))()()2()()(222wjrwjrrrwjnjnwjweXerxergengeG3. 对有限长序列1 ,0 ,1 ,1 ,0, 1)(nx的 Z 变换)(zX在单位圆上进行5 等份取样,得到取样值)(kX,即4, 3,2, 1 ,0
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