信与线性系统分析习题答案-(吴大正-第四版--高等教育出版社).pdf
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1、文档 第一章 信号与系统(二)1-1 画出下列各信号的波形【式中)()(tttr】为斜升函数。(2)tetft,)((3))()sin()(tttf (4))(sin)(ttf (5))(sin)(trtf (7))(2)(ktfk (10))()1(1)(kkfk 解:各信号波形为 (2)tetft,)(文档 (3))()sin()(tttf (4))(sin)(ttf 文档 (5))(sin)(trtf (7))(2)(ktfk 文档 (10))()1(1)(kkfk 1-2 画出下列各信号的波形式中)()(tttr为斜升函数。(1))2()1(3)1(2)(ttttf (2))2()1(
2、2)()(trtrtrtf 文档 (5))2()2()(ttrtf (8))5()()(kkkkf(11))7()()6sin()(kkkkf (12))()3(2)(kkkfk 解:各信号波形为 (1))2()1(3)1(2)(ttttf (2))2()1(2)()(trtrtrtf 文档 (5))2()2()(ttrtf (8))5()()(kkkkf 文档 (11))7()()6sin()(kkkkf 文档(12))()3(2)(kkkfk 1-3 写出图 1-3 所示各波形的表达式。文档 1-4 写出图 1-4 所示各序列的闭合形式表达式。文档 1-5 判别下列各序列是否为周期性的。如
3、果是,确定其周期。文档 (2))63cos()443cos()(2kkkf (5))sin(2cos3)(5tttf 解:文档 1-6 已知信号)(tf的波形如图 1-5 所示,画出下列各函数的波形。(1))()1(ttf (2))1()1(ttf (5))21(tf (6))25.0(tf (7)dttdf)((8)dxxft)(解:各信号波形为 (1))()1(ttf 文档 (2))1()1(ttf (5))21(tf 文档 (6))25.0(tf (7)dttdf)(文档 (8)dxxft)(文档 1-7 已知序列)(kf的图形如图 1-7 所示,画出下列各序列的图形。(1))()2(k
4、kf (2))2()2(kkf (3))4()()2(kkkf (4))2(kf (5))1()2(kkf (6))3()(kfkf 解:文档 文档 1-9 已知信号的波形如图 1-11 所示,分别画出)(tf和dttdf)(的波形。解:由图 1-11 知,)3(tf的波形如图 1-12(a)所示()3(tf波形是由对)23(tf的波形展宽为原来的两倍而得)。将)3(tf的波形反转而得到)3(tf的波形,如图1-12(b)所示。再将)3(tf的波形右移 3 个单位,就得到了)(tf,如图 1-12(c)所示。dttdf)(的波形如图 1-12(d)所示。文档 1-10 计算下列各题。(1))(
5、)2sin(cos22tttdtd (2))()1(tedtdtt (5)dtttt)2()4sin(2 (8)dxxxt)()1(文档 文档 1-12 如图 1-13 所示的电路,写出(1)以)(tuC为响应的微分方程。(2)以)(tiL为响应的微分方程。文档 文档 1-20 写出图 1-18 各系统的微分或差分方程。文档 文档 文档 文档 文档 1-23 设系统的初始状态为)0(x,激励为)(f,各系统的全响应)(y与激励和初始状态的关系如下,试分析各系统是否是线性的。(1)ttdxxxfxety0)(sin)0()((2)tdxxfxtfty0)()0()()((3)tdxxftxty0
6、)()0(sin)((4))2()()0()5.0()(kfkfxkyk (5)kjjfkxky0)()0()(文档 文档 文档 1-25 设激励为)(f,下列是各系统的零状态响应)(zsy。判断各系统是否是线性的、时不变的、因果的、稳定的?(1)dttdftyzs)()((2))()(tftyzs (3))2cos()()(ttftyzs (4))()(tftyzs (5))1()()(kfkfkyzs (6))()2()(kfkkyzs(7)kjzsjfky0)()((8))1()(kfkyzs 文档 文档 文档 文档 1-28 某一阶 LTI 离散系统,其初始状态为)0(x。已知当激励为
7、)()(1kky时,其全响应为 若初始状态不变,当激励为)(kf时,其全响应为)(1)5.0(2)(2kkyk 若初始状态为)0(2x,当激励为)(4kf时,求其全响应。文档 文档 第二章 2-1 已知描述系统的微分方程和初始状态如下,试求其零输入响应。(1)1)0(,1)0(),()(6)(5)(yytftytyty (4)0)0(,2)0(),()()(yytftyty 文档 2-2 已知描述系统的微分方程和初始状态如下,试求其0值)0(y和)0(y。(2))()(,1)0(,1)0(),()(8)(6)(ttfyytftytyty (4))()(,2)0(,1)0(),()(5)(4)(
8、2tetfyytftytytyt 解:文档 文档 2-4 已知描述系统的微分方程和初始状态如下,试求其零输入响应、零状态响应和全响应。(2))()(,2)0(,1)0(),(3)()(4)(4)(tetfyytftftytytyt 解:文档 文档 文档 2-8 如图 2-4 所示的电路,若以)(tiS为输入,)(tuR为输出,试列出其微分方程,并求出冲激响应和阶跃响应。文档 文档 2-12 如图 2-6 所示的电路,以电容电压)(tuC为响应,试求其冲激响应和阶跃响应。文档 文档 2-16 各函数波形如图 2-8 所示,图 2-8(b)、(c)、(d)均为单位冲激函数,试求下列卷积,并画出波形
9、图。(1))(*)(21tftf (2))(*)(31tftf (3))(*)(41tftf (4))(*)(*)(221tftftf (5))3()(2*)(341tftftf 文档 文档 波形图如图 2-9(a)所示。波形图如图 2-9(b)所示。文档 波形图如图 2-9(c)所示。文档 波形图如图 2-9(d)所示。波形图如图 2-9(e)所示。文档 文档 2-20 已知)()(1tttf,)2()()(2tttf,求)2(*)1(*)()(21ttftfty 2-22 某 LTI 系统,其输入)(tf与输出)(ty的关系为dxxfetytxt)2()(1)(2 求该系统的冲激响应)(t
10、h。文档 2-28 如图 2-19 所示的系统,试求输入)()(ttf时,系统的零状态响应。文档 文档 2-29 如图 2-20 所示的系统,它由几个子系统组合而成,各子系统的冲激响应分别为)1()(ttha )3()()(ttthb 求复合系统的冲激响应。文档 文档 第三章习题 3.1、试求序列k01(k)=2f,的差分(k)f、(k)f和i=-(i)kf。文档 3.6、求下列差分方程所描述的 LTI 离散系统的零输入相应、零状态响应和全响应。1)()-2(-1)(),()2(),(-1)-1y ky kf kf kky 3)()2(-1)(),()(34)(),(-1)-1y ky kf
11、kf kkky 5)1()2(-1)(-2)(),()3()(),(-1)3,(-2)-52ky ky ky kf kf kkyy 文档 文档 文档 文档 3.8、求下列差分方程所描述的离散系统的单位序列响应。2)()-(-2)()y k y kf k 5)()-4(-1)8(-2)()y ky ky kf k 文档 文档 3.9、求图所示各系统的单位序列响应。文档 (a)(c)文档 文档 3.10、求图所示系统的单位序列响应。文档 文档 3.11、各序列的图形如图所示,求下列卷积和。(1)12()()f kfk(2)23()()fkf k(3)34()()f kfk(4)213()-()()
12、f k f kf k 文档 文档 3.13、求题 3.9 图所示各系统的阶跃响应。文档 文档 文档 文档 3.14、求图所示系统的单位序列响应和阶跃响应。文档 3.15、若 LTI 离散系统的阶跃响应()0.5kg kk,求其单位序列响应。文档 3.16、如图所示系统,试求当激励分别为(1)()()f kk(2)()0.5()kf kk时的零状态响应。文档 3.18、如图所示的离散系统由两个子系统级联组成,已知 1=2cos4kh k,2=khkka,激励 =-1f kkak,求该系统的零状态响应()zsky。(提示:利用卷积和的结合律和交换律,可以简化运算。)文档 3.22、如图所示的复合系
13、统有三个子系统组成,它们的单位序列响应分别为 1=h kk,2=-5h kk,求复合系统的单位序列响应。文档 第四章习题 4.6 求下列周期信号的基波角频率和周期 T。(1)tje100 (2))3(2cost 文档 (3))4sin()2cos(tt (4))5cos()3cos()2cos(ttt (5))4sin()2cos(tt (6))5cos()3cos()2cos(ttt 4.7 用直接计算傅里叶系数的方法,求图 4-15 所示周期函数的傅里叶系数(三角形式或指数形式)。文档 图 4-15 文档 文档 4.10 利用奇偶性判断图 4-18 示各周期信号的傅里叶系数中所含有的频率分
14、量。图 4-18 文档 文档 4-11 某 1电阻两端的电压)(tu如图 4-19 所示,(1)求)(tu的三角形式傅里叶系数。(2)利用(1)的结果和1)21(u,求下列无穷级数之和.7151311S(3)求 1电阻上的平均功率和电压有效值。(4)利用(3)的结果求下列无穷级数之和.7151311222S 图 4-19 文档 文档 文档 4.17 根据傅里叶变换对称性求下列函数的傅里叶变换 (1)ttttf,)2()2(2sin)((2)tttf,2)(22 (3)ttttf,2)2sin()(2 文档 文档 文档 4.18 求下列信号的傅里叶变换(1))2()(tetfjt (2))1()
15、()1(3tetft(3))9sgn()(2ttf (4))1()(2tetft(5))12()(ttf 文档 文档 4.19 试用时域微积分性质,求图 4-23 示信号的频谱。图 4-23 文档 文档 4.20 若已知)(j)(FtfF,试求下列函数的频谱:文档 (1))2(ttf (3)dttdft)((5))-1(t)-(1tf (8))2-3(tfejt (9)tdttdf1*)(文档 文档 4.21 求下列函数的傅里叶变换 (1)000,1,)(jF (3))(3cos2)(jF(5)1)(2n-20sin2)(jjneF 文档 4.23 试用下列方式求图 4-25 示信号的频谱函数
16、 文档(1)利用延时和线性性质(门函数的频谱可利用已知结果)。(2)利用时域的积分定理。(3)将)(tf看作门函数)(2tg与冲激函数)2(t、)2(t的卷积之和。图 4-25 文档 文档 4.25 试求图 4-27 示周期信号的频谱函数。图(b)中冲激函数的强度均为 1。图 4-27 文档 4.27 如图 4-29 所示信号)(tf的频谱为)(jF,求下列各值不必求出)(jF 文档 (1)0|)()0(jFF (2)djF)((3)djF2)(图 4-29 文档 文档 4.28 利用能量等式 djFdttf22)(21)(计算下列积分的值。(1)dttt2)sin((2)22)1(xdx 文
17、档 文档 4.29 一周期为 T 的周期信号)(tf,已知其指数形式的傅里叶系数为nF,求下列周期信号的傅里叶系数 (1))()(01ttftf (2))()(2tftf (3)dttdftf)()(3 (4)0),()(4aatftf 文档 文档 4.31 求图 4-30 示电路中,输出电压电路中,输出电压)(2tu对输入电流)(tiS的频率响应)()()(2jIjUjHS,为了能无失真的传输,试确定 R1、R2的值。图 4-30 文档 4.33 某 LTI 系统,其输入为)(tf,输出为 dxxfaaxsaty)2()(1)(文档 式中 a 为常数,且已知)()(jSts,求该系统的频率响
18、应)(jH。文档 4.34 某 LTI 系统的频率响应jjjH22)(,若系统输入)2cos()(ttf,求该系统的输出)(ty。4.35 一理想低通滤波器的频率响应 文档 sradsradjH/3,0/3,31)(4.36 一个 LTI 系统的频率响应 其他,0/60,0/6,)(22sradesradejHjj 若输入)5cos()3sin()(ttttf,求该系统的输出)(ty。文档 文档 文档 4.39 如图 4-35 的系统,其输出是输入的平方,即)()(2tfty(设)(tf为实函数)。该系统是线性的吗?(1)如tttfsin)(,求)(ty的频谱函数(或画出频谱图)。(2)如)2
19、cos(cos21)1(ttf,求)(ty的频谱函数(或画出频谱图)。文档 文档 4.45 如图 4-42(a)的系统,带通滤波器的频率响应如图(b)所示,其相频特性0)(,若输入)1000cos()(,2)2sin()(ttstttf 求输出信号)(ty。文档 图 4-42 文档 4.48 有限频带信号)(tf的最高频率为 100Hz,若对下列信号进行时域取样,求最小取样频率sf。(1))3(tf (2))(2tf (3))2(*)(tftf (4))()(2tftf 文档 文档 4.50 有限频带信号)4cos()2cos(25)(11tftftf,其中kHzf11,求Hzfs800的冲激
20、函数序列)(tT进行取样(请注意1ffs)。(1)画出)(tf及取样信号)(tfs在频率区间(-2kHz,2kHz)的频谱图。(2)若将取样信号)(tfs输入到截止频率Hzfc500,幅度为的理想低通滤波器,即其频率响应 HzfHzfTfjHjHs500,0500,)2()(画出滤波器的输出信号的频谱,并求出输出信号)(ty。文档 图 4-47 图 4-48 文档 图 4-49 4.53 求下列离散周期信号的傅里叶系数。(2))4)(30()21()(Nkkfk 文档 文档 第五章 5-2 求图 5-1 所示各信号拉普拉斯变换,并注明收敛域。文档 文档 5-3 利用常用函数(例如)(t,)(t
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- 线性 系统分析 习题 答案 吴大正 第四 高等教育出版社
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