数字信号处理课后答案+第3章DFT+FFT.ppt

《数字信号处理课后答案+第3章DFT+FFT.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字信号处理课后答案+第3章DFT+FFT.ppt（110页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、教材第教材第3章习题与上机题解答章习题与上机题解答 1 计算以下序列的N点DFT，在变换区间0nN1内，序列定义为(1)x(n)=1(2)x(n)=(n)(3)x(n)=(nn0)0n0N(4)x(n)=Rm(n)0mN (5)(6)(7)x(n)=ej0nRN(n)(8)x(n)=sin(0n)RN(n)(9)x(n)=cos(0n)RN(N)(10)x(n)=nRN(n)解解：(1)（2）（3）(4)(5)0kN1(6)0kN1(7)或（8）解法一 直接计算：解法二解法二 由DFT的共轭对称性求解。因为所以所以即结果与解法一所得结果相同。此题验证了共轭对称性。(9)解法一 直接计算:解法二

2、解法二 由DFT共轭对称性可得同样结果。因为（10）解法一上式直接计算较难，可根据循环移位性质来求解X(k)。因为x(n)=nRN(n)，所以 x(n)x(n1)NRN(n)+N(n)=RN(n)等式两边进行DFT，得到 X(k)X(k)WkN+N=N(k)故当k=0时，可直接计算得出X(0)为这样，X(k)可写成如下形式：解法二 k=0时，k0时，所以，即 2 已知下列X(k)，求x(n)=IDFTX(k)(1)(2)其中，m为正整数，0mN/2,N为变换区间长度。解:（1）n=0,1,N1(2)n=0,1,N13 已知长度为N=10的两个有限长序列：做图表示x1(n)、x2(n)和y(n)

3、=x1(n)*x2(n)，循环卷积区间长度L=10。解解:x1(n)、x2(n)和y(n)=x1(n)*x2(n)分别如题3解图（a）、（b）、（c）所示。题3解图4 证明DFT的对称定理，即假设X(k)=DFTx(n)，证明DFTX(n)=Nx(Nk)证：因为所以由于所以 DFTX(n)=Nx(Nk)k=0,1,N1 5 如果X(k)=DFTx(n)，证明DFT的初值定理证:由IDFT定义式可知6 设x(n)的长度为N，且X(k)=DFTx(n)0kN1令h(n)=x(n)NRmN(n)m为自然数H(k)=DFTh(n)mN 0kmN1求H(k)与X(k)的关系式。解:H(k)=DFTh(n

4、)0kmN1令n=n+lN,l=0,1,m1,n=0,1,N1,则因为 所以7 证明:若x(n)为实序列，X(k)=DFTx(n)N，则X(k)为共轭对称序列，即X(k)=X*（Nk)；若x(n)实偶对称，即x(n)=x(Nn)，则X(k)也实偶对称；若x(n)实奇对称，即x(n)=x(Nn)，则X(k)为纯虚函数并奇对称。证:(1)由教材(3.2.17)(3.2.20)式知道，如果将x(n)表示为x(n)=xr(n)+jxi(n)则X(k)=DFTx(n)=Xep(k)+Xop(k)其中，Xep(k)=DFTxr(n)，是X(k)的共轭对称分量；Xop(k)=DFTjxi(n),是X(k)的

5、共轭反对称分量。所以，如果x(n)为实序列，则Xop(k)=DFTjxi(n)=0，故X(k)=DFTx(n)=Xep(k)，即X(k)=X*(Nk)。（2）由DFT的共轭对称性可知，如果 x(n)=xep(n)+xop(n)且X(k)=ReX(k)+j ImX(k)则ReX(k)=DFTxep(n),j ImX(k)=DFTxop(n)所以，当x(n)=x(Nn)时，等价于上式中xop(n)=0,x(n)中只有xep(n)成分，所以X(k)只有实部，即X(k)为实函数。又由（1）证明结果知道，实序列的DFT必然为共轭对称函数，即X(k)=X*(Nk)=X(Nk)，所以X(k)实偶对称。同理，

6、当x(n)=x(Nn)时，等价于x(n)只有xop(n)成分（即xep(n)=0），故X(k)只有纯虚部，且由于x(n)为实序列，即X(k)共轭对称，X(k)=X*(Nk)=X(Nk),为纯虚奇函数。8 证明频域循环移位性质：设X(k)=DFTx(n)，Y(k)=DFTy(n)，如果Y(k)=X(k+l)NRN(k)，则 证：令m=k+l,则 9 已知x(n)长度为N，X(k)=DFTx(n)，求Y(k)与X(k)的关系式。解:10 证明离散相关定理。若X(k)=X1*(k)2(k)则 证：根据DFT的惟一性，只要证明即可。令m=l+n，则所以 当然也可以直接计算X(k)=X1*(k)X2(k

7、)的IDFT。0nN1由于0nN1所以11 证明离散帕塞瓦尔定理。若X(k)=DFTx(n)，则证：12 已知f(n)=x(n)+jy(n)，x(n)与y(n)均为长度为N的实序列。设F(k)=DFTf(n)N 0kN1(1)(2)F(k)=1+jN试求X(k)=DFTx(n)N，Y(k)=DFTy(n)N以及x(n)和y(n)。解解:由DFT的共轭对称性可知x(n)X(k)=Fep(k)jy(n)jY(k)=Fop(k)方法一 （1）0nN1由于0n,mN1所以 x(n)=an 0nN1同理 y(n)=bn 0nN1 （2）F(k)=1+jN，方法二 令只要证明A(k)为共轭对称的，B(k)

8、为共轭反对称，则就会有 A(k)=Fep(k)=X(k),B(k)=Fop(k)=jY(k)因为，共轭对称，共轭反对称 所以由方法一知 x(n)=IDFTX(k)=anRN(n)y(n)=IDFTY(k)=bnRN(n)13 已知序列x(n)=anu(n)，0a1,对x(n)的Z变换X(z)在单位圆上等间隔采样N点，采样序列为求有限长序列IDFTX(k)N。解解:我们知道，,是以2为周期的周期函数，所以以N为周期，将看作一周期序列的DFS系数，则由式知为将式代入式得到由于 所以由题意知 所以根据有关X(k)与xN(n)的周期延拓序列的DFS系数的关系有由于0nN1，所以因此说明：平时解题时，本

9、题推导的过程可省去，直接引用频域采样理论给出的结论（教材中式（）和(3.3.3)）即可。14 两个有限长序列x(n)和y(n)的零值区间为x(n)=0 n0,8ny(n)=0 n0,20n对每个序列作20点DFT，即X(k)=DFTx(n)k=0,1,19Y(k)=DFTy(n)k=0,1,19试问在哪些点上f(n)与x(n)*y(n)值相等,为什么？解解:如前所述，记fl(n)=x(n)*y(n)，而f(n)=IDFTF(k)=x(n)20 y(n)。fl(n)长度为27，f(n)长度为20。由教材中式（）知道f(n)与fl(n)的关系为只有在如上周期延拓序列中无混叠的点上，才满足f(n)=

10、fl(n),所以 f(n)=fl(n)=x(n)*y(n)7n1915 已知实序列x(n)的8点DFT的前5个值为0.25,0.125-j0.3018,0,0.125-j0.0518,0。（1）求X(k)的其余3点的值；（2）求X1(k)=DFTx1(n)8；（3），求。解解：（1）因为x(n)是实序列，由第7题证明结果有X(k)=X*(Nk)，即X(Nk)=X*(k),所以，X（k）的其余3点值为X(5),X(6),X(7)=0.125+j0.0518,0,0.125+j0.3018 （2）根据DFT的时域循环移位性质，(3)16 x(n)、x1(n)和x2(n)分别如题16图(a)、(b)

11、和(c)所示，已知X(k)=DFTx(n)8。求和注:用X(k)表示X1(k)和X2(k)。解解：因为x1(n)=x(n+3)8R8(n),x2(n)=x(n2)8R8(n)，所以根据DFT的时域循环移位性质得到17 设x(n)是长度为N的因果序列，且试确定Y(k)与X(ej)的关系式。解解：y(n)是x(n)以M为周期的周期延拓序列的主值序列，根据频域采样理论得到18 用微处理机对实数序列作谱分析，要求谱分辨率F50 Hz，信号最高频率为 1 kHz，试确定以下各参数：(1)最小记录时间Tp min；(2)最大取样间隔Tmax；(3)最少采样点数Nmin；(4)在频带宽度不变的情况下，使频率

12、分辨率提高1倍（即F缩小一半）的N值。解解:（1）已知F=50 Hz，因而（2）（3）（4）频带宽度不变就意味着采样间隔T不变，应该使记录时间扩大1倍，即为0.04 s，实现频率分辨率提高1倍（F变为原来的1/2）。19 已知调幅信号的载波频率fc=1 kHz，调制信号频率fm=100 Hz，用FFT对其进行谱分析，试求：(1)最小记录时间Tp min;(2)最低采样频率fs min;(3)最少采样点数Nmin。解解：调制信号为单一频率正弦波时，已调AM信号为x(t)=cos(2fct+jc)1+cos(2fmt+jm)所以，已调AM信号x(t)只有3个频率：fc、fc+fm、fcfm。x(t

13、)的最高频率fmax=1.1 kHz，频率分辨率F100 Hz（对本题所给单频AM调制信号应满足100/F=整数，以便能采样到这三个频率成分）。故(1)(2)(3)（注意，对窄带已调信号可以采用亚奈奎斯特采样速率采样，压缩码率。而在本题的解答中，我们仅按基带信号的采样定理来求解。）20 在下列说法中选择正确的结论。线性调频Z变换可以用来计算一个有限长序列h(n)在z平面实轴上诸点zk的Z变换H(zk)，使 (1)zk=ak,k=0,1,N1,a为实数，a1;(2)zk=ak,k=0,1,N1,a为实数，a1;(3)(1)和(2)都不行，即线性调频Z变换不能计算H(z)在z平面实轴上的取样值。解

14、解：在chirp-Z变换中，在z平面上分析的N点为zk=AWk k=0,1,N1其中所以当A0=1,0=0,W0=a1,j=0时，zk=ak故说法（1）正确,说法（2）、（3）不正确。21 我们希望利用h(n)长度为N=50的FIR滤波器对一段很长的数据序列进行滤波处理，要求采用重叠保留法通过DFT(即FFT)来实现。所谓重叠保留法，就是对输入序列进行分段(本题设每段长度为M=100个采样点)，但相邻两段必须重叠V个点，然后计算各段与h(n)的L点(本题取L=128)循环卷积，得到输出序列ym(n)，m表示第m段循环卷积计算输出。最后，从ym(n)中选取B个样值，使每段选取的B个样值连接得到滤

15、波输出y(n)。(1)求V；(2)求B；(3)确定取出的B个采样应为ym(n)中的哪些样点。解解:为了便于叙述，规定循环卷积的输出序列ym(n)的序列标号为n=0,1,2,127。先以h(n)与各段输入的线性卷积ylm(n)分析问题，因为当h(n)的50个样值点完全与第m段输入序列xm(n)重叠后，ylm(n)才与真正的滤波输出y(n)相等，所以，ylm(n)中第0点到第48点（共49个点）不正确，不能作为滤波输出，第49点到第99点（共51个点）为正确的滤波输出序列y(n)的第m段，即B=51。所以，为了去除前面49个不正确点，取出51个正确的点连接,得到不间断又无多余点的y(n)，必须重叠

16、10051=49个点，即V=49。下面说明，对128点的循环卷积ym(n)，上述结果也是正确的。我们知道因为ylm(n)长度为N+M1=50+1001=149所以n从21到127区域无时域混叠，ym(n)=ylm(n)，当然，第49点到第99点二者亦相等，所以，所取出的51点为从第49点到第99点的ym(n)。综上所述，总结所得结论：V=49,B=51 选取ym(n)中第4999点作为滤波输出。读者可以通过作图来理解重叠保留法的原理和本题的解答。22 证明DFT的频域循环卷积定理。证证：DFT的频域循环卷积定理重写如下:设h(n)和x(n)的长度分别为N和M，ym(n)=h(n)x(n)H(k

17、)=DFTh(n)L,X(k)=DFTX(n)L则L X(k)其中，LmaxN，M。根据DFT的惟一性，只要证明ym(n)=IDFTYm(k)=h(n)x(n)，就证明了DFT的频域循环卷积定理。23*已知序列x(n)=1,2,3,3,2,1。（1）求出x(n)的傅里叶变换X(ej)，画出幅频特性和相频特性曲线(提示：用1024点FFT近似X(ej)；（2）计算x(n)的N（N6）点离散傅里叶变换X(k)，画出幅频特性和相频特性曲线；（3）将X(ej)和X(k)的幅频特性和相频特性曲线分别画在同一幅图中，验证X(k)是X(ej)的等间隔采样，采样间隔为2/N；（4）计算X(k)的N点IDFT，

18、验证DFT和IDFT的惟一性。解解：该题求解程序为ex323.m，程序运行结果如题23*解图所示。第（1）小题用1024点DFT近似x(n)的傅里叶变换；第（2）小题用32点DFT。题23*解图(e)和(f)验证了X(k)是X(ej)的等间隔采样，采样间隔为2/N。题23*解图(g)验证了IDFT的惟一性。题23*解图24*给定两个序列:x1(n)=2,1,1,2,x2(n)=1,1,1,1。（1）直接在时域计算x1(n)与x2(n)的卷积；（2）用DFT计算x1(n)与x2(n)的卷积，总结出DFT的时域卷积定理。解解：设x1(n)和x2(n)的长度分别为M1和M2，X1(k)=DFTx1(

19、n)N,X2(k)=DFTx2(n)N Yc(k)=X1(k)X2(k),yc(n)=IDFTYc(k)N所谓DFT的时域卷积定理，就是当NM1+M21时，yc(n)=x1(n)*x2(n)。本题中，M1=M2=4，所以，程序中取N=7。本题的求解程序ex324.m如下：%程序 ex324.m x1n=2 1 1 2；x2n=1 1 1 1；%时域直接计算卷积yn：yn=conv(x1n，x2n)%用DFT计算卷积ycn：M1=length(x1n)；M2=length(x2n)；N=M1+M21；X1k=fft(x1n，N)；%计算x1n的N点DFTX2k=fft(x2n，N)；%计算x2n

20、的N点DFTYck=X1k.*X2k；ycn=ifft(Yck，N)程序运行结果：直接在时域计算x1(n)与x2(n)的卷积yn和用DFT计算x1(n)与x2(n)的卷积ycn如下：yn=2 1 2 2 2 1 2ycn=2.0000 1.0000 2.0000 2.0000 2.0000 1.0000 2.000025*已知序列h(n)=R6(n),x(n)=nR8(n)。（1）计算yc(n)=h(n)8 x(n)；（2）计算yc(n)=h(n)16 x(n)和y(n)=h(n)*x(n)；（3）画出h(n)、x(n)、yc(n)和y(n)的波形图，观察总结循环卷积与线性卷积的关系。解解：本

21、题的求解程序为ex325.m。程序运行结果如题25*解图所示。由图可见，循环卷积为线性卷积的周期延拓序列的主值序列；当循环卷积区间长度大于等于线性卷积序列长度时，二者相等，见图（b）和图(c)。题25*解图程序ex325.m如下：%程序ex325.m hn=1 1 1 1；xn=0 1 2 3；%用DFT计算4点循环卷积yc4n：H4k=fft(hn，4)；%计算h(n)的4点DFTX4k=fft(xn，4)；%计算x(n)的4点DFTYc4k=H4k.*X4k；yc4n=ifft(Yc4k，4)；%用DFT计算8点循环卷积yc8n：H8k=fft(hn，8)；%计算h(n)的8点DFTX8k

22、=fft(xn，8)；%计算x(n)的8点DFTYc8k=H8k.*X8k；yc8n=ifft(Yc8k，8)；yn=conv(hn，xn)；%时域计算线性卷积yn：26*验证频域采样定理。设时域离散信号为其中a=0.9，L=10。（1）计算并绘制信号x(n)的波形。（2）证明：（3）按照N=30对X(ej)采样得到（4）计算并图示周期序列试根据频域采样定理解释序列与x(n)的关系。（5）计算并图示周期序列，比较 与验证（4）中的解释。（6）对N=15，重复（3）（5）。解解：求解本题（1）、（3）、（4）、（5）、（6）的程序为ex326.m。下面证明（2）。N=30和N=15时，对频域采样

23、Ck进行离散傅里叶级数展开得到的序列分别如题26*解图(b)和(c)所示。由图显而易见，如果Ck表示对X(ej)在0，2上的N点等间隔采样，则简言述之：xN(n)是x(n)以N为周期的周期延拓序列的主值序列。程序ex326.m如下：程序中直接对（2）中证明得到的结果采样得到Ck。%程序ex326.m%频域采样理论验证clear all；close all；a=0.9；L=10；n=-L：L；%=N=30=N=30；xn=a.abs(n)；%计算产生序列x(n)subplot(3，2，1)；stem(n，xn，.)；axis(15，15，0，1.2)；%(1)显示序列x(n)title(a)x(

24、n)的波形)；xlabel(n)；ylabel(x(n)；box on%对X(jw)采样30点：for k=0：N1，Ck(k+1)=1；for m=1：L，Ck(k+1)=Ck(k+1)+2*xn(m+L+1)*cos(2*pi*k*m/N);%(3)计算30点%采样Ck endendx30n=ifft(Ck，N)；%(4)30点IDFT得到所要求的周期序列的主值序列%以下为绘图部分n=0：N1；subplot(3，2，2)；stem(n，x30n，.)；axis(0，30，0，1.2)；box on title(b)N=30由Ck展开的的周期序列的主值序列)；xlabel(n)；ylabe

25、l(x30(n)%=N=15=N=15；%对X(jw)采样15点：for k=0：N1，Ck(k+1)=1；for m=1：L，Ck(k+1)=Ck(k+1)+2*xn(m+L+1)*cos(2*pi*k*m/N);%(3)计算30点%采样Ck endendx15n=ifft(Ck，N)；%(4)15点IDFT得到所要求的周期序列的主值序列%以下为绘图部分n=0：N1；subplot(3，2，3)；stem(n，x15n，.)；axis(0，30，0，1.2)；box on title(c)N=15由Ck展开的的周期序列的主值序列)；xlabel(n)；ylabel(x15(n)程序运行结果如

26、题26*解图所示。题26*解图27*选择合适的变换区间长度N，用DFT对下列信号进行谱分析，画出幅频特性和相频特性曲线。（1）x1(n)=2 cos(0.2n)（2）x2(n)=sin(0.45n)sin(0.55n)（3）x3(n)=2|n|R21(n+10)解解：求解本题的程序为ex327.m，程序运行结果如题27*解图所示。本题选择变换区间长度N的方法如下：对x1(n)，其周期为10，所以取N1=10；因为x2(n)=sin(0.45n)sin(0.55n)=0.5cos(0.1n)cos(n)，其周期为20，所以取N2=20；x3(n)不是因果序列，所以先构造其周期延拓序列（延拓周期为

27、N3），再对其主值序列进行N3点DFT。x1(n)和x2(n)是周期序列，所以截取1个周期，用DFT进行谱分析，得出精确的离散谱。x3(n)是非因果、非周期序列，通过试验选取合适的DFT变换区间长度N3进行谱分析。题27*解图x1(n)的频谱如题27*解图(a)和(b)所示，x2(n)的频谱如题27*解图(c)和(d)所示。用32点DFT对x3(n)的谱分析结果见题27*解图(e)、(f)和(g)，用64点DFT对x3(n)的谱分析结果见题27*解图(h)、(i)和(j)。比较可知，仅用32点分析结果就可以了。请注意，x3(n)的相频特性曲线的幅度很小，这是计算误差引起的。实质上，x3(n)是

28、一个实偶对称序列，所以其理论频谱应当是一个实偶函数，其相位应当是零。程序ex327.m如下：%程序ex327.m%用DFT对序列谱分析n1=0：9；n2=0：50；n3=-10：10；N1=10；N2=20；N3a=32；N3b=64；x1n=2*cos(0.2*pi*n1)；%计算序列x1nx2n=2*sin(0.45*pi*n2).*sin(0.55*pi*n2)；%计算序列 x2nx3n=0.5.abs(n3)；%计算序列x3nx3anp=zeros(1，N3a)；%构造x3n的周期延拓序列，周期为N3afor m=1：10，x3anp(m)=x3n(m+10)；x3anp(N3a+1-

29、m)=x3n(11m)；endx3bnp=zeros(1，N3b)；%构造x3n的周期延拓序列，周期为N3bfor m=1：10，x3bnp(m)=x3n(m+10)；x3bnp(N3b+1m)=x3n(11m)；endX1k=fft(x1n，N1)；%计算序列x1n的N1点DFTX2k=fft(x2n，N2)；%计算序列x2n的N2点DFTX3ak=fft(x3anp，N3a)；%计算序列x3n的N3a点DFT X3bk=fft(x3bnp，N3b)；%计算序列x3n的N3b点DFT%以下为绘图部分（省略）3.6 教材第教材第4章习题与上机题解答章习题与上机题解答快速傅里叶变换（FFT）是D

30、FT的快速算法，没有新的物理概念。FFT的基本思想和方法教材中都有详细的叙述，所以只给出教材第4章的习题与上机题解答。1 如果某通用单片计算机的速度为平均每次复数乘需要4 s，每次复数加需要1 s，用来计算N=1024点DFT，问直接计算需要多少时间。用FFT计算呢？照这样计算，用FFT进行快速卷积对信号进行处理时，估计可实现实时处理的信号最高频率。解解:当N=1024=210时，直接计算DFT的复数乘法运算次数为N2=10241024=1 048 576次复数加法运算次数为N（N1）=10241023=1 047 552次直接计算所用计算时间TD为TD=410610242+1 047 552

31、106=5.241 856 s用FFT计算1024点DFT所需计算时间TF为快速卷积时，需要计算一次N点FFT（考虑到H(k)=DFTh(n)已计算好存入内存）、N次频域复数乘法和一次N点IFFT。所以，计算1024点快速卷积的计算时间Tc约为所以，每秒钟处理的采样点数（即采样速率）由采样定理知，可实时处理的信号最高频率为应当说明，实际实现时，fmax还要小一些。这是由于实际中要求采样频率高于奈奎斯特速率，而且在采用重叠相加法时，重叠部分要计算两次。重叠部分长度与h(n)长度有关，而且还有存取数据和指令周期等消耗的时间。2 如果将通用单片机换成数字信号处理专用单片机TMS320系列，计算复数乘

32、和复数加各需要10 ns。请重复做上题。解解:与第1题同理。直接计算1024点DFT所需计算时间TD为TD=1010910242+101091 047 552=20.961 28 ms用FFT计算1024点DFT所需计算时间TF为快速卷积计算时间Tc约为可实时处理的信号最高频率fmax为由此可见，用DSP专用单片机可大大提高信号处理速度。所以，DSP在数字信号处理领域得到广泛应用。机器周期小于1 ns的DSP产品已上市，其处理速度更高。3 已知X(k)和Y(k)是两个N点实序列x(n)和y(n)的DFT，希望从X(k)和Y(k)求x(n)和y(n)，为提高运算效率，试设计用一次N点IFFT来完

33、成的算法。解解:因为x(n)和y(n)均为实序列，所以，X(k)和Y(n)为共轭对称序列，jY(k)为共轭反对称序列。可令X(k)和jY(k)分别作为复序列F(k)的共轭对称分量和共轭反对称分量，即F(k)=X(k)+jY(k)=Fep(k)+Fop(k)计算一次N点IFFT得到f(n)=IFFTF(k)=Ref(n)+j Imf(n)由DFT的共轭对称性可知Ref(n)=IDFTFep(k)=IDFTX(k)=x(n)j Imf(n)=IDFTFop(k)=IDFTjY(k)=jy(n)故4 设x(n)是长度为2N的有限长实序列，X(k)为x(n)的2N点DFT。(1)试设计用一次N点FFT

34、完成计算X(k)的高效算法。(2)若已知X(k)，试设计用一次N点IFFT实现求X(k)的2N点IDFT运算。解解:本题的解题思路就是DIT-FFT思想。（1）在时域分别抽取偶数和奇数点x(n)，得到两个N点实序列x1(n)和x2(n)：x1(n)=x(2n)n=0,1,N1x2(n)=x(2n+1)n=0,1,N1根据DIT-FFT的思想，只要求得x1(n)和x2(n)的N点DFT，再经过简单的一级蝶形运算就可得到x(n)的2N点DFT。因为x1(n)和x2(n)均为实序列，所以根据DFT的共轭对称性，可用一次N点FFT求得X1(k)和X2(k)。具体方法如下：令 y(n)=x1(n)+jx

35、2(n)Y(k)=DFTy(n)k=0,1,N1则2N点DFTx（n）=X（k）可由X1(k)和X2(k)得到这样，通过一次N点IFFT计算就完成了计算2N点DFT。当然还要进行由Y(k)求X1(k)、X2(k)和X(k)的运算(运算量相对很少)。（2）与（1）相同，设x1(n)=x(2n)n=0,1,N1x2(n)=x(2n+1)n=0,1,N1X1(k)=DFTx1(n)k=0,1,N1X2(k)=DFTx2(n)k=0,1,N1则应满足关系式由上式可解出由以上分析可得出运算过程如下：由X(k)计算出X1(k)和X2(k):由X1(k)和X2(k)构成N点频域序列Y(k):Y(k)=X1(

36、k)+jX2(k)=Yep(k)+Yop(k)其中，Yep(k)=X1(k),Yop(k)=jX2(k)，进行N点IFFT，得到y(n)=IFFTY(k)=Rey(n)+j Imy(n)n=0,1,N1由DFT的共轭对称性知 由x1(n)和x2(n)合成x(n):，0n2N1在编程序实现时，只要将存放x1(n)和x2(n)的两个数组的元素分别依次放入存放x(n)的数组的偶数和奇数数组元素中即可。5 分别画出16点基2DIT-FFT和DIF-FFT运算流图，并计算其复数乘次数，如果考虑三类碟形的乘法计算，试计算复乘次数。解解：本题比较简单，仿照教材中的8点基2DIT-FFT和DIF-FFT运算流

37、图很容易画出16点基2DIT-FFT和DIF-FFT运算流图。但画图占篇幅较大，这里省略本题解答，请读者自己完成。6*按照下面的IDFT算法编写MATLAB语言 IFFT程序，其中的FFT部分不用写出清单，可调用fft函数。并分别对单位脉冲序列、矩形序列、三角序列和正弦序列进行FFT和IFFT变换，验证所编程序。解解：为了使用灵活方便，将本题所给算法公式作为函数编写ifft46.m如下：%函数ifft46.m%按照所给算法公式计算IFETfunction xn=ifft46(Xk，N)Xk=conj(Xk)；%对Xk取复共轭xn=conj(fft(Xk，N)/N；%按照所给算法公式计算IFFT

38、分别对单位脉冲序列、长度为8的矩形序列和三角序列进行FFT，并调用函数ifft46计算IFFT变换，验证函数ifft46的程序ex406.m如下：%程序ex406.m%调用fft函数计算IDFTx1n=1；%输入单位脉冲序列x1nx2n=1 1 1 1 1 1 1 1；%输入矩形序列向量x2nx3n=1 2 3 4 4 3 2 1；%输入三角序列序列向量x3nN=8；X1k=fft(x1n，N)；%计算x1n的N点DFTX2k=fft(x2n，N)；%计算x2n的N点DFTX3k=fft(x3n，N)；%计算x3n的N点DFTx1n=ifft46(X1k，N)%调用ifft46函数计算X1k的IDFTx2n=ifft46(X2k，N)%调用ifft46函数计算X2k的IDFTx3n=ifft46(X3k，N)%调用ifft46函数计算X3k的IDFT运行程序输出时域序列如下所示，正是原序列x1n、x2n和x3n。x1n=1 0 0 0 0 0 0 0 x2n=1 1 1 1 1 1 1 1x3n=1 2 3 4 4 3 2 1