2019

选择题

1

x(t3)δ(t+2)=x(5)δ(t+2).

2

频率响应为 H(jω)=e2jω 的因果 LTI 系统的单位阶跃响应为 u(t2).

3

下面信号中,属于非周期信号的是:

4

以下关于 Fourier 分析的论述中不正确的是:

5

以下关于拉氏变换 F(s) 的极点位于 s 平面的位置与对应函数 f(t) 的关系的叙述中,正确的是:

6

已知 LTI 系统 dy(t)dt+y(t)=x(t),则对所有的 t,当 x(t)=e2t 时,y(t)=()。

7

x[n]u[n]ZX(z),则 nx[n]u[n]Z()

X(z)=n=0+x[n]zn
dX(z)dz=n=0+nx[n]z(n+1)
zdX(z)dz=n=0+nx[n]zn

8

若某基波周期为 1 的周期信号 x(t) 的傅里叶级数系数为 ak={1,k=±10,else.,则 x(t) 为:

x(t)=k=+akejkωt=ejωt+ejωt=2cos(ωt)

因为基波周期为 1,所以 2π/ω=1,因此 ω=2π.

9

已知序列 x[n] 傅里叶变换 X(ejω)=[cos(ω)]2,则 x[n]

cos2ω=1+cos2ω2

因此:

x[n]=12δ[n]+14δ[n+2]+14δ[n2]

10

信号 x(t)=tu(t1) 的拉普拉斯变换为

可知先求时域平移的拉普拉斯变换:

(t+1)u(t)=tu(t)+u(t)L1s2+1s

然后再 tt1 即可。

11

f(t) 为一带限信号,其最高频率为 ωm。信号 g(t)=f(t)f(2t)。如果对 g(t) 进行采样,则不发生混叠时的最低采样频率 ωs=?

可知:

G(jω)=12πF(jω)12F(jω/2)

两者卷积最高频率为 3ωm,最高频率 ωs=23ωm=6ωm.

12

记某因果 稳定 LTI 系统的系统函数为 H(s)。若 H(s) 为有理式,则 H(s) 的 ROC 应为?

包含 jω 轴,且为右边信号。

13

X(jω)=2cos(4ω+π3) 的反傅里叶变换为?

ej(4ω+π/3)+ej(4ω+π/3)

反傅里叶变换为:

δ(t+4)ejπ/3+δ(t4)ejπ/3

14

x(n)ZX(z)y(n)ZY(z),则 k=+x(k)y(kn) 的 Z 变换为?

k=+x[k]y[(nk)]=x(n)y(n)ZX(z)Y(z1)

15

已知 x[n]={an,0nN10,otherwise,其中 a>0,则 X(z) 的收敛域包括()

16

一般地,连续时间因果LTI系统的框图表示中不使用(微分器)

可能会使得函数不再连续。

17

首先,先时域平移 T/2,然后再取反。

11esTesT/21esTesT/21esT

然后相加:

11esT+esT/21esT=11+esT/2

18

已知系统输入 x() 和输出 y()。下面叙述正确的是:

A. y(t)={0,x(t)<0x(t)+x(t2),x(t)0 描述的是线性时不变系统。

错误,不是线性的。

B. y(t)=2tx(τ)dτ 描述的是非因果和时不变系统。

因果性的理解:y(t) 不会用到 x(t)t 之前的信息,因此系统不是因果的。

时不变系统:

y(t)=2tx(τ)dτ2tx(τ+t0)dτ=2t+t0x(τ)dτ=y(t+t0/2)

不是时不变系统。

C. y[n]=x[n]x[1n] 描述的是时变和非因果系统。

y[n+n0]=x[n+n0]x[1nn0]x[n+n0]x[1n+n0]

因此描述的是时变系统。

y[1] 用到了 x[1]x[2] 的信息,因此不是因果系统。

D. y(t)=2x(t)1 描述的是线性稳定系统。

不是线性的,因为:

2αx1(t)1+2βx2(t)12(αx1(t)+βx2(t))1

是稳定系统。

19

序列 x[n] 的 DTFT 存在,且已知 x[n] 的 z 变换表达式为 X(z)=2.5zz21.5z1,则下列 x[n] 的表达式正确的是()

既可以从 DTFT 存在 系统稳定,n=x[n]< 考虑;

也可以从 DTFT 存在 ROC 包含单位圆,为 0.5<|r|<2.

20

某周期方波信号在一个基波周期 T 内可以表示为 x(t)={1,|t|<τ0,τ<|t|<T/2,下列叙述中错误的是:

大题

21

求如下两个信号的卷积积分:

f1(t)=(1+t)[u(t)u(t1)]f2(t)=u(t1)u(t2)

f(t)=f1(t)f2(t)

则:

f(t)=12f1(tτ)f2(τ)dτ=t2t1f1(u)du

t<1f(t)=0.

1t<2

f(t)=0t1(1+u)du=t2212

2t<3

f(t)=t21(1+u)du=t22+t+32

t3f(t)=0.

22

某稳定的连续时间LTI系统的频率响应为 H(jω)=1e(jω+1)jω+1,求其单位阶跃响应 s(t).

Y(s)=1e(s+1)s+11s=(1s1s+1)(1e(s+1))

注意到:

1sLu(t)
1ses1sLu(t)u(t1)
1e(s+1)s+1Let(u(t)u(t1))
1s(1e(s+1))Lu(t)e1u(t1)
Y(s)Lu(t)(1et)u(t1)(e1et)

23

一周期实信号 f(t) 只含有基波分量和 3 次谐波分量,且有 |F1|=2,|F3|=1,ϕ1=π/2,ϕ3=π/2.

  1. 画出该信号的指数形式的幅度频谱和相位频谱;

  2. 写出三角形式的傅里叶级数。

    f(t)=2|F1|cos(ω0tπ/2)+2|F3|cos(3ω0t+π/2)
  3. 判断信号的对称性;

    为奇信号,反对称。

  4. 求信号的平均功率。

    由 Parseval's relation,可得:

    1TT|x(t)|2dtaverage power=k=|ak|2kth harmonic average=2(4+1)=10

24

LSI离散时间系统的系统函数为:H(z)=z23zz23z+2.

  1. 画出 H(z) 的零极点图,写出相应系统的差分方程。

    H(z)=13z113z1+2z2
    (13z1)X(z)=(13z1+2z2)Y(z)
    x[n]3x[n1]=y[n]3y[n1]+2y[n2]
  2. 求系统所有可能的单位样值响应 h(n),分别指出系统是否稳定,是否因果,为什么?

    H(z)z=z3z23z+2=Az2+Bz1
    A=(z2)H(z)z|z=2=1B=(z1)H(z)z|z=1=2
    H(z)=zz2+2zz1
    • ROC: 0<|z|<1

      h(n)=2nu(n1)2u(n1)

      不稳定,不是因果。

    • ROC: 1<|z|<2

      h(n)=2nu(n1)+2u(n)

      不稳定,不是因果。

    • ROC: |z|>2

      h(n)=2nu(n)+2u(n)

      不稳定,是因果。

  3. 已知激励 x(n)=(1)nε(n) 时,全响应 y[n]=[2+432n+23(1)n]ε(n),求系统的起始状态 y(1),y(2).

    直接通过递推式求解:

    x[n]3x[n1]=y[n]3y[n1]+2y[n2]
    x[0]3x[1]=y[0]3y[1]+2y[2]63y[1]+2y[2]=1
    x[1]3x[0]=y[1]3y[0]+2y[1]2y[1]8=4
    y[1]=2,y[2]=12

25

如图2(a)所示通信子系统,若输入信号 x(t) 的频谱如图2(b)所示,试求该子系统的输入 s(t) 及其频谱 S(ω).

输出 4ω6 的带通滤波器。

26

某二阶LTI因果稳定系统,其系统函数 H(s) 为有理函数,h(t) 为系统的单位冲激响应。以下四点是关于系统的信息:1.当系统的输入为 e(t)=ε(t) 时,其稳态响应为 1/3. 2.当系统的输入为 e(t)=etε(t) 时,其输入 r(t) 绝对可积 3.设 f(t)=d2h(t)dt2+5dh(t)dt+6h(t),其拉氏变换 F(s) 的收敛域为 <Re{s}<+. 4.H(s) 有且仅有一个零点。

试求:

  1. 系统函数 H(s) 并确定其收敛域;

    F(s)=s2H(s)+5sH(s)+6H(s)=(s+2)(s+3)H(s)

    而且因为 H(s) 有且仅有一个零点,可以设:

    H(s)=Ass0(s+2)(s+3)

    当输入 e(t)=etε(t)L1s1,输出绝对可积

    R(s)=Ass0(s+2)(s+3)(s1)

    因为系统是稳定系统+因果系统(因果卷积因果),所以零点必须位于左半平面,因此 s0=1.

    当输入 e(t)=ε(t)L1s,输出为:

    V(s)=As1s(s+2)(s+3)

    根据 Final-value theorem,

    1. 函数是两个因果函数的卷积,因此也是因果。

    2. 函数的稳态响应存在。

    因此:

    limtv(t)=lims0sV(s)
    limtv(t)=Alims0s1(s+2)(s+3)=A6
    A=2

    综上:

    H(s)=2s1(s+2)(s+3)

    因为系统稳定,所以 0 在收敛域中,收敛域为 2<Re{s}.

  2. 画出直接形式的系统框图。