川大信号与系统作业答案

2009年硕士入学《信号与系统》复习大纲

一、信号与系统的基础知识

1．画出给定信号的波形或根据波形正确写出表达式；

2．信号的运算：包括信号相加减、信号的微积分、信号的时移、时间尺度变换及反转、信号如何分解成奇偶信号两部分；

3. 常用的基本信号定义及其特点。如：阶跃信号、冲激信号、矩形脉冲信号、周期冲激信号，指数信号、辛格信号Sa(t)?sintsin(?t)等； ,sinc(t)?t(?t)4. 能量信号与功率信号的区分及能量和功率的计算；

5．系统性质的判断：线性时不变、因果系统、稳定性及可逆性等判断。 二、系统的时域分析（连续系统及离散系统）

1．深刻理解单位冲击响应h(t)或单位样值响应h(n)的含义； 2．掌握卷积的性质及几何意义，卷积的运算； 3．利用卷积求解线性系统的响应； 三、傅里叶级数

1．掌握傅里叶级数的展开方法、物理意义及傅里叶级数系数的求解方法； 2. 掌握傅里叶级数的性质, 熟练应用傅里叶级数性质求解傅里叶级数系数； 3．牢记常用周期信号的傅里叶级数系数如周期冲激信号，周期方波脉冲信号等； 4. 掌握傅里叶级数的性质, 熟练应用傅里叶级数性质求解傅里叶级数系数； 5．掌握输入周期信号时LTI系统响应的计算。 四、

《信号与系统》平时作业

一、简答题（共100分，每题25分）

1、已知信号f(t)的波形如图(a)所示，请画出下列函数的波形

f?t?

(1)f(6?2t)2

d1?f(6?2t)?(2) dtt O12解：（1）波形如下

（2）波形如下

2、某连续系统的框图如图(a)所示，写出该系统的微分方程。 f?t??y??t?y??t?y?t? ?

???? a1 a0

(a)

?，左侧积分器的输解：设图中右侧积分器的输出信号为 f ( t )，则其输入信号为 f ( t )

入信号为 f ( t )? ?，则 f ( t ) = f ( t) ? ?+a1 f ( t) ? +a0 f ( t)

3、系统的输入为x(t)，输出为y(t)，系统关系如下,判断系统是否是因果系统.

(1) y?t??x?t?cos?t?1?(2) y?t??x??t? 解：（1）在这个系统中，任何时刻t的输出等于在同一时刻的输入再乘以一个随时间变化

x(t)211.21解

t2x(2?t)21t01234?2?101?1?1x(t?1)22x(2t?1)11t?1?10123?32?1?12012t?1

x(4?t/2)21t04681012?1[x(t)?x(?t)]u(t)33x(t)[?(t?3)??(t?)]221?3232200t0t(?1)2?1(?1)2

1.27

（a）y(t)?x(t?2)?x(2?t)

① 因为y(0)?忆的。

x(?2)?x(2)，在t?0的输出与前后时刻的输入都有关，所以系统是记

② 已知y1(t)?x1(t?2)?x1(2?t)，y2(t)?x2(t?2)?x2(2?t)。当

x2(t)?x1(t?t0)时，

y2(t)?x1(t?2?t0)?x1(2?t?t0)，而y1(t?t0)?x1(t?t0?2)?x1(2?t?t0)，

所以：y2(t)?y1(t?t0)。因而系统是时变的。

③已知y1(t)?x1(t?2)?x1(2?t)，y2(t)?x2(t?2)?x2(2?t)，

y3(t)?x3(t?2)?x3(2?t)，

当x3(t)?x1(t)?x2(t)时，y3(t)?[x1(t?2)?x2(t?2)]?[x1(2?t)?x2(2?t)] 所以y

《信号与系统》习题与答案

第一章

1.1 1.2 1.3

画出信号f(t)

sin a(t t0) 的波形。 a(t t0)

已知信号f(t) (t 1) u(t 1) u(t 2) ，画出f( 2t 3)的波形。 已知信号f(t) (t 1) u(t 1) u(t 2) ，试求它的直流分量。 答案：0

1.4 已知信号f(t) (t 1) u(t 1) u(t 2) ，试求它的奇分量和偶分量。

答案：偶分量：0.5(1 t) u(t 2) u(t 1) u(t 1) u(t 1) 0.5(t 1) u(t 1) u(t 2)

奇分量：0.5(t 1) u(t 2) u(t 1) t u(t 1) u(t 1) 0.5(t 1) u(t 1) u(t 2)

1.5 信号f(t)

0

2 t

t 0

是否是奇异信号。 t 0

答案：二阶以上导数不连续，是奇异信号。

1.6 已知f(t)是有界信号，且当t 时f(t) 0，试问f(t)是否是能量有限信号。

答案：不一定。

1.7 对一连续三角信号进行抽样，每周期抽样8点，求抽样所得离散三角序列的离散角频率。

答案： /4

1.8 以Ts 0.5s的抽样间隔对下列两个三角信号抽样，写出抽样所得离散序列的表达式

《信号与系统》习题与答案

第一章

1.1 1.2 1.3

画出信号f(t)

sin a(t t0) 的波形。 a(t t0)

已知信号f(t) (t 1) u(t 1) u(t 2) ，画出f( 2t 3)的波形。 已知信号f(t) (t 1) u(t 1) u(t 2) ，试求它的直流分量。 答案：0

1.4 已知信号f(t) (t 1) u(t 1) u(t 2) ，试求它的奇分量和偶分量。

答案：偶分量：0.5(1 t) u(t 2) u(t 1) u(t 1) u(t 1) 0.5(t 1) u(t 1) u(t 2)

奇分量：0.5(t 1) u(t 2) u(t 1) t u(t 1) u(t 1) 0.5(t 1) u(t 1) u(t 2)

1.5 信号f(t)

0

2 t

t 0

是否是奇异信号。 t 0

答案：二阶以上导数不连续，是奇异信号。

1.6 已知f(t)是有界信号，且当t 时f(t) 0，试问f(t)是否是能量有限信号。

答案：不一定。

1.7 对一连续三角信号进行抽样，每周期抽样8点，求抽样所得离散三角序列的离散角频率。

答案： /4

1.8 以Ts 0.5s的抽样间隔对下列两个三角信号抽样，写出抽样所得离散序列的表达式

第1章

1.1之1判断是否周期信号求周期

Л

1.2之1,2判断能量与功率信号

能量，功率(周期信号是功率信号)，

1.4之1,3由图形写出信号表达式

2[u(t+1)-u(t-2)]（门函数法），(t+2)u(t+2)-1.5(t+1)u(t+1)+0.5(t-1)u(t-1)（斜坡函数法） 1.10画反褶、移位和尺度变换后的波形

画图：移位、比例、反转（用f(0)=0处来验证，变换后令-2t+4=0）

1.14之1,4计算积分（带冲激函数的运算）

积分区间等于[0-，0+]得2，得4

1.20之1算卷积

t2u(t)（卷积的微积分性质）

1.27之2,3由图形求卷积画波形

1/2(t+2)2u(t+2)-(t+1)2u(t+1)+(t-1)2u(t-1)-1/2(t-2)2u(t-2) （卷积微积分性质） (t+1)u(t+1)- (t-1)u(t-1) - (t-3)u(t-3) + (t-5)u(t-5) （卷积微积分性质）

1.37之1,2画出奇分量和偶分量

1之偶分量为零（按照奇偶分量的定义），

第2章

2-1之1,2,4已知输出表达式判断线性、时不变、因果及稳定性

e’(t)线性时不变因果，r(t+2)线性时不变非因果，e(2

信号与线形系统（第四版）吴大正主编

第四章课后习题： 4.1证明cost,cos?2t?,,cos?nt?(n为正整数)是在区间?0,2??的正交函数

集。它是否是完备的正交函数集？

?0,m?n解:由于?cosntcosmtdt??

??,m?n2?0所以在区间

?0,2??内是正交函数集。

2?0??0,m?n存在sinmt 使得?cosntsinmt??

???2,m?n所以不是完备的正交函数集。 4.2上题中的函数集在区间

??0,??是否是正交函数集？

??0,m?n解：?0cosntcosmtdt??

???2,m?n所以仍为正交函数集。

4.3讨论图4.1-2所示的前6个沃尔什函数在

1?0,1?区间内是否是正交函数集。

解：由题意得?0Wal?k,t?dt?0,k?1,2,3,4,5

?Wal?m,t?Wal?n,t?dt?0,m?n,0?m?5,0?n?5

10?Wal?m,t?Wal?n,t?dt?1,0?m?n?5

10所以前6个沃尔什函数在

?0,1?区间内是正交函数集。

4.4前四个勒让德函数多项式为

P0?t??1 P1?t??t

?321?P2?t???t??

2??2?533?P3?t???t?t?

2??2证明它们在

信 号 与 系 统

验 教

（实验报告）

班级:

姓名:

程实

目 录

实验一：连续时间信号与系统的时域分析-------------------------------------------------4

一、实验目的及要求---------------------------------------------------------------------------4 二、实验原理-----------------------------------------------------------------------------------4

1、信号的时域表示方法------------------------------------------------------------------5 2、用MATLAB仿真连续时间信号和离散时间信号----------------------------------5 3、LTI系统的时域描述-----------------------------------------------------------------10 三、实验步骤及

02级《信号与系统》期末试卷解答

一、基本题（第3小题5分，其余各小题每题4分，共25分） 1．??(t)cos?0tdt? 1

??t??

????(?)cos?0?d?? u(t)

?[n]?co?s0n? δ[n] ?[n]*c?o0sn? cosω0n 2．已知系统函数H(s)?的零输入响应yzi（t）=

1(s?1)(s?2)4e?t，起始条件为：y(0?)?1,y?(0?)?2，则系统。

?3e?t3．信号f（t）如图１所示，求F(j?)?F[f(t)]，并画出幅度谱F(j?)。

f（t） 1 t

0 1 2 3 图１

F(j?)?2Sa(?)e?j2?, F(j?)?2Sa(?)

F(j?)2 ? ?2????2?

4．周期矩形脉冲信号f（t）的波形如图2所示，已知τ=0.5μs, T = 1.5μs,则谱线间隔为

23?103kHz,频谱图

第一章

1.8 系统的数学模型如下，试判断其线性、时不变性和因果性。其中X（0-）为系统的初始状态。

（2）y?t??e2f?t? （5）y?t??f?t?cos2t （8）y?t??f?2t? 解：（2）y?t??e2f?t? ① 线性： 设 f1?t??y1?t?,f2?t??y2?t?，则 y1?t??e2??a1f1?t??a2f2?t???2f1?t?,y2?t??e2f2?t?

那么 a1f1?t??a2f2?t??y?t??e?e2a1f1?t?e2a2f2?t?，显然，

y?t??a1y1?t??a2y2?t?，所以是非线性的。 ② 时不变性

设f1?t??y1?t?,则 y1?t??e2f1?t?,设f1?t?t0??y2?t?,则y2?t??e③ 因果性

因为对任意时刻 t1，y?t1??e2f?t1?，即输出由当前时刻的输入决定，所以系统是因果的。

（5）y?t??f?t?cos2t ① 线性： 设 f1?t??y1?t?,那么

2f1?t?t0?y1?t?t0??e2f1?t?t0?

?y1?t?t0?，所以是时不变的。

f2?t??y2?t?，则 y1?t??f1?t?cos2t,y