信号分析与处理第3版答案

2-1 画出下列各时间函数的波形图，注意它们的区别

1）x1(t) = sin ? t·u(t)

1 0 -

xπ 234t

2）x2(t) = sin[ ? ( t – t0 ) ]·u(t)

1 0 -xt3）x3(t) = sin ? t·u ( t – t0 )

t

x31 0 t4）x2(t) = sin[ ? ( t – t0 ) ]·u ( t – t0 )

t

1 0 -xtt

1

2-2 已知波形图如图2-76所示，试画出经下列各种运算后的波形图

1 x(t) 1 2 3 -1

0 t

图 2-76 （1）x ( t-2 )

1 x t -0 1 2 3 4

（2）x ( t+2 )

x 1 t ----0 1

（3）x (2t)

1 x(2t) t -1 0 1 2 3

（4）x ( t/2 )

1 x t --0 1 2 3 4

（5）x (-t)

2

x (-t) 1 t -3 -2 -1 0 1 2

（6）x (-t-2)

1 x (-t-2) t 1

-----0

（7）x ( -t/2-2 )

1 x ( -t/2-2 )

t -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0

陕西铁路工程职业技术学院

2013—2014 学年第 二 学期

信号故障分析及处理实训

实 训 报 告

班 级 姓 名 学 号 指导老师

通号3121 洪继超 06304120107

孔育琴

2014年 7月 7日—7月 11日

陕西铁路工程职业技术学院

2013—2014学年 第二学期

信号故障分析及处理实训（实习）成绩评定单 姓名 洪继超 平时表现成绩 综合成绩评定 班级 通号3121 实训成绩 学号 06304120107 成绩评定 评语 指导教师(签字)： 年 月 日 注：综合成绩评定中，平时表现成绩占30%，实训成绩占70%。

故障分析及处理实训报告

计算机联锁设备故障处理

第一节 TYJL-Ⅱ型计算机联锁故障分析

1. 故障现象：联锁机备机（B）脱机。

故障分析：(1)电务值班人员检查发现LSB机驱动+12V电源指示灯不亮，用电表测量驱动+12V无电源输出，再查看驱动电源发现风扇不转，由此判定为驱动电源不工作，进一步检查发现驱动电源~220V引入插头松动，插好插头故障消失。

(2)分析维修机记录，记录中提示联锁B机关键缓冲区校核错造成联锁机备机脱机，关键缓

目 录

摘 要

在科学技术迅速发展的今天，几乎所有的工程技术领域中存在数字信号，这些信号进行有效处理，以获取我们需要的信息，正有力地推动数字信号处理学科的发展。为了对信号进行可视化直观分析，引入MATLAB 作为信号仿真与调试工具，借助于M APLE 内核提供的信号处理工具箱不仅可以生成信号，还可计算系统的响应，并完成对连续系统的时域、频域及复频域的分析。通过实例表明了便捷性，可以提高工作效率，同时也证明了M ATLAB在理论分析中的重要性，因此MATLAB成为信号分析与处理的一种重要的工具。本文将就MATLAB在信号除噪和信号延迟两方面的应用进行分析与介绍。 关键词：信号仿真，响应，信号分析与处理

- 1 -

（一） 信号除噪

一． MATLAB简介

MATLAB是功能强大的科学及计算软件，它不但具有以矩阵为基础的强大数学计算和分析功能，而且还具有丰富的可视化图形表现功能和方便的程序设计功能。MATLAB的应用领域极为广泛，除了数学计算和分析外，还被广泛地应用于自动控制、系统仿真、数字信号处理、图形图像分析、数理统计、人工智能、虚拟现实技术、通信工程、金融系统等领域，因此，MATLAB是面向21世纪的计算机程序设计及科学计算语言。

二．课题的

随机信号分析(第3版) 习题答案

6.1复随机过程Z(t)=e

j(ω0t+Φ)，式中ω0为常数，Φ是在(0,2π)上均匀分布的随机变量。

求：（1）E[Z(t+τ)Z

(t)]和E[Z(t+τ)Z(t)]；（2）信号的功率谱。解：(1)

+∞

E[Z(t+τ)Z

(t)]=

∫

ej[ω0(t+τ)+Φ]e j[ω0t+Φ]1

∞

2π

dΦ2π

=∫ejω0τ

1

dΦ=ejω0τ02π

+∞

E[Z(t+τ)Z(t)]=

∫

ej[ω0(t+τ)+Φ]ej[ω0t+Φ]1d ∞

2π

Φ2π

=∫ej[ω0(2t+τ)+2Φ]

1

2πdΦ0

2π

=e

jω0(2t+τ)

∫ej2Φ10

2π

dΦ=0

(2)

SZ(ω)=F[RZ(τ)]=F{E[Z(t+τ)Z (t)]}

=F[ejω0τ]=2πδ(ω ω0)

6.26.3

6.4已知a(t)的频谱为实函数A(ω)，假定ω> ω时，A(ω)=0，且满足ω0比较：（1）a(t)cosω0t和(12)a(t)exp(jω0t)的傅立叶变换。（2）a(t)sinω0t和( j2)a(t)exp(jω0t)的傅立叶变换。（3）

a(t)cosω0t和a(t)sinω0t的傅立叶变换。

解：

由傅立叶变换的定义可以得到：（1）

a(t)cosωFT

0t←

信号分析与处理 模拟试卷2

一、判断下列说法的正误，正确请在括号里打“√”，错误请打“×”。（10分，每小题2分）

1.单位冲激函数总是满足?(t)??(?t) （ √ ） 2.满足绝对可积条件????f(t)dt??的信号一定存在傅立叶变换，不满足这一条

件的信号一定不存在傅立叶变换。 （ × ） 3.非周期信号的脉冲宽度越小，其频带宽度越宽。 （ √ ）

4.连续LTI系统的冲激响应的形式取决于系统的特征根，于系统的零点无关。 （ √ ）

5.所有周期信号的频谱都是离散谱，并且随频率的增高，幅度谱总是渐小的。 （ × ）

二．填空题（15分，每空1分）

1）数字信号处理的步骤：预滤波、模数转换器、数字信号处理、数模转换器、平缓滤波

2）计算积分?(2t3?4t2?1)?'(t?3)dt的结果为 -78 。

????3）系统阶跃响应的上升时间和系统的 截止频率 成反比。

4）若信号f(t)的最高频率是2kHz，则f(2t)的乃奎斯特抽样频率为 8Hz 。 5）白噪声是指 功率谱密度在整个频率范围内均匀分布的噪声 。

6）x1?R4(n)x

第3章 连续时间信号的采样

[教学目的]

1．理解周期采样的原理，掌握采样的频域表示法，奈奎斯特采样定理；

2．掌握样本重构带限信号的原理与条件；

3．掌握连续信号转换成离散信号的方法，理想低通滤波器特点，冲激响应的概念；

4．掌握离散时间信号的连续时间处理方法； 5．了解量化误差产生的原因和影响。 [教学重点与难点] 重点：

1．采样的频域表示法，奈奎斯特采样定理； 2．样本重构带限信号； 难点：

1．采样的频域表示法； 2．样本重构带限信号；

3．1周期采样

在某些合理条件限制下，一个连续时间信号能用其采样序列来完全给予表示，连续时间信号的处理往往是通过对其采样得到的离散时间序列的处理来完成的。本节将详细讨论采样过程，包括信号采样后，信号的频谱将发生怎样的变换， 信号内容会不会丢失，以及由离散信号恢复成连续信号应该具备哪些条件等。采样的这些性质对离散信号和系统的分析都是十分重要的。要了解这些性质，让我们首先从采样过程的分析开始。

采样器可以看成是一个电子开关，它的工作原理可由图3-1（a）来说明。设开关每隔T秒短暂地闭合一次，将连续信号接通， 实现一次采样。如果开关每次闭合的时间为τ秒，那么采样器的输出将是一串周期为T，宽度为τ的脉冲

第一章习题参考解答

1.1 绘出下列函数波形草图。 (1) x(t)?3e?|t|

(1)3210-2-1012t

(3) x(t)?sin2?t?(t)

(3)10-1-1012t

(5) x(t)?e?tcos4?t[?(t)??(t?4)](5)10-1-2-10123456t

(2) x(n)?????12?nn?0?

?2nn?0(2)10.50......-3-2-10123n(4) x(n)?sin?4n?(n)

(4)10-1-20246810n(6) x(n)?3n[?(n?1)??(n?4)] (6)100806040200-2-1012345678n

1

(7) x(t)?[?(t)??(t?2)]cos?2t

(7) ?? 0 -2-101234t

(9) x(t)??(t)?2?(t?1)??(t?2)

(9) 1 0-1 -2-101234t

(11) x(t)?ddt[?(t?1)??(t?1)]

(11) ? 0? -2-101234t

(13) x(t)??t???(??1)d?

(13)

12

001t(8) x(n)?n[?(n?3)??(n?1)] (8)20-2-4-4-2024n(1

浙江大学宁波理工学院2014–2015学年第一学期

《 信号分析与处理》课程期末考试试卷A 答案

一、选择题（共10分，每空2分）

|t|?1/2?1，1、一信号x(t)??，则其傅立叶变换为 C 。

0，|t|?1/2?A.

sin?? B.

sin2? 2? C.

sin(?/2) ?/2 D.

sin????

2、一信号x(t)的最高频率为100Hz，则利用冲激串采样得到的采样信号x(nT)能唯一表示出原信号的最小采样频率为 B 。 A. 100 B. 200 C. 0.05 D. 0.01 3、积分???A –1

?e?2t??'(t)??(t)?dt B 1

等于 __C____。

D 3

C 2

4、有限长序列x[n]是实信号和偶信号，则其离散时间傅立叶变换（DTFT） 是 A 。 A.实且偶

B.实且为奇

C.纯虚且偶

D. 纯虚且奇

5、离散周期信号的频谱具有如下特性 D 。

A. 连续非周期 B. 离散非周期 C. 连续周期 D.离散周期

二、分析与计算（6道题，共65分）

1、

信号与系统第3章习题

一、选择题

1、已知x(?)为系统的输入，y(?)为系统的输出，且系统满足IR条件，则下列描述LTI系

统的是（ ）

A.y?(t)?ty(t)?x(t) B. y??(t)?2y?(t)?5y(t)?x2(t) C.y(k)?0.5y(k?1)?x(k)?1 D. y(k)?2y(k?2)?x(k?1) 2、已知系统微分方程为响应为y(t)?5?2te4dy(t)?2y(t)?x(t)，若y(0?)?1，x(t)?sin(2t)u(t)，解得全dt22?sin(2t?450)，t?0。全响应中sin(2t?450)为（ ） 44A.零输入响应分量 B.零状态响应分量 C.自由响应分量 D.稳态响应分量 3、一个线性时不变的连续时间系统，其在某激励信号作用下的自由响应为(e?3t?e?t)u(t)，强迫响应为(1?e?2t)u(t)，则下面的说法正确的是（ ）

A.该系统一定是二阶系统 B.该系统一定是稳定系统

C.零输入响应中一定包含(e?3t?e?t)u(t) D.零状态响应中一定包含(1?e?2t)u(

实验2 随机过程的计算机模拟

一、实验目的

1、给定功率谱（相关函数）和概率分布，通过计算机模拟分析产生相应的随机过程；

2、通过该随即过程的实际功率谱（相关函数）和概率分布验证该实验的有效性；

3、学会运用Matlab 函数对随机过程进行模拟。

二、实验原理

1、标准正态分布随机序列的产生方法：利用随机变量函数变换的方法。 设r1，r2为两个相互独立的（0，1）均匀分布的随机数，如果要产生服从均值为m,方差为

正态分布的随机数x，则可以按如下变换关系产生：

2、正态随机矢量的模拟：设有一 N 维正态随机矢量", ，其概率密度为

为协方差矩阵，且是正定的。

3、具有有理谱的正态随机序列的模拟

根据随机过程通过线性系统的理论，白噪声通过线性系统后，输出是正态的，且输出功

率谱只与系统的传递函数有关。利用这一性质，我们可以产生正态随机过程。

如上图所示，输入W(n)为白噪声，假定功率谱密度为G (z) = 1 W ，通过离散线性系统

后，输出X (n)是正态随机序列，

由于要求模拟的随机序列具有有理谱，则G (z) X 可表示为：

其中，G (z) X+ 表示有理谱部分，即所有的零极点在单位圆之内，G (z) X? 表示非有