信号与系统实验题目及答案
信号与系统实验答案1
实验一 离散时间信号的表示及可视化一、实验目的学会对离散时间信号进行标识和可视化处理。
二、实验源程序 (1)f(n)= )(n δn=-5:1:5; f=dirac(n); plot(n,f,'.'); xlabel('(n)'); ylabel('(f)'); axis([-5 5 -0.5 1.5])(2) f(n)=ε(n)f=Heaviside(n)n=-5:1:5; f=heaviside(n); plot(n,f,'.'); xlabel('(n)'); ylabel('(f)');axis([-5 5 -0.5 1.5]) (3) f(n)= ane (分别取a>0及a<0)a=1时 n=-5:1:5; f=exp(n); plot(n,f,'.');a=-1时 n=-5:1:5; f=exp(-n); plot(n,f,'.');(4) f(n)=R N (n) (分别取不同的N 值)N=10时 n=0:1:9; f=1;plot(n,f,'.');N=15时 n=0:1:14; f=1;plot(n,f,'.') (5) f(n)=Sa(nw)w=0.1时n=-45:1:45;f=sinc(0.1*n);plot(n,f,'.');xlabel('n');ylabel('f');axis([-50 50 -1 1])w=0.2时n=-45:1:45;f=sinc(0.2*n);plot(n,f,'.');xlabel('n');ylabel('f');axis([-50 50 -1 1])(6)f(n)=Sin(nw)(分别取不同的w值)w=100时n=-15:1:15;f=sin(100*n);plot(n,f,'.');xlabel('n');ylabel('f');w=200时n=-15:1:15;f=sin(200*n);plot(n,f,'.');xlabel('n');ylabel('f');三、程序运行结果及波形图（1）（2）（3）-5-4-3-2-1012345(n)(f)-5-4-3-2-1012345(n)(f)（4）0123456789024********（5）（6）-50-40-30-20-1001020304050-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81nf-50-40-30-20-1001020304050-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81nffnf-15-10-5051015n四、实验调试体会实验二 连续时间信号的表示及可视化一、实验目的熟练掌握连续时间信号的表示及可视化处理。
信号与系统练习题(带答案)
信号与系统练习题（带答案）1. 信号f(t)的波形如图所示。
分别画出信号(24),(24),(24)f t f t f t '''-+-+-+的波形，并且写出其表达式。
答案：2. 信号f ( t )的图形如下所示，对(a)写出f ' ( t )的表达式，对(b)写出f " ( t )的表达式，并分别画出它们的波形。
解 (a)20,21≤≤tf ' (t)= δ(t -2)， t = 2-2δ(t -4)， t = 4(b) f " (t ) = 2δ(t ) - 2δ(t -1)-2δ(t -3)+2δ(t -4)3. 已知f(5-2t)的波形如图所示，试画出f(t)的波形。
52:()(2)(2)(52)5252252:(52)(2)(2)()f t f t f t f t t tf t f t f t f t −−−→−−−→-−−−→---=-∴-→-→→ 压缩反转平移左移反转拉伸分析（）右移求解过程55[52()]2,22t t t t -+=-∴+ 以代替而求得－2t ，即f(5-2t)左移(52)(2)f t f t -−−−→-时移由（2）反转：f(-2t)中以-t 代替t ，可求得f(2t),表明f(-2t)的波形 以t ＝0的纵轴为中心线对褶，注意()t δ是偶数，故112()2()22t t δδ--=+(2)(2)f t f t -−−−→反褶由（3）尺度变换：以12t 代替f(2t)中的t ，所得的f(t)波形将是f(2t)波形在时间轴上扩展两倍。
4. 求序列{}12[]1,2,1,0,1,2[][1cos()][]2f n n f n n u n π===+和的卷积和。
解：{}112222[]1,2,1[]2[1][2][]*[][]2[1][2]f n n n n f n f n f n f n f n δδδ==+-+-=+-+-5. 试求下列卷积。
(完整word版)信号与系统专题练习题及答案
信号与系统专题练习题一、选择题1．设当t 〈3时，x(t)=0，则使)2()1(t x t x -+-=0的t 值为 C 。
A t>-2或t>-1 B t=1和t=2 C t>—1 D t 〉-22．设当t 〈3时，x （t)=0，则使)2()1(t x t x -⋅-=0的t 值为 D 。
A t>2或t 〉-1 B t=1和t=2 C t>—1 D t>—23．设当t<3时，x(t ）=0，则使x （t/3)=0的t 值为 C 。
A t>3 B t=0 C t<9 D t=34．信号)3/4cos(3)(π+=t t x 的周期是 C 。
A π2 B π C 2/π D π/2 5．下列各表达式中正确的是 BA. )()2(t t δδ= B 。
)(21)2(t t δδ= C. )(2)2(t t δδ= D 。
)2(21)(2t t δδ=6. 已知系统的激励e(t)与响应r(t)的关系为:)1()(t e t r -= 则该系统为 B . A 线性时不变系统 B 线性时变系统 C 非线性时不变系统 D 非线性时变系统 7。
已知 系统的激励e(t ）与响应r （t)的关系为:)()(2t e t r = 则该系统为 C .A 线性时不变系统B 线性时变系统C 非线性时不变系统D 非线性时变系统8。
⎰∞-=t d ττττδ2sin )( A 。
A 2u （t ） B )(4t δ C 4 D 4u （t) 10. dt t t )2(2cos 33+⋅⎰-δπ等于 B 。
A 0 B —1 C 2 D —211．线性时不变系统输出中的自由响应的形式由 A 决定A 系统函数极点的位置；B 激励信号的形式;C 系统起始状态；D 以上均不对。
12．若系统的起始状态为0，在x （t)的激励下，所得的响应为 D . A 强迫响应;B 稳态响应；C 暂态响应;D 零状态响应。
(完整版)信号与系统练习及答案
信号与系统练习及答案一、单项选择题1．已知信号f (t )的波形如题1图所示，则f （t ）的表达式为（ ）A ．tu(t)B ．(t-1)u(t-1)C ．tu(t-1)D ．2(t-1)u(t-1)2．积分式⎰-δ+δ++4422)]dt -(t 2(t))[23(t t 的积分结果是（ ） A ．14 B ．24 C ．26 D ．283．已知f(t)的波形如题3（a ）图所示，则f (5-2t)的波形为（ ）4．周期矩形脉冲的谱线间隔与（ ）A ．脉冲幅度有关B ．脉冲宽度有关C ．脉冲周期有关D ．周期和脉冲宽度有关 5．若矩形脉冲信号的宽度加宽，则它的频谱带宽（ ） A ．不变 B ．变窄 C ．变宽D ．与脉冲宽度无关 6．如果两个信号分别通过系统函数为H （j ω）的系统后，得到相同的响应，那么这两个信号（）A ．一定相同 B ．一定不同 C ．只能为零 D ．可以不同7．f(t)=)(t u e t 的拉氏变换为F （s ）=11-s ，且收敛域为（ ） A ．Re[s]>0B ．Re[s]<0C ．Re[s]>1D ．Re[s]<1 8．函数⎰-∞-δ=2t dx )x ()t (f 的单边拉氏变换F （s ）等于（ ） A ．1 B ．s 1 C ．e -2s D ．s1e -2s 9．单边拉氏变换F （s ）=22++-s e )s (的原函数f(t)等于（ ） A ．e -2t u(t-1) B ．e -2(t-1)u(t-1) C ．e -2t u(t-2)D ．e -2(t-2)u(t-2)答案: BCCCBDCDA二．填空题1．如果一线性时不变系统的单位冲激响应为h(t)，则该系统的阶跃响应g(t)为_________。
2．已知x(t)的傅里叶变换为X （j ω），那么x (t-t 0)的傅里叶变换为_________________。
3．如果一线性时不变系统的输入为f(t)，零状态响应为y f (t )=2f (t-t 0)，则该系统的单位冲激响应h(t)为_________________。
信号与系统考题参考解答(完整版)
《信号与系统》作业参考解答第一章（P16-17）1-3 设)(1t f 和)(2t f 是基本周期分别为1T 和2T 的周期信号。
证明)()()(21t f t f t f +=是周期为T 的周期信号的条件为T nT mT ==21 （m ,n 为正整数） 解：由题知)()(111t f mT t f =+ )()(222t f mT t f =+要使)()()()()(2121t f t f T t f T t f T t f +=+++=+则必须有21nT mT T == （m ,n 为正整数） 1-5 试判断下列信号是否是周期信号。
若是，确定其周期。
（1）t t t f πsin 62sin 3)(+= （2）2)sin ()(t a t f =（8）⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=2cos 28sin 4cos )(k k k k f πππ解：（1）因为t 2sin 的周期为π，而t πsin 的周期为2。
显然，使方程n m 2=π （m ,n 为正整数）成立的正整数m ,n 是不存在的，所以信号t t t f πsin 62sin 3)(+=是非周期信号。
（2）因为)2cos 1()sin ()(22t a t a t f -==所以信号2)sin ()(t a t f =是周期π=T 的周期信号。
（8）由于)4/cos(k π的周期为8)4//(21==ππN ，)8/sin(k π的周期为16)8//(22==ππN ，)2/cos(k π的周期为4)2//(23==ππN ，且有16412321=⨯=⨯=⨯N N N所以，该信号是周期16=N 的周期信号。
1-10 判断下列系统是否为线性时不变系统，为什么？其中)(t f 、][k f 为输入信号，)(t y 、][k y 为零状态响应。
（1）)()()(t f t g t y = （2）)()()(2t f t Kf t y += 解：（1）显然，该系统为线性系统。
信号与系统实验答案
实验三1,. 利用DFT 近似分析连续信号x(t)=e -2t u(t)的幅度谱并与理论值比较，将理论频谱曲线和实际计算频谱曲线绘制在一个坐标系中。
（要求根据实际幅度频谱函数|X(j ω)|选择合适的抽样频率，根据时域波形选择合适的窗长度，根据序列点数选择合适的DFT 点数。
同时，减小抽样频率，观察最终理论值与计算值间的误差变化。
）fsam=50;Tp=6;N=512;T=1/fsam; t=0:T:Tp; x=exp(-2*t); X=T*fft(x,N); plot(t,x);xlabel('t');title('时域波形'); w=(-N/2:N/2-1)*(2*pi/N)*fsam; y=1./(j*w+2);figure; plot(w,abs(fftshift(X)),w,abs(y),'r-.'); title('幅度谱');xlabel('w'); legend('计算值','理论值');2.近似分析门函数信号2()g t 的幅度谱，并与理论值比较，将理论频谱曲线和实际计算频谱曲线绘制在一个坐标系中，其中分别选其最高频带上限m ω为π、4π、16π时三种情况，比较结果并简单解释其区别及原因。
（根据门函数的理论频谱表达式sin()()2()22Sa Sa ωτωτωω==，当n ωπ=±时值为0，并随自变量绝对值的增大呈递减趋势）fsam=16;N=512;T=1/fsam; t=-2:T:2;12345600.20.40.60.81t时域波形-200-100010020000.20.40.60.8幅度谱wx=[(t>=-1)&(t<=1)];X=T*fft(x,N);%消除1/T 因子的影响 plot(t,x);xlabel('t');title('时域波形'); w=(-N/2:N/2-1)*(2*pi/N)*fsam; y=2*sin(w)./w;%理论频谱值figure; plot(w,abs(fftshift(X)),w,abs(y),'r-.'); title('幅度谱');xlabel('w'); legend('计算值','理论值');-2-1.5-1-0.500.51 1.5200.20.40.60.81t时域波形-60-40-20020406000.511.522.5幅度谱w实验四。
信号与系统课后习题参考答案
1试分别指出以下波形是属于哪种信号？题图1-11-2试写出题1-1图中信号的函数表达式。
1-3已知信号)(1t x 与)(2t x 波形如题图1-3中所示，试作出下列各信号的波形图，并加以标注。
题图1-3⑴)2(1-t x ⑵)1(1t x -⑶)22(1+t x⑷)3(2+t x ⑸)22(2-t x ⑹)21(2t x - ⑺)(1t x )(2t x -⑻)1(1t x -)1(2-t x ⑼)22(1t x -)4(2+t x 1-4已知信号)(1n x 与)(2n x 波形如题图1-4中所示，试作出下列各信号的波形图，并加以标注。
题图1-4⑴)12(1+n x ⑵)4(1n x -⑶)2(1n x ⑷)2(2n x -⑸)2(2+n x ⑹)1()2(22--++n x n x⑺)2(1+n x )21(2n x -⑻)1(1n x -)4(2+n x ⑼)1(1-n x )3(2-n x1-5已知信号)25(t x -的波形如题图1-5所示，试作出信号)(t x 的波形图，并加以标注。
题图1-51-6试画出下列信号的波形图：⑴)8sin()sin()(t t t x ΩΩ=⑵)8sin()]sin(211[)(t t t x ΩΩ+= ⑶)8sin()]sin(1[)(t t t x ΩΩ+=⑷)2sin(1)(t tt x = 1-7试画出下列信号的波形图：⑴)(1)(t u e t x t -+=⑵)]2()1([10cos )(---=-t u t u t e t x t π⑶)()2()(t u e t x t --=⑷)()()1(t u e t x t --=⑸)9()(2-=t u t x ⑹)4()(2-=t t x δ1-8试求出以下复变函数的模与幅角，并画出模与幅角的波形图。
⑴)1(1)(2Ω-Ω=Ωj e j X ⑵)(1)(Ω-Ω-Ω=Ωj j e e j X ⑶Ω-Ω---=Ωj j e e j X 11)(4⑷21)(+Ω=Ωj j X 1-9已知信号)]()([sin )(π--=t u t u t t x ，求出下列信号，并画出它们的波形图。
信号与系统习题(陈后金版)
4-8 已知周期信号f(t)=2cos(2лt-3)+sin(6лt), 求傅立叶级数指数表示式，并画出其频谱．
0 2
f (t ) e
j ( 2t 3 )
e
j ( 2t 3 )
• 3-16
• 3-24
解：
•
3-26
3-39 计算序列卷积和。 （1）2ku[k]*u[k-4] （3）（1/2）k u[k]*u[k]
(1)
n
2 u[n] u[k n 4] 2 n u[k 4]
n n0
k 4
1 2 k 3 u[k 4] (2 k 3 1)u[k 4] 1 2
动态方程式的特征根s1，2 = -1,2, 且n>m, 故h(t)的形式为
3 8 为y(t ) (3te
2 t
e
2 t
e )u(t )
t
1 t 1 3 t 2 t 3 7 y f (t ) ( e e e )u (t ) 2 2
3-14
3-14
• （2） y"(t ) 4 y' (t ) 4 y(t ) 3 f＇) 2 f (t ),t 0; f (t ) et u(t )，y(0 ) 2, y' (0 ) 3 (t
动态方程式的特征根s1，2 =
2, 则零输入响应的形式为
2 t
y x (t ) K1e
动态方程式的特征根s1，2 = -1,2, 且n>m, 故h(t)的形式为
3 8 为y(t ) (3te
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第一个信号实验的题目1实现下列常用信号 （1）(5)u t +；（2）(1)t δ-；（3）cos(3)sin(2)t t +；（4）()[(1)(2)]f t t u t t u t t =⨯---； （5）0.5()4cos(),010t f t e t t π-=⨯= 2连续信号的基本运算与波形变换已知信号22,21()33t t f t ⎧-+-≤≤⎪=⎨⎪⎩，试画出下列各函数对时间t 的波形： （1）()f t -（2）(2)f t -+（3）(2)f t （4）1(1)2d f t dt +（5）(2)t f d ττ-∞-⎰3连续信号的卷积运算实现12()()f t f t *，其中1()f t 、2()f t 从第2个题目中任选3对组合。
4连续系统的时域分析（1） 描述某连续系统的微分方程为()2()()()2()y t y t y t f t f t ''''++=+，求当输入信号为2()2()t f t e u t -=时，该系统的零状态响应()y t 。
（2） 已知描述某连续系统的微分方程为2()()3()()y t y t y t f t '''+-=，试用MATLAB 绘出该系统的冲激响应和阶跃响应的波形。
实验一答案：（1）(5)u t +在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下：（2）(1)t δ-在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下：（3）cos(3)sin(2)t t +在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下：（4）()[(1)(2)]f t t u t t u t t =⨯---在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下：（5）0.5()4cos(),010t f t e t t π-=⨯=在MATLAB 软件的输入程序及显示波形如下：（1）()f t-的输入程序及波形如下：（2）(2)f t-+的输入程序及波形如下：（3）(2)f t的输入程序及波形如下：（2）系统的冲激响应和阶跃响应如下：（4）1(1)2df tdt+的输入程序及波形如下：（5）(2)t f d ττ-∞-⎰的输入程序及波形如下：（1）()f t -和（2）(2)f t -+组合的卷积运算如下：（2）(2)f t -+和（3）(2)f t 组合的卷积运算如下：（1）()f t 和（3）(2)f t 组合的卷积运算如下：（1）系统的零状态响应()y t 如下：第二个信号实验题目1（1）用数值法求门函数4()G t 的傅里叶变换，并给出门函数的幅频特性曲线和相频特性曲线。
（2）用符号法给出函数5()2()()3t f t e u t -=的傅里叶变换。
（3）已知系统函数为3421()3s s H s s s ++=++，画出该系统的零极点图。
2（1）用数值法给出函数5(2)2()(2)3t f t e u t --=-幅频特性曲线和相频特性曲线。
（2）对函数5(2)2()(2)3t f t e u t --=-进行采样，采样间隔为0.01。
（3）已知输入信号为()sin(100)f t t =，载波频率为1000Hz ，采样频率为5000 Hz ，试产生输入信号的调幅信号。
3（1）用符号法实现函数4()G t 的傅里叶变换，并给出门函数的幅频特性曲线和相频特性曲线。
（2）已知系统函数为3421()3s s H s s s ++=++，输入信号为()sin(100)f t t =，求该系统的稳态响应。
（3）已知输入信号为()sin(100)f t t =，载波频率为100Hz ，采样频率为400 Hz ，试产生输入信号的调频信号。
4（1）已知系统函数为231()3s s H s s s ++=++，画出该系统的零极点图。
（2）已知函数5()2()()3t f t e u t -=用数值法给出函数(3)f t 的幅频特性曲线和相频特性曲线。
（3）实现系统函数3421()3s s H s s s ++=++的频率响应。
（4）已知输入信号为()cos(100)f t t =，载波频率为100Hz ，采样频率为400 Hz ，试产生输入信号的调相信号。
5（1）用数值法给出函数5(2)2()(2)3t f t e u t -+=+幅频特性曲线和相频特性曲线。
（2）用符号法实现函数22i ω+的傅里叶逆变换。
（3）已知输入信号为()5sin(200)f t t =，载波频率为1000Hz ，采样频率为5000 Hz ，试产生输入信号的调频信号。
实验二答案：（1） 用数值法求门函数4()G t 的傅里叶变换，并给出门函数的幅频特性曲线和相频特性曲线。
t=linspace(-4,4,200); f=0*t;f(t>=-2&t<=2)=1;W=linspace(-4*pi,4*pi,200); F=0*W; for N=1:200 for M=1:200F(N)=F(N)+8/200*f(M).*exp(-j*W(N)*t(M)); end endsubplot(4,4,1); plot(t,f); subplot(4,4,2); plot(W,F); subplot(4,4,3); plot(W,abs(F)); H=freqs(6,9,W); subplot(4,4,4); plot(W,angle(F))（2） 用符号法给出函数5()2()()3t f t e u t -=的傅里叶变换。
syms t f ;f=sym('(2/3)*exp(-5*t)*heaviside(t)'); F=fourier(f); pretty(F)（3） 已知系统函数为3421()3s s H s s s ++=++，画出该系统的零极点图。
num=[0 1 0 1 1]; den=[1 0 1 0 3]; G=tf(num,den); subplot(2,2,1); pzmap(G);0.51 1.52 2.53 3.54 4.550.511.5幅频曲线00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-4-224相频曲线0123456789100.10.20.30.40.50.60.7-1-0.8-0.6-0.4-0.20.20.40.60.81时间(s)幅值1计算序列)(2)(1n u n f n =与序列)5()()(2--=n u n u n f 的卷积和；2已知离散系统的差分方程为()5(1)6(2)()y n y n y n f n --+-=，求系统的频率响应，若()2()n f n u n =，求系统的零状态响应。
3利用SIMULINK 画出（2）的系统框图。
实验三答案：1. 计算序列)(2)(1n u n f n=与序列)5()()(2--=n u n u n f 的卷积和；n=0:1:10;x=2.^nstem(n,x)n=0:1:4x1=ones(1,5)stem(n1,x1)y=conv(x,x1)n2=0:1:14stem(n2,y)2. 已知离散系统的差分方程为()5(1)6(2)()y n y n y n f n --+-=，求系统的频率响应，若()2()n f n u n =，求系统的零状态响应。
b=[1];a=[1,-5,6];w=linspace(0,50,200);freqs(b,a,w)n=[0:10];f=2.^n;a=[1,-5,6];b=[1];y=[0];xic=filtic(b,a,y);y1=filter(b,a,f,xic)1求()cos()()f n an u n =的Z 变换和2()()az F z z a =-的Z 反变换。
2已知某离散系统的系统函数为23221()0.50.0050.3z z H z z z z ++=--+，试用MATLAB 求出该系统的零极点，并画出零极点图，求系统的单位冲激响应和幅频响应，并判断系统是否稳定。
3 一系统的微分方程为()5()10()()y t y t y t f t '''++=，试利用MA TLAB 求其系统的状态方程。
4 已知某连续时间系统的状态方程和输出方程为.111.222()()()230101()10()()x t x t f t x t f t x t ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥=⋅+⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 111222()()()1110()01()10()y t x t f t y t x t f t ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⋅+⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 试用M ATLAB 计算其系统函数矩阵()H s 。
实验四答案：求()cos()()f n an u n =的Z 变换和2()()az F z z a =-的Z 反变换。
1. syms a nf=cos(a*n);F=ztrans(f);pretty(F)syms k zFz=a*z/(z-a)^2;fk=iztrans(Fz,k);pretty(fk);2. 已知某离散系统的系统函数为23221()0.50.0050.3z z H z z z z ++=--+，试用MATLAB 求出该系统的零极点，并画出零极点图，求系统的单位冲激响应和幅频响应，并判断系统是否稳定。
b=[0,1,2,1]a=[1,-0.5,-0.005,0.3][R,P,K]=tf2zp(b,a)figure(1)zplane(b,a)legend('零点','极点');grid on ;num=[0 1 2 1]den=[1 -0.5 -0.005 0.3]h=impz(num,den)figure(2)stem(h)[H,w]=freqz(num,den)figure(3)plot(abs(H))3. 一系统的微分方程为()5()10()()y t y t y t f t '''++=，试利用MATLAB 求其系统的状态方程。
a=[1]; a = 1b=[1 5 10 ]; b = 1 5 10[A B C D]=tf2ss(a,b); A = -5 -10 B = 1 1 0 0C = 0 1D = 04. 已知某连续时间系统的状态方程和输出方程为.111.222()()()230101()10()()x t x t f t x t f t x t ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥=⋅+⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦ 111222()()()1110()01()10()y t x t f t y t x t f t ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⋅+⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦试用MATLAB 计算其系统函数矩阵()H s 。