《信号与线性系统》试题与答案5
信号与线性系统一二章自测题及参考答案
第一、二章自测题1、判断题（1）若x (t )是一连续时间周期信号，则y (t )=x (2t )也是周期信号。
（2）两个周期信号之和一定是周期信号。
（3）所有非周期信号都是能量信号。
（4）两个连续线性时不变系统相互串联的结果仍然是线性时不变系统。
（5）若)()()(t h t x t y *=，则)1()2()1(+*-=-t h t x t y 。
（6）一个系统的自由响应就等于它的零输入响应。
（7）一个系统的零状态响应就等于它的自由响应。
（8）零状态响应是指系统没有激励时的响应。
（9）系统的单位冲激响应是指系统在冲激信号作用下的全响应。
（10）两个功率信号之和必为功率信号。
2、判断下列信号是能量信号还是功率信号？ （1）3cos(15)0()0t t f t t π≥⎧=⎨<⎩ （2）50()0te tf t t -⎧≥=⎨<⎩（3）()6sin 23cos3f t t t =+ （4）|2|()20sin 2t f t e t -=3、填空题（1）已知)()4()(2t t t f ε+=，则)(''t f =__________________。
（2）=+-⋅+⎰∞∞-dt t t t )1()2(2δ__________________________。
（3）=-⎰∞∞-dt t ）（92δ_________________________ 。
（4）=-⎰∞∞-dt t t e t j ）（0δω_________________________ 。
（5）信号cos(15)cos(30)t t -的周期为 。
4、试画出下列各函数的波形图 （1）0 ),()(001>-=t t t t f ε （2）)]4()([3cos )(2--=t t t t f εεπ （3）][sin )(3t t f πε=5、已知f (t )的波形如图1.1所示，求f (2-t )与f (6-2t )的表达式，并画出波形图。
管致中《信号与线性系统》(第5版)(章节题库 连续信号的正交分解)
F(
j)
e2
2e2 2 j
。
2．频谱函数 F（jω）＝g4（ω）cosπω 的傅里叶逆变换 f（t）等于______。
【答案】
f
(t)
1
[Sa2(t
)
Sa2(t
)]
【解析】因为
F(
j)
g4 () cos
1 2
g4 ()(e j
e j
)
，而
F
1[ g 4
()]
2
Sa(2t)
，根据傅里叶变换的时移特性，可得
x(t t0 ) X (w)e jwt0 ，可得 e j4w (t 4) ， e j4w (t 4) ，再分别乘
以系数即得 f（t）＝
。重点在于傅里叶变换的性质。
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3．信号
的傅里叶变换为（ ）。
)， 2
A2
E
A
2E
，
已知
，根据卷积定理
F2(
)
F1(
)gF1(
)
E 2
Sa2( 4
)
二、填空题
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1．信号
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的傅里叶变换 F（jω）等于______。
【答案】
【解析】
f
(t)
e2 (t)
2e2e2t (t) ，根据傅里叶变换，可得
10．图 3-2（a）所示信号 f（t）的傅里叶变换 3-2（b）所示信号 y（t）的傅里叶变换 Y（jω）为（ ）。
为已知，则图
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专升本《信号与线性系统》-试卷-答案
专升本《信号与线性系统》一、（共60题,共156分）1. 能量有限信号是指总能量为有限值而平均功率为____的信号。
（2分）.标准答案：1. 零;2. 系统响应中随时间增长而趋于稳定的部分称为________________分量。
（2分）.标准答案：1. 稳态响应;3. 单位函数响应h(k)是指离散时间系统对____________________________________________的零状态响应。
（2分）.标准答案：1. 单位函数（或δ(k)）;4. 若周期函数f (t)满足，则称其为________函数。
（2分）.标准答案：1. 奇谐;5. h(t)是连续因果LTI系统的冲激响应，则系统稳定的充要条件是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ____________________。
（2分）.标准答案：1. ;6. ____。
（2分）.标准答案：1. 0;7. 时间函数中变化较____的信号必定具有较宽的频带。
（2分）.标准答案：1. 快;8. 信号的最小抽样频率为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ____________________ Hz。
信号与线性系统_习题答案(有错版)
2.1 (1) 已知连续时间信号 x(t ) 如图 P2.1(a)所示。试画出下列各信号的波形图，并加以标 注。 (a) x(t − 2) (b) x(1 − t ) (c) x(2t + 2) (2) 根据图 P2.1(b)所示的信号 h(t ) ，试画出下列各信号的波形图，并加以标注。 (a) h(t + 3) (b) h( − 2) (c) h(1 − 2t ) (3) 根据图 P2.1(a)和(b)所示的 x(t ) 和 h(t ) ，画出下列各信号的波形图，并加以标注。 (a) x(t )h(−t ) (b) x(1 − t )h(t − 1) (c) x(2 − ) h(t + 4)
其基波周期 T0 是 T1 , T2 的最小公倍数。 (b) x(n) 和 y ( n) 是周期的， x(n + = N1 ) x(n), y (n + N = y ( n) 2) 令 f= (n) x(n) + y (n) ，欲使 f (n) 是周期的，必须有
= N 0 kN = mN 2 1
πn
4
，对所有 n ，
7
1 n , n奇 显然 x(n) 是非周期的，但 y1 (n) 是周期的。 h(n) = 3 0, n偶
(c) 正确。若 x(n) 的周期为 N ，则 y2 (n) 的周期为 2 N 。 (d) 正确。若 y2 (n) 的周期为 N ，则 N 只能是偶数。 x(n) 的周期为 N / 2 。 2.7 判断下列各信号是否是周期信号，如果是周期信号，求出它的基波周期。 (a) = x(t ) 2 cos(3t + π / 4) (c) x(t ) = e (e) = x ( n)
1
信号与线性系统分析试卷
第一部分选择题（共32分）一、单项选择题（本大题共16小题，每小题2分,共32分。
在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内）1．积分等于（B）答案A． B．C． D．2．已知系统微分方程为: 若解得全响应为：t≥0.全响应中为( D ) 答案A．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．系统结构框图如图示，该系统的单位冲激响应h（t)满足的方程式为( C）答案4．信号f1（t),f2（t)波形如图所示，设f（t)=f1（t)*f2（t），则f(0)为（B）答案A．1 B．2 C．3 D．4 5．已知信号f(t)的傅里叶变换F（jω)=δ（ω-ω0),则f(t）为( A）答案6．已知信号f（t）如图所示，则其傅里叶变换为（C）答案7．f（t）=ε(t）-ε(t—1)的拉氏变换为（A）答案8. 的拉氏反变换为（D）答案9．图（a）中ab段电路是某复杂电路的一部分，其中电感L和电容C都含有初始状态，请在图(b）中选出该电路的复频域模型。
（B ) 答案10．离散信号f(n)是指（B）答案A．n的取值是连续的，而f（n)的取值是任意的信号B．n的取值是离散的，而f(n)的取值是任意的信号C．n的取值是连续的，而f(n)的取值是连续的信号D．n的取值是连续的,而f（n）的取值是离散的信号11．若序列f（n）的图形如图(a)所示,那么f（—n+1）的图形为图(b)中的( D）答案12．差分方程的齐次解为，特解为，那么系统的稳态响应为( B ) 答案13．已知离散系统的单位序列响应和系统输入如图所示，f（n)作用于系统引起的零状态响应为,那么序列不为零的点数为（C）答案A．3个 B．4个C．5个 D．6个第二部分非选题（共68分）二、填空题(本大题共9小题，每小题2分，共18分）14．=（)。
答案15．GLC并联电路发生谐振时，电容上电流的幅值是电流源幅值的（Q）倍。
管致中《信号与线性系统》(第5版)(章节题库 连续时间系统的频域分析)
）。（填“因果”或“非因果”）
【答案】时变、因果
【解析】根据时不变的定义，当输入为 x（t－t0）时，输出也应该为 y（t－t0）＝
(
t
t0
5
) cos(
x(
t
1
பைடு நூலகம்t0
)
)
但当输入
x（t－t0）时实际的输出为 (
t
5
) cos(
x(
t
1
t0
)
)
，
与要求的输出不相等，所以系统是时变的，因果性的定义是指系统在 t0 时刻的响应只与
【解析】无失真传输的定义：无失真是指响应信号与激励信号相比，只是大小与出现
的时间不同，而无波形上的变化。
3．若某系统对激励 e（t）＝E1sin（ω1t）＋E2sin（2ω1t）的响应为 r（t）
＝KE1sin（ω1t－φ1）＋KE2sin（2ω1t－2φ1），响应信号是否发生了失真?（
）（失真
或不失真）
A．W B．2W C．ω0
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D．ω0－W
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【答案】B
【解析】f（t）乘上 cos（ωt0＋θ）实际上就是对信号进行调制，将原信号的频谱搬
移到－ 0 和 0 的位置，由于 ω0＞＞W，所以频谱无重叠，则频谱宽度为原来的 2 倍
答：因为
Sa
0t
0
G20
，所以
故 故得
4．图 4-3（a）所示系统，已知输入信号 f（t）的 F（jω）＝G4（ω），子系统函数 。求系统的零状态响应 y（t）。
图 4-3 答：F（jω）的图形如图 4-3（b）所示。
管致中《信号与线性系统》(第5版)(章节题库 绪 论)
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三、分析计算题
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1．已知两信号分别为 f1（t）＝2cos（πt）＋4sin（3t），f2（t）
2．系统 y（t）＝2（t＋1）x（t）＋cos（t＋1）是_____。（说明因果／非因果性、时 变／非时变性、线性／非线性）。
【答案】因果、时变、非线性。 【解析】y（t）＝2（t＋1）x（t）＋cos（t＋1），输出仅与现在的输入有关，系统是 因果的；响应随激励加入的时间不同而发生变换，系统是时变的；不满足齐次性和叠加性， 系统是非线性的。
图 1-4 答：（1）移位：f（－2t＋1）＝ f[－2（t－1/2）]，f（－2t＋1）波形向左平移 1/2 可得 f（－2t）； （2）扩展：将 f（－2t）做尺度变换，横坐标放大 2 倍，求得 f（－t）； （3）反转：将 f（－t）反转，求得 f（t）波形，如图 1-5 所示。
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图 1-2 答：翻转:先将 f（t）的图形翻转，成为 f（－t）； 移位：再将图形向右平移 2，成为 f（－t＋2）；
扩展：然后波形扩展为原来的 3 倍，成为
，如图 1-3 所示。
图 1-3 4．已知 f（－2t＋1）波形如图 1-4 所示，试画出 f（t）的波形。
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第 1 章 绪 论
一、填空题 1．系统的输入为 x（r），输出为 y（r）＝tx（t），判断系统是否是线性的（ ）。 【答案】线性的
《信号与线性系统》试题与答案
综合测试(三)一、选择题（本题共6小题，每小题3分，共18分）1、若想使连续时间信号在通过线性非时变系统传输时，波形不会产生失真，而仅仅是延时一段时间输出，则要求系统的单位冲激响应必须满足（）A. B.C. D.2、序列和等于（）A. 1B.C. D.3、连续时间信号的单边拉普拉斯变换为（）A. B.C. D.4、下列各式中正确的是（）A． B.C.D．5、单边Z变换对应的原时间序列为（）A．B．C．D．6．请指出是下面哪一种运算的结果？（）A．左移6 B. 右移6C．左移2 D. 右移2三、描述某系统的微分方程为y”(t) + 4y’(t) + 3y(t) = f(t)求当f(t) = 2e-2t，t≥0；y(0)=2，y’(0)= -1时的解；（15分）解: (1) 特征方程为λ2 + 4λ+ 3 = 0 其特征根λ1= –1，λ2= –2。
齐次解为y h(t) = C1e -t + C2e -3t当f(t) = 2e–2 t时，其特解可设为y p(t) = Pe -2t将其代入微分方程得P*4*e -2t + 4(–2 Pe-2t) + 3Pe-t = 2e-2t解得P=2于是特解为y p(t) =2e-t全解为：y(t) = y h(t) + y p(t) = C1e-t + C2e-3t + 2e-2t其中待定常数C1,C2由初始条件确定。
y(0) = C1+C2+ 2 = 2，y’(0) = –2C1–3C2–1= –1解得C1 = 1.5 ，C2 = –1.5最后得全解y(t) = 1.5e–t –1.5e –3t +2 e –2 t, t≥0三、描述某系统的微分方程为 y ”(t) + 5y ’(t) + 6y(t) = f(t) 求当f(t) = 2e -t ，t ≥0；y(0)=2，y ’(0)= -1时的解；（ 15分）解: (1) 特征方程为λ2 + 5λ+ 6 = 0 其特征根λ1= –2，λ2= –3。
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综合测试(三)一、选择题（本题共6小题，每小题3分，共18分）1、若想使连续时间信号在通过线性非时变系统传输时，波形不会产生失真，而仅仅是延时一段时间输出，则要求系统的单位冲激响应必须满足（）A. B.C. D.2、序列和等于（）A. 1B.C. D.3、连续时间信号的单边拉普拉斯变换为（）A. B.C. D.4、下列各式中正确的是（）A． B.C.D．5、单边Z变换对应的原时间序列为（）A．B．C．D．6．请指出是下面哪一种运算的结果？（）A ． 左移6 B. 右移6 C ． 左移2 D. 右移2三、描述某系统的微分方程为 y ”(t) + 4y ’(t) + 3y(t) = f(t) 求当f(t) = 2e -2t ，t ≥0；y(0)=2，y ’(0)= -1时的解；（ 15分）解: (1) 特征方程为λ2 + 4λ+ 3 = 0 其特征根λ1= –1，λ2= –2。
齐次解为y h (t) = C 1e -t + C 2e-3t当f(t) = 2e –2 t时，其特解可设为y p (t) = Pe -2t将其代入微分方程得P*4*e -2t + 4(–2 Pe -2t ) + 3Pe -t = 2e -2t解得 P=2于是特解为 y p (t) =2e -t全解为： y(t) = y h (t) + y p (t) = C 1e -t + C 2e -3t + 2e -2t其中 待定常数C 1,C 2由初始条件确定。
y(0) = C 1+C 2+ 2 = 2，y ’(0) = –2C 1 –3C 2 –1= –1解得 C 1 = 1.5 ，C 2 = –1.5最后得全解 y(t) = 1.5e – t – 1.5e – 3t +2 e –2 t, t ≥0三、描述某系统的微分方程为 y ”(t) + 5y ’(t) + 6y(t) = f(t) 求当f(t) = 2e -t ，t ≥0；y(0)=2，y ’(0)= -1时的解；（ 15分）解: (1) 特征方程为λ2 + 5λ+ 6 = 0 其特征根λ1= –2，λ2= –3。
齐次解为y h (t) = C 1e -2t + C 2e-3t当f(t) = 2e – t时，其特解可设为y p (t) = Pe -t将其代入微分方程得 Pe -t + 5(– Pe -t ) + 6Pe -t = 2e -t解得 P=1于是特解为 y p (t) = e -t全解为： y(t) = y h (t) + y p (t) = C 1e -2t + C 2e -3t + e -t其中 待定常数C 1,C 2由初始条件确定。
y(0) = C 1+C 2+ 1 = 2，y ’(0) = –2C 1 –3C 2 –1= –1解得 C 1 = 3 ，C 2 = – 2最后得全解 y(t) = 3e – 2t – 2e – 3t + e – t, t ≥0 四、如图信号f(t)的拉氏变换F(s) = ，试观)e e 1(e 2ss s s s-----)e e 1(e2s s ss s -----察y(t)与f(t)的关系，并求y(t) 的拉氏变换Y(s) （10分）解y(t)= 4f(0.5t) Y(s) = 4×2 F(2s)（12分）312()13k k k F s m n s s s =++<++解：部分分解法 （）100()10(2)(5)100(1)(3)3s s k sF s s s s s ===++==++其中211(1)()10(2)(5)20(3)s s k s F s s s s s =-=-=+++==-+解：333(3)()10(2)(5)10(1)3s s k s F s s s s s =-=-=+++==-+1002010()313(3)F s s s s ∴=--++解：)(e 310e 203100)(3t t f t t ε⎪⎭⎫⎝⎛--=∴--())e 2e 1(2e 82222ss s s s -----=)e 2e 1(e 22222s s ss s -----=A 卷 【第2页 共3页】 32597(),(1)(2)s s s F s s s +++=++已知求其逆变换六、有一幅度为1，脉冲宽度为2ms 的周期矩形脉冲，其周期为8ms ，如图所示,求频谱并画出频谱图频谱图。
（10分）解：付里叶变换为Fn 为实数，可直接画成一个频谱图。
ΩΩ=Ω-=-Ω-n n Tjn T tjn )2sin(2e 122τττF nωτπ2τπ2-τπ441f(t)tT-T…12τ-2τ12()212k k F s s s s =+++++解：分式分解法 11223(1)2(1)(2)311s s s k s s s s k s =-=-+=+⋅=+++==-+其中 21()212F s s s s ∴=++-++)()e e 2()(2)(')(2t t t t f t t εδδ---++=∴六、有一幅度为1，脉冲宽度为2ms 的方波，其周期为4ms ，如图所示,求频谱并画出频谱图。
（10分）解：Ω=2π*1000/4=500π付里叶变换为Fn 为实数，可直接画成一个频谱图。
或幅频图如上，相频图如下：t n n n ππ500)12sin()12(41--=∑∞=如图反馈因果系统，问当K 满足什么条件时，系统是稳定的？其中子系统的系统函数G(s)=1/[(s+1)(s+2)]解：设加法器的输出信号X(s) X(s)=KY(s)+F(s)Y(s)= G(s)X(s)=K G(s)Y(s)+ G(s)F(s)H(s)=Y(s)/F(s)=G(s)/[1-KG(s)]=1/(s2+3s+2-k) H(s)的极点为为使极点在左半平面，必须(3/2)2-2+k<(3/2)2, k<2，即当k<2，系统稳定。
如图反馈因果系统，问当K 满足什么条件时，系统是稳定的？解：如图所示，∑G(s)K F(s)Y(s)k p +-⎪⎭⎫⎝⎛±-=2232322,1在加法器处可写出系统方程为：y ”(t) + 4y ’(t) + （3-K ）y(t) = f(t)H （S ）=1/（S 2+4S+3-K ） 其极点为使极点在左半平面，必须4+4k<22, 即k<0，当k<0时，系统稳定。
如图反馈因果系统，问当K 满足什么条件时，系统是稳定的？解：如图所示，在前加法器处可写出方程为：X ”(t) + 4X ’(t) + 3X(t) -Ky(t) = f(t) 在后加法器处可写出方程为： 4X ’(t) + X(t) =y(t) 系统方程为：y ”(t) + 4y ’(t) + （3-K ）y(t) =4f ’(t)+ f(t)H （S ）=（4S+1）/（S 2+4S+3-K ） 其极点为使极点在左半平面，必须4+4k<22, 即k<0，当k<0时，系统稳定。
)3(44222,1k p --±-=k p 4422,1+±-=)3(44222,1k p --±-=k p 4422,1+±-=二、填空题（本题共6小题，每小题3分，共18分）1、计算积分2、若两个连续时间信号和的卷积积分为：则信号3、计算卷积和4、若函数的单边拉氏变换为，则函数的初值为5、若的单边拉氏变换为，则函数的单边拉氏变换为6、若信号的傅里叶变换式为，则其对应的时间信号三、按要求完成下列各题（本题共8小题，每小题5分，共40分）1、已知系统的系统函数为，如果系统的零状态响应为，请求出系统的激励信号2、已知信号的波形如下图所示，求其频谱函数3、如果一个离散系统的差分方程为：请求出该系统的单位函数响应。
4、求序列的Z变换，并求收敛区。
5、已知函数和的波形如下面图(a)和图（b）所示，求并画出的波形。
6、一个线性非时变离散时间系统的单位函数响应为如图(a)所示，当激励如图(b)所示时，求系统的零状态响应，并画出图形。
7、已知某连续时间系统函数为：，请画出该系统的零极图，并判断系统是否稳定，说明原因。
8、已知线性非时变系统的微分方程为：，若已知系统的初始状态为：，，请求出该系统的零输入响应。
四、计算题（本大题共6小题，共74分）1、（本题共10分）已知连续时间信号的频谱函数为，⑴．请求出信号的频谱函数，并画出其相应频谱图；⑵．如果分别对信号和信号进行均匀抽样，为了保证能够从所得的离散时间信号中恢复原连续信号，则需要的最大抽样间隔分别为多少秒？2、（本题16分）已知电路如图所示，激励信号为，,。
求系统的零输入响应和零状态响应，并判断自然响应和受迫响应。
3、（本题8分）某线性系统的模拟框图如下图所示，请列出系统的状态方程和输出方程4、（本题12分）一离散时间系统的差分方程为：，其中系统的激励为，响应为，已知系统初始值为，，若系统的激励信号为，请求出系统的全响应。
5、（本题12分）下面图示是由系统由几个子系统组合而成，已知各子系统的单位冲激响应分别为，，，输入信号为，试求：（1）总系统的单位冲激响应；（2）求出系统的零状态响应。
综合测试(三)答案一、解1.C2.D3.C4.D5.C6.D二、解1、2、3、4、函数的初值为 15、6、三、解1、解2、解3、解4、解5、解6、7、解极点：均在S平面的左半平面，所以系统稳定。
8、解四、解1、解(1) 信号的频谱函数为(2) 对信号进行均匀抽样，要求抽样频率，最大抽样间隔对信号进行均匀抽样，要求抽样频率最大抽样间隔2、解3、解4、解5、解。