2020年西南大学[1077]《数字信号处理》大作业答案
2020年秋西南大学1077《数字信号处理》在线作业(答案)
西南大学培训与继续教育学院课程代码：1077学年学季：20202窗体顶端判断题1、应用DFT分析无限长信号的频谱时，必然会产生误差。
A.√B.×2、离散周期信号的DFS中，频域的周期N对应数字频率为2π。
A.√B.×3、实数序列的DFT为共轭对称的序列。
A.√B.×4、一个域的周期性，对应另一域的离散性。
A.√B.×5、信号的最高频率为3π/5，则最大程度减小数据量的I/D值为3/5。
A.√B.×6、单位圆上的零点，对应幅频特性的零值。
A.√B.×7、LP表示的滤波器类型是低通滤波器。
A.√B.×8、通带最平坦的滤波器是巴特沃思滤波器。
A.√B.×9、陷波器必然有零点位于单位圆上。
A.√B.×10、圆周卷积和线卷积相等的条件是圆周卷积的点数不小于线性卷积的长度。
A.√B.×11、按照最大误差最小准则设计的滤波器，具有等波纹的特点。
A.√B.×12、单位脉冲序列的DTFT结果为1。
A.√B.×13、x(n)与h(n)的卷积的Z变换为X(Z)H(Z)。
A.√B.×14、所谓全通系统，就是其频率响应的幅度在任意需要考虑的频率点处均为常数。
A.√B.×15、FIR滤波器由于无原点外的极点，故相比IIR阶次更高。
A.√B.×16、对连续信号作频谱分析，设信号的采样频率为10KHz，频域的分辨能力为不大于10Hz，则对应DFS点数为1000点。
A.√B.×17、靠近单位圆上的极点，对应幅频特性的极大值。
A.√B.×18、线性相位可分为第一类与第二类线性相位两种情况。
A.√B.×19、为满足线性相位要求，窗函数本身也应满足相应的对称性。
A.√B.×20、冲激响应不变法由于存在混叠，不能设计高通、带通滤波器。
A.√B.×21、FIR滤波器的结构往往是非递归型的。
数字信号处理习题及答案1
数字信号处理习题及答案1一、填空题（每空1分, 共10分）1．序列()sin(3/5)x n n π=的周期为 。
2．线性时不变系统的性质有 律、 律、 律。
3．对4()()x n R n =的Z 变换为 ，其收敛域为 。
4．抽样序列的Z 变换与离散傅里叶变换DFT 的关系为 。
5．序列x(n)=(1，-2，0，3；n=0，1，2，3), 圆周左移2位得到的序列为 。
6．设LTI 系统输入为x(n) ，系统单位序列响应为h(n)，则系统零状态输出y(n)= 。
7．因果序列x(n)，在Z →∞时，X(Z)= 。
二、单项选择题（每题2分, 共20分）1．δ(n)的Z 变换是 （ ）A.1 B.δ(ω) C.2πδ(ω) D.2π2．序列x 1（n ）的长度为4，序列x 2（n ）的长度为3，则它们线性卷积的长度是 （ ）A. 3 B. 4 C. 6 D. 73．LTI 系统，输入x （n ）时，输出y （n ）；输入为3x （n-2），输出为 （ ）A. y （n-2）B.3y （n-2）C.3y （n ）D.y （n ）4．下面描述中最适合离散傅立叶变换DFT 的是 （ ）A.时域为离散序列，频域为连续信号B.时域为离散周期序列，频域也为离散周期序列C.时域为离散无限长序列，频域为连续周期信号D.时域为离散有限长序列，频域也为离散有限长序列5．若一模拟信号为带限，且对其抽样满足奈奎斯特条件，理想条件下将抽样信号通过 即可完全不失真恢复原信号 （ ）A.理想低通滤波器 B.理想高通滤波器 C.理想带通滤波器 D.理想带阻滤波器6．下列哪一个系统是因果系统 （ ）A.y(n)=x (n+2) B. y(n)= cos(n+1)x (n) C. y(n)=x (2n)D.y(n)=x (- n)7．一个线性时不变离散系统稳定的充要条件是其系统函数的收敛域包括（）A. 实轴B.原点C.单位圆D.虚轴8．已知序列Z变换的收敛域为｜z｜>2，则该序列为（）A.有限长序列 B.无限长序列 C.反因果序列 D.因果序列9．若序列的长度为M，要能够由频域抽样信号X(k)恢复原序列，而不发生时域混叠现象，则频域抽样点数N需满足的条件是( )A.N≥MB.N≤MC.N≤2MD.N≥2M10．设因果稳定的LTI系统的单位抽样响应h(n)，在n<0时，h(n)= ( )A.0B.∞C. -∞D.1三、判断题（每题1分, 共10分）1．序列的傅立叶变换是频率ω的周期函数，周期是2π。
数字信号处理习题及答案
习题及答案 4一、填空题（每空1分, 共10分）1．序列()sin(3/5)x n n π=的周期为 。
2．线性时不变系统的性质有 律、 律、 律。
3．对4()()x n R n =的Z 变换为 ，其收敛域为 。
4．抽样序列的Z 变换与离散傅里叶变换DFT 的关系为 。
5．序列x(n)=(1，-2，0，3；n=0，1，2，3), 圆周左移2位得到的序列为 。
6．设LTI 系统输入为x(n) ，系统单位序列响应为h(n)，则系统零状态输出y(n)= 。
7．因果序列x(n)，在Z →∞时，X(Z)= 。
二、单项选择题（每题2分, 共20分）1．δ(n)的Z 变换是 （ ）A.1 B.δ(ω) C.2πδ(ω) D.2π2．序列x 1（n ）的长度为4，序列x 2（n ）的长度为3，则它们线性卷积的长度是 （ ）A. 3 B. 4 C. 6 D. 73．LTI 系统，输入x （n ）时，输出y （n ）；输入为3x （n-2），输出为 （ ） A. y （n-2） B.3y （n-2） C.3y （n ） D.y （n ）4．下面描述中最适合离散傅立叶变换DFT 的是 （ ） A.时域为离散序列，频域为连续信号B.时域为离散周期序列，频域也为离散周期序列C.时域为离散无限长序列，频域为连续周期信号D.时域为离散有限长序列，频域也为离散有限长序列5．若一模拟信号为带限，且对其抽样满足奈奎斯特条件，理想条件下将抽样信号通过 即可完全不失真恢复原信号 （ ）A.理想低通滤波器 B.理想高通滤波器 C.理想带通滤波器 D.理想带阻滤波器6．下列哪一个系统是因果系统 （ ）A.y(n)=x (n+2) B. y(n)= cos(n+1)x (n) C. y(n)=x (2n) D.y(n)=x (- n)7．一个线性时不变离散系统稳定的充要条件是其系统函数的收敛域包括 （ ） A. 实轴B.原点C.单位圆D.虚轴8．已知序列Z 变换的收敛域为｜z ｜>2，则该序列为 （ ）A.有限长序列 B.无限长序列 C.反因果序列 D.因果序列9．若序列的长度为M ，要能够由频域抽样信号X(k)恢复原序列，而不发生时域混叠现象，则频域抽样点数N 需满足的条件是 ( ) A.N≥M B.N≤M C.N≤2M D.N≥2M10．设因果稳定的LTI 系统的单位抽样响应h(n)，在n<0时，h(n)= ( ) A.0 B .∞ C. -∞ D.1 三、判断题（每题1分, 共10分）1．序列的傅立叶变换是频率ω的周期函数，周期是2π。
数字信号处理习题及答案
数字信号处理习题及答案数字信号处理作业(1)1、画出离散信号的波形（1）)2(3)3(2)(1++-=n n n x δδ（2）)2()(2+-=n u n x（3）)5()()(3--=n u n u n x（4）)()()(214n u n x n ?= （5）)()25.0sin(3)(5n u n n x ??=π2、设x (n )、y (n )分别为系统的输⼊、输出变量，根据定义确定系统是否为：（1）线性，（2）稳定，（2）因果① )()]([ )(2n ax n x T n y == ② b n x n x T n y +==)()]([ )( ③ )0( )()]([ )(00>-==n n n x n x T n y④ ∑+-=>=0)0( )( )(0n n n n m n m x n y3、已知:描述系统的差分⽅程为)()1(5- )(n x n y n y =-且初始条件为： 0)1(=-y 求：系统的单位冲激响应h (n )4、已知：线性时不变系统的单位脉冲响应为10 , )( )(<求：该系统的单位阶跃响应。
数字信号处理作业(1)解答1、画出离散信号的波形（1）)2(3)3(2)(1++-=n n n x δδ（2）)2()(2+-=n u n x（3）)5()()(3--=n u n u n x（4）)()()(214n u n x n ?= （5）)()25.0sin(3)(5n u n n x ??=π2、设x (n )、y (n )分别为系统的输⼊、输出变量，根据定义确定系统是否为：（1）线性，（2）稳定，（3）因果因果：输出只取决于当前和之前的输⼊。
线性移不变系统的因果的充要条件：h (n )＝0 ， n < 0稳定系统：有界输⼊产⽣有界输出。
线性移不变系统稳定的充要条件：∞<=∑∞-∞=n n n x n x T n y （线性，稳定，因果）④ )0( )( )(0>=∑+-=n m x n y n n n n m （线性，稳定，⾮因果）注意：⾮线性系统的稳定、因果只能按定义判断，不能按线性、移不变系统的h (n )特点判断。
西南大学18年12月[1077]《数字信号处理》参考资料
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2、设计IIR数字滤波器，以巴特沃思滤波器为原型器。已知对数字幅度会产生畸变，要求模拟滤波器的幅度为分段常数的形式。
二、计算题。（20分）
1、给定某系统函数为 ，试用冲激响应不变法化为数字滤波器，给出相应的过程和数字滤波器的系统函数。
三、编程题。（每小题30分，共60分）
1、利用Matlab分析模拟信号 的频谱，
1）给出相关的程序，对每条语句加以必要的说明；
2）说明需要加海明窗的理由。
t= -1:0.01:1;%以0.01秒周期进行抽样，并加矩形窗截断，满足抽样定理
x=sinc(20*t);%得到点数为201的有限长序列
h=fft(x,1024);%做1024点的快速傅里叶变换，满足频域抽样定理
ff=1000*(0:511)/1024;%将数字频率转换为模拟频率，单位为Hz
西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷
类别：网教(网教/成教)专业：电气工程及其自动化2018年12月
课程名称【编号】：数字信号处理【1077】A卷
大作业满分：100分
一、简答题。（20分）
1、利用双线性映射法设计数字滤波器，有什么优缺点？
答：（1）映射为单值映射，无混叠，适用面更广。
（2）频率会产生畸变，应预畸。
数字信号处理习题集大题及答案
1设序列x(n)={4，3，2，1} ， 另一序列h(n) ={1，1，1，1}，n=0,1,2,3 （1）试求线性卷积 y(n)=x(n)*h(n) （2）试求6点圆周卷积。
（3）试求8点圆周卷积。
解：1．y(n)=x(n)*h(n)={4,7,9,10,6,3,1}2．6点圆周卷积={5,7,9,10,6,3}3．8点圆周卷积={4,7,9,10,6,3,1,0} 2二．数字序列 x(n)如图所示. 画出下列每个序列时域序列： (1) x(n-2); (2)x(3-n); (3)x[((n-1))6],(0≤n ≤5);(4)x[((-n-1))6],(0≤n ≤5);n12340.5x(3-n)x[((n-1))]n43210.5n12340.5x[((-n-1))6]3．已知一稳定的LTI 系统的H(z)为)21)(5.01()1(2)(111------=z z z z H试确定该系统H(z)的收敛域和脉冲响应h[n]。
解0.52ReIm系统有两个极点，其收敛域可能有三种形式，|z|<0.5, 0.5<|z|<2, |z|>2 因为稳定，收敛域应包含单位圆，则系统收敛域为：0.5<|z|<211111213/25.013/4)21)(5.01()1(2)(--------=---=z z z z z z H)1(232)()5.0(34)(--+=n u n u n h n n4．设x(n)是一个10点的有限序列x （n ）={ 2,3,1,4,-3,-1,1,1,0,6}，不计算DFT ，试确定下列表达式的值。
(1) X(0), (2) X(5), (3) ∑=90)(k k X,（4）∑=-95/2)(k k j k X eπ解：（1） （2）（3）（4）5． x(n)和h(n)是如下给定的有限序列 x(n)={5, 2, 4, -1, 2}， h(n)={-3, 2, -1 } (1) 计算x(n)和h(n)的线性卷积y(n)= x(n)* h(n)； (2) 计算x(n)和h(n)的6 点循环卷积y 1(n)= x(n)⑥h (n)； (3) 计算x(n)和h(n)的8 点循环卷积y 2(n)= x(n)⑧h (n)； 比较以上结果，有何结论？ 解：（1）5 2 4 -1 2-3 2 15 2 4 -1 210 4 8 -2 4-15 -6 -12 3 -6-15 4 -3 13 -4 3 214][]0[190===∑=n N n x X W 12][][]5[119180510-=-===⎩⎨⎧-=∑∑====奇偶奇数偶数n n n n n n x n x X n n W20]0[*10][][101]0[99===∑∑==x k X k X x k k 0]8[*10][][101]))210[((][]))[((2)10/2(92)10/2(910)/2(===-⇔--=-=-∑∑x k X ek X ex k X e m n x k j k k j k m N k j N πππy(n)= x(n)* h(n)={-15,4,-3,13,-4,3,2} (2)5 2 4 -1 2-3 2 15 2 4 -1 210 4 8 -2 4-15 -6 -12 3 -6-15 4 -3 13 -4 3 22-13 4 -3 13 -4 3 2y 1(n)= x(n)⑥h (n)= {-13,4,-3,13,-4,3}(3)因为8>(5+3-1),所以y 3(n)= x(n)⑧h (n)＝{-15,4,-3,13,-4,3,2，0} y 3(n)与y(n)非零部分相同。
西南大学2020年秋季数字信号处理【1077】机考大作业参考答案
稳定性与因果性：IIR滤波器存在稳定与因果性的问题，FIR滤波器二者总可以满足。
结构：IIR滤波器有递归，FIR滤波器没有。
设计：IIR滤波器阶次低，有模拟原型，FIR滤波器阶次高，无模拟原型，设计更灵活。
二、编程题。（二选一，每小题40分，共40分）
西南大学培训与继续教育学院课程考试试题卷
学期：2020年秋季
课程名称【编号】：数字信号处理【1077】A卷
考试类别:大作业满分：100 分
一、简答题。（三选二，每题30分，共60分）
1、简述稳定性的含义及系统稳定的充要条件与判定方法。
答：（1）稳定性的含义
当扰动作用消失后，控制系统能自动地由初始偏差状态恢复到原来的平衡状态，则此系统稳定的，否则此统是不稳定的。
1、利用Matlab分析模拟信号 的频谱，给出语句如下：
t=0:0.1:1;
x=sinc(20*pi*t);
X=fft(x);
Plot(t,X)
试回答下列问题：
1）改正程序中的错误并说明理由；
2）说明需要加海明窗的理由。
解：sx1.png
程序如下：
N=33;wc=.3；
wn=hamming(N);
n=0:N-1;a=（N-1）/2
hd=sin(wc*pi*(n-a));
hd（a+1）=wc;Байду номын сангаас
hn=hd.*wn’;
[h,w]=freqz(hn,1);
Plot(w/pi,20*log10(abs(h)));
Grid;
xlabel(‘归一化频率’)
ylabel(‘幅度/dB’)
数字信号处理期末考试试题以及参考答案
数字信号处理期末考试试题以及参考答案1. 说明数字信号处理的基本概念和应用领域。
数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是利用计算机和数字技术对信号进行处理的一种方法。
与传统的模拟信号处理相比，数字信号处理具有精度高、灵活度大以及易于集成等优势。
它广泛应用于通信、音频处理、图像处理、雷达信号处理等领域。
2. 解释采样定理的原理，并举例说明其应用。
采样定理是数字信号处理的基础理论，它规定了采样频率必须满足一定条件，以保证从连续信号中恢复出完整的原始信息。
根据采样定理，采样频率必须大于信号最高频率的两倍，即Nyquist采样频率。
例如，对于音频信号处理，人耳可以接受的最高频率为20kHz，因此需要以至少40kHz的采样频率进行采样，才能保证恢复出高质量的音频信号。
3. 描述离散时间信号和离散序列的特点，并给出示例。
离散时间信号是在离散时间点上获取的信号，相邻时间点之间存在离散性。
离散时间信号可以用离散序列来表示，离散序列是按照离散时间点取样的数字信号。
例如，某地区每天的气温是一个离散时间信号，每天不同的时间点测量一次气温，将其离散化后可以得到一个离散序列，表示该地区每天的气温变化。
4. 详述时域和频域分析在数字信号处理中的作用。
时域分析是对信号在时间上进行分析，通过观察信号的波形和幅度变化，可以了解信号的时序特性、周期性以及脉冲等特征。
频域分析是将信号变换到频率域进行分析，通过观察信号的频谱和频率特征，可以了解信号的频率分布、频率成分以及谐波情况等。
在数字信号处理中，时域分析和频域分析是互补的工具。
通过时域分析可以了解信号的时间特性，而频域分析则更适合对信号的频率特性进行研究，两者结合可以全面分析信号的性质和特点。
5. 介绍常见的数字滤波器类型，并分别阐述其特点和应用场景。
常见的数字滤波器类型有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
- 低通滤波器：可以通过滤除高频噪声、保留低频信号来平滑信号。
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西南大学培训与继续教育学院课程考试试题卷学期：2020年秋季
课程名称【编号】：数字信号处理【1077】 A卷考试类别:大作业满分：100 分
一、简答题。
（三选二，每题30分，共60分）
1、简述稳定性的含义及系统稳定的充要条件与判定方法。
2、常用的理想滤波器有哪些？实际数字滤波器有哪些主要性能指标？
答：常用的理想滤波器：
低通（LP）、高通（HP）、带通（BP）、带阻（BS）、全通（AP）。
性能指标：
通带截止频率、阻带起始频率，反映滤波器的滤波范围。
通带允许的最大误差、阻带允许的最小衰减，反映信号通过系统后幅值上的失真程度及干扰信线性相位另做要求。
定义公式如下：
3、IIR滤波器与FIR滤波器有何区别？
IR指冲激响应无限长的滤波器，FIR指冲激响应有限长的滤波器。
零极点：IIR有原点以外的极点，FIR除原点外没有极点；
稳定性与因果性：IIR存在稳定与因果性的问题，FIR二者总可以满足；结构：IIR 有递归，FIR没有；
设计：IIR阶次低，有模拟原型，FIR阶次高，无模拟原型，设计更灵活。
二、编程题。
（二选一，每小题40分，共40分）
1、利用Matlab分析模拟信号
sin20
()
20
t
x t
t
π
π
=的频谱，给出语句如下： t=0:0.1:1;
x=sinc(20*pi*t);
X=fft(x);
Plot(t,X)
试回答下列问题：
1）改正程序中的错误并说明理由；
2）说明需要加海明窗的理由。
解：sx1.png。