管致中《信号与线性系统》(第5版)配套模拟试题及详解(一)

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管致中《信号与线性系统》(第5版)【教材精讲+考研真题解析】-第1~4章【圣才出品】

管致中《信号与线性系统》(第5版)【教材精讲+考研真题解析】-第1~4章【圣才出品】
三、信号的简单处理 对信号的处理,从数学意义来说,就是将信号经过一定的数学运算转变为另一信号。 1.信号的相加与相乘 两个信号的相加(乘)即为两个信号的时间函数相加(乘),反映在波形上则是将相同 时刻对应的函数值相加(乘)。 (1)两个信号相加的一个例子,如图 1-2 所示。
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(3)连续时间系统与离散时间系统
①连续时间系统传输和处理连续信号,它的激励和响应在连续时间的一切值上都有确定
的意义。
②离散时间系统的激励和响应信号是不连续的离散序列。
(4)因果系统和非因果系统
对于一个系统,激励是原因,响应是结果,响应出现于施加激励之后的系统即为因果系
统;反之为非因果系统。
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图 1-2 两个信号相加的例子 (2)两个信号相乘的一个例子,如图 1-3 所示。
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图 1-3 两个信号相乘的例子 2.信号的延时 一个信号延时的例子,如图 1-4 所示。
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四、系统的概念 1.概念 一般而言,系统是一个由若干互有关联的单元组成的、具有某种功能、用来达到某些特 定目标的有机整体。一个简单的系统框图,如图 1-6 所示。
图 1-6 单输入单输出系统的方框图 系统的功能和特性就是通过由怎样的激励产生怎样的响应来体现的。 系统功能的描述是通过激励与响应之间关系的建立完成的。 2.分类 (1)线性系统和非线性系统 ①概念 线性系统是同时具有齐次性和叠加性的系统,否则为非线性系统。
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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)

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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信号与线性系统(管致中)

信号与线性系统(管致中)

若f1(t) r1(t),f2 (t) r2 (t) 则a1 f1(t) a2 f2 (t) a1r1(t) a2r1(t)
e(t) ai fi (t) rzs (t) airi (t)
i
i
选取什么样的子信号集?如何将任意信号分解成子信号集的和?
如何求系统对子信号集的响应? 是否能利用子信号间的联系找到一个通用 的表达式?
dx(t) dy(t) dt dt
x(t) y(t) C
px py
C x() y()
推论:当f(t)=g(t),则pf(t)=pg(t); 当1/pf(t)=1/pg(t),则f(t)=g(t)
x y
例题
如图(见黑板)所示的双耦合电路,激励函数为电压e(t), 响应函数为电流i2(t),求激励函数与响应函数之间的关系。
其中待定常数C1+B0,C2由初始条件确定:
i(0) C1 B0 C2 1 1, i'(0) 2(C1 B0 ) 3C2 1 0 C1 B0 2, C2 1
系统的全解: i(t) e3t 2e2t te2t
自然响应 受迫响应
t0
如何求得最后的响应:叠加积分的方法
(杜阿美积分,卷积积分)
零输入响应
零状态响应
自然响应
受迫响应
对于一个稳定的系统而言,系统的零输入响应必然是自然响应的一部分
零状态响应中又可以分为自然响应和受迫响应两部分。
零输入响应和零状态响应中的自然响应部分和起来构成总的自然响应, 零状态响应中有外加激励源作用产生的响应是受迫响应
线性连续时间系统:建立并且求解线性微分方程。
在分析过程中,所涉及的函数的变量都是时间t,因此这种分析方法称为时域 分析法(time-domain method)。

信号与系统(第5版) 配套习题及答案详解

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《信号与系统》(第5版)习题解答目录第1章习题解析 (2)第2章习题解析 (6)第3章习题解析 (16)第4章习题解析 (24)第5章习题解析 (32)第6章习题解析............................................................................ 错误!未定义书签。

第7章习题解析 (50)第1章习题解析1-1 题1-1图示信号中,哪些是连续信号?哪些是离散信号?哪些是周期信号?哪些是非周期信号?哪些是有始信号?(c) (d)题1-1图解 (a)、(c)、(d)为连续信号;(b)为离散信号;(d)为周期信号;其余为非周期信号;(a)、(b)、(c)为有始(因果)信号。

1-2 给定题1-2图示信号f ( t ),试画出下列信号的波形。

[提示:f ( 2t )表示将f ( t )波形压缩,f (2t )表示将f ( t )波形展宽。

] (a) 2 f ( t - 2 )(b) f ( 2t )(c) f ( 2t ) (d) f ( -t +1 )题1-2图解 以上各函数的波形如图p1-2所示。

图p1-21-3 如图1-3图示,R 、L 、C 元件可以看成以电流为输入,电压为响应的简单线性系统S R 、S L 、S C ,试写出各系统响应电压与激励电流函数关系的表达式。

题1-3图解 各系统响应与输入的关系可分别表示为)()(t i R t u R R ⋅= t ti L t u L L d )(d )(= ⎰∞-=t C C i Ct u ττd )(1)(1-4 如题1-4图示系统由加法器、积分器和放大量为-a 的放大器三个子系统组成,系统属于何种联接形式?试写出该系统的微分方程。

S R S L S C题1-4图解 系统为反馈联接形式。

设加法器的输出为x ( t ),由于)()()()(t y a t f t x -+=且)()(,d )()(t y t x t t x t y '==⎰故有 )()()(t ay t f t y -='即)()()(t f t ay t y =+'1-5 已知某系统的输入f ( t )与输出y ( t )的关系为y ( t ) = | f ( t )|,试判定该系统是否为线性时不变系统?解 设T 为系统的运算子,则可以表示为)()]([)(t f t f T t y ==不失一般性,设f ( t ) = f 1( t ) + f 2( t ),则)()()]([111t y t f t f T ==)()()]([222t y t f t f T ==故有)()()()]([21t y t f t f t f T =+=显然)()()()(2121t f t f t f t f +≠+即不满足可加性,故为非线性时不变系统。

管致中《信号与线性系统》(第5版)(课后习题 连续时间系统的复频域分析)

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第 5 章 连续时间系统的复频域分析
5.1 标出下列信号对应于 s 平面中的复频率。
(1) e2t ;(2) te-t ;(3)cos2t;(4) e-t sin(-5t)
答:(1) e2t (t)
s
1
2
,所以
s1=2
收敛域:
5.4 用部分分式展开法求下列函数的拉普拉斯反变换。
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答:(1)部分分式展开
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拉氏逆变换,有
(2)部分分式展开
拉氏逆变换,有
(3)部分分式展开
取拉氏逆变换,有
(4)部分分式展开
取拉氏逆变换,有
(5)部分分式展开
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所以
(3)因为 令 T=1,则 所以
(1)n (t nT )
(1)设 而
,则
由时间平移特性,可得
图 5-1
(2)
(3)因为 由时间平移特性,可得
(4)设
,因
由复频域微分特性,有
再由时间平移特性,可得
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5.9 用拉普拉斯变换的性质求图 5-2 各波形函数的拉普拉斯变换。
答:(a)由图 5-2(a)可知
图 5-2
而 由拉式变换的时间平移与线性特性,可得
(b)由图 5-2(b)可知
而 所以
(c)由图 5-2(c)可知
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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)

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)。(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)

管致中《信号与线性系统》(第5版)(章节题库 绪 论)
和系统 s2: 互为可逆系统。( ) 【答案】错误。 【解析】积分系统和微分系统相差一个常数,不能互为可逆系统。
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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

(完整版)信号与线性系统管致中第1章信号与系统

(完整版)信号与线性系统管致中第1章信号与系统

N
x(n) 2

x(n) 2
在无限区间内的平均功率可定义为:
x(t) P
lim 1 T 2T
T T
2
dt
1 N
P

lim
N
2N
1
N
x(n) 2
三类重要信号: 1. 能量信号——信号具有有限的总能量,
即: E , P 0
2. 功率信号——信号有无限的总能量,但平均功率 有限。即:
1.2 自变量变换
如果有 x(t) x(t) 则称该信号为奇信号
x(n) x(n)
(镜像奇对称)
对复信号而言:
x(t) x(t) 如果有 x(n) x(n) 则称该信号为共轭偶信号。
x(t) x(t)
如果有
则称为共轭奇信号。
x(n) x(n)
1.2 自变量变换

x (n)]
例1:
x(t)
2 1
-2 -1 0

t
12
-2
xe (t)
1

t
02
xo (t)
1
-1
t
1 -1
例2. 信号的奇偶分解:
1.3 指数信号与正弦信号
(Exponential and Sinusoidal Signals ) 1.3.1. 连续时间复指数信号与正弦信号
x(t) Ceat 其中 C, a 为复数
确定的定义。
x(n) c 可以视为周期信号,其基波周期 N0 。1
1.2 自变量变换
非周期信号
周期信号
1.2.3. 奇信号与偶信号: odd Signals and even Signals 对实信号而言:
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= et2 t 2
4.若系统函数 _____。
,则系统对信号 e(t)=sin(t+30o)的稳态响应是
【答案】 【解析】对信号 e(t)=sin(t+30o)求傅里叶变换
jw
sin(t+30o) j e 6 [ (w 1) (w 1)] ,
H(jw)E(jw)
jw
j e 6 [
1
(w 1)
【答案】D
【解析】根据傅里叶变换频域特性可知
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e3t
t
1 3 j
台 , 则e(32w0 )t (t)=e20t
e3t
t
3
1
j 20
3.象函数
F s
2s 1 e2s s2
的原函数
f
t 为(
)。
A. t t
【答案】B 【解析】根据单位冲击函数时间尺度变换性质
(at) 1 (t) |a|
则 2 (2t) 2 1 (t) (t) 。 |2|
2.信号 e(32w0 )t (t) 的傅里叶变换为( )。
A.
3
1
jw
e
2
w0
B.
3
1
jw
e
j
2 w0
C.
1 (3 2w0 )
jw
1 D. 3 j(w 2w0 )
B. t t 2
C. t 2 t
D. t 2 t 2
【答案】B
【解析】 F s
1 s2
e2s
2 1 e2s 常用拉氏变换对 t (t) s
1 s2
, (t)
1 s
,根据拉氏
变换的时移性质,
x(t t0 ) X (s)est0
故得 f t t 2 t 2 2 t 2 t t 2
-t f t dt=-t t dt= t (t) 1, (t)
1 (w) ,由阶跃信号的频谱图 jw
形可知,积分器为低通滤波器。
二、填空题(本大题共 9 个空,每空 4 分共 36 分)不写解答过程,写出每小题空格 内的正确答案。
1. 已知某系统的输出 r(t)与输入 e(t)之间的关系为 系统特性(线性、时不变)为________。
,则该
【答案】线性、时变
【解析】设
e1 (t )
r1 (t )
e1 (2t )
de1 (t ) dt
, e2
(t)
r2
(t)
e2
(2t)
de2 (t) dt

因为 e1 (t )
e2 (t)
e1 (2t )
de1 (t ) dt
e2 (2t)
de2 (t) dt
r1(t)
r2 (t) ,所
5.下列各式为描述离散系统的差分方程:
其中( )所描述的系统为线性、时不变、无记忆的。 【答案】D 【解析】线性时不变系统满足的条件是:当存在
x(k) y(k),须有ax(k) ay(k), x(k k0 ) y(k k0 ) 。只有 D 项满足条件。
6.序列 f k 2n k n的单边 z 变换 F(z)=( )。、 n0
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管致中《信号与线性系统》(第 5 版)配套模拟试题及详解(一)
一、单项选择题(本大题共 7 小题,每题 4 分共 28 分)在每小题列出的四个选项中 只有一个是符合题目要求的,错选、多选或未选均无分。
1.与 δ(t)相等的表达式为( )。
( at
)=
1 a
(t
)
故 ( at ) f ( t
)dt
1(t a
)f(t
)dt
1 a
f (0)。
3.有一 LTI 系统,其输入 x(t)和输出 y(t)满足方程 y(t) t e(t ) x( 2)d ,
该系统的单位冲激响应为_____。
【答案】 et2 t 2
【解析】当输入为冲激响应时,输出对应为单位冲激响应,即
【答案】D
【解析】可知 f k 2k k * k ,根据时域卷积定理,

7.积分器属于何种类型的滤波器?( ) A.低通
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B.高通
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C.带通
D.带阻
【答案】A
【解析】由积分器的定义可知 -t f t dt ,当 f t t 时,
【答案】 z n yn yn 1; n n 1;稳定
n
【解析】由 y[n] x[k] 可知,该系统任意两个相邻的输出值之差就是该系统的输 k
入值,即
yn yn 1 xn,因此其逆系统的方程是 z n yn yn 1。
又因为 z n yn yn 1 yn* n n 1 yn*hn
可知该逆系统的单位冲激响ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为 hn n n 1 h n为有限长序列,则其收敛域包含整个坐标平面。可见包含单位圆,则稳定。
4.已知信号 f(t)的
抽样,则奈奎斯特抽样间隔 TN =______s。
,今对信号 f(t)cos2t 进行均匀
【答案】
【解析】因为 cos0t 0 0 ,
故得奈奎斯特角频率 故得奈奎斯特间隔
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以系统是线性的;又因为 e(t
t0 )
e(2t
t0 )
de(t) dt
r(t
t0 ) ,所以系统是时变的。
2.
(
at
)
f
(
t
)dt
a
01=(_t_)__f_(.t
a
)dt
1 a
f(0)
1
【答案】
f
0
a
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【解析】已知冲激信号的尺度变换性质为:
1
(w 1)]
1 j
1 j
j
e
j
6
[
(
w
1)
(w
1)
]
e
j
6
[
(
w
1)
(
w
1)
]
2
2
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稳态响应为 1 si n(t)+3-00 1 cos(t 300 ) 2 sin(t 150 )
2
2
2
5.若连续线性时不变系统的输入信号为 f(t),响应为 y(t),则系统无畸变传输的
系统传输函数必须满足:H(jω)=_____。
【答案】
(K 和 t0 为常数)
【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。
n
6.已知一个可逆的 LTI 系统可用方程 y[n] x[k] 来描述,试求描述该系统的逆 k
系统方程为_____,该逆系统的单位冲激响应为_____,该逆系统是否稳定_____。
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