傅里叶变换习题

合集下载

离散序列傅里叶变换习题

离散序列傅里叶变换习题

1、 试求以下各序列的时间傅里叶变换 (1)1()(3)x n n δ=- (2)211()(1)()(1)22x n n n n δδδ=+++- (3)3()(),01nx n a u n a =<<(4)4()(3)(4)x n u n u n =+--2、 设()j X e ω就是序列()x n 的离散时间傅里叶变换,利用离散时间傅里叶变换的定义与性质,求下列各序列的离散时间傅里叶变换。

(1)()()(1)g n x n x n =-- (2)()*()g n x n = (3)()*()g n x n =- (4)()(2)g n x n = (5)()()g n nx n = (6)2()()g n x n =(7)(),()20,n x n g n n ⎧⎪=⎨⎪⎩为偶数为奇数3、 试求以下各序列的时间傅里叶变换(1)1()(),||1nx n a u n a =< (2)2()(),||1nx n a u n a =->(3)||3,||()0,n a n M x n n ⎧≤=⎨⎩为其他(4)4()(3),||1nx n a u n a =+<(5)501()()(3)4n m x n n m δ∞==-∑ (6)6sin(/3)sin(/4)()n n x n n n ππππ⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦4、 设()x n 就是一有限长序列,已知1,2,0,3,2,1,0,1,2,3,4,5()0,n x n n --=⎧=⎨⎩为其他它的离散傅里叶变换为()j X e ω。

不具体计算()j X e ω,试直接确定下列表达式的值。

(1)0()j X e (2)()j X e π (3)()j X e d πωπω-⎰ (4)2|()|j X e d πωπω-⎰(5)2()||j dX e d d ωππωω-⎰ 5、 试求以下各序列的时间傅里叶变换(1)11,||()0,n N x n n ≤⎧=⎨⎩为其他(2)21||/,||()0,n N n N x n n -≤⎧=⎨⎩为其他(3)3cos(),||()20,n n N x n Nn π⎧≤⎪=⎨⎪⎩为其他6、证明:若()j X e ω就是序列()x n 的离散时间傅里叶变换,而1(),()0,nnx x n kk⎧⎪=⎨⎪⎩为整数其他则1()()j j X e X e ωω=。

傅里叶变换习题

傅里叶变换习题
S N (t ) a0 (a1n cos n 0 t b1n sin n 0 t )
n 1 N

N (t ) f (t ) sN (t )
N (t ) [ f (t ) a0 ( a1n cos n 0t b1n sin n 0t )]2
2 n 1 N
0

T
i1 (t )
T
v 2 (t )
i1 (t ) i1 (t )
2 bn T
1
a0 0, an 0
0
i (t ) sin n
0
tdt
T
2 [1 cos( 2n )] n T
2 ( sin n 0 tdt sin n 0 tdt) T 0
注意在要求均方误差En的过程中
f (t ) a0 (a n cos n0 t bn sin n0 t )

其中an,bn分别用p89(3-3),(3-4)表达 均方误差En为
En 1 T
N N 1 2 2 2 f 2 (t ) a 0 (a1n b1n ) (a1n an b1n bn ) 2 n1 n 1
例六:P168.3-27
1 f 1 (t ). f 2 (t ) F1 ( ) F2 ( ) 2
2 T f (t ) E sin t[u(t ) u(t )] T 2
2 2 2 T f (t ) ( ) E sin t[u(t ) u(t )] T T 2
第三章 习题课 一.本章要点 1.利用傅立叶级数的定义式分析周期信号的离 散谱. 2.利用傅立叶积分分析非周期信号的连续谱. 3.理解信号的时域与频域间的关系. 4.用傅立叶变换的性质进行正逆变换. 5.掌握抽样信号频谱的计算及抽样定理.

傅里叶变换练习题

傅里叶变换练习题

2.協己知周期信号中卄沖牛n 則珈薄里作数6.已帅信号尹门如團所示*則蒐廨里叶变ift 为Ae t ( t) B 、e t (t)19、复数1 j 用极坐标形式表示为(10.频诺函ftF (ju )=—的傅里叶逆变换F (t )零于/e” 1(A) -e't (-t) (8) e e (t) (C> « ' < (-t)1.频谱函数F (j )— 的傅立叶逆变换f (t )等于(j 1A”壬Sa (普)4今弘(爭) B.「弘(誉} + ySa( )C.ySa (Y>rSa(^)D. rS*( + T 5*1 芋)i.F o 「 £ :18、频谱函数F(j )—1j 1的傅立叶逆变换f (t )等于(14、 A 2e j90B 、 2e j45,2e j45 、2e j90下列那个不是周期信号的频谱特点(A 、齐次性B 、离散性) 、谐波性、收敛性Ae t ( t) B 、e t (t)t)n n n n5-巳知借号的傅里叶變換Ffj 亦=航如-叫儿则/tj 为皿号/.(f)和気仃)分别如图5)和图(b)所示,已卸庐tfi ⑷]■濟(抑人则矗h) M« 用叶蛮换为2n ) D 。

0.5A.微分特性B。

积分特性C。

延时特性D。

因果特性5. 47. 某信号的频谱密度函数为 F(j )[(2 )( 2 )]e j3 ,则 f (t)(A .Sa[2 (t 3)]B 。

2Sa[2 (t 3)]C.Sa(2 t)D。

2Sa(2 t)6.52 . 已知信号f(t)的傅氏变换为F(j ),则f(3 2的傅氏变换为()A . 2F( j2 )e j3B。

2F( j2 )e j3C . j 62F( j2 )e JD。

2F( j2)e J67.98 . f (t)(t 2n)周期信号的傅立叶变换为()4. 39 . )n具有()3.今(a)A.D. >((jo>)e J8. 3。

傅里叶变换试题及答案

傅里叶变换试题及答案

傅里叶变换试题及答案一、单项选择题(每题3分,共30分)1. 傅里叶变换是一种将信号从时间域转换到频率域的数学方法,以下哪个不是傅里叶变换的用途?A. 信号分析B. 图像处理C. 量子计算D. 音频处理答案:C2. 对于连续时间信号的傅里叶变换,以下哪个表达式是正确的?A. F(ω) = ∫f(t)e^(-jωt)dtB. F(ω) = ∫f(t)cos(ωt)dtC. F(ω) = ∫f(t)sin(ωt)dtD. F(ω) = ∫f(t)cos(ωt) + sin(ωt)dt答案:A3. 离散傅里叶变换(DFT)和快速傅里叶变换(FFT)之间的关系是什么?A. DFT是FFT的特例B. FFT是DFT的优化算法C. DFT和FFT是完全不同的算法D. DFT和FFT都是优化算法答案:B4. 傅里叶变换的逆变换用于将信号从频率域转换回时间域,以下哪个表达式是正确的逆傅里叶变换?A. f(t) = (1/2π)∫F(ω)e^(jωt)dωB. f(t) = (1/2π)∫F(ω)cos(ωt)dωC. f(t) = (1/2π)∫F(ω)sin(ωt)dωD. f(t) = (1/2π)∫F(ω)cos(ωt) + sin(ωt)dω答案:A5. 傅里叶级数是将周期信号表示为不同频率的正弦波和余弦波的和,以下哪个不是傅里叶级数的组成部分?A. 基频B. 谐波C. 直流分量D. 非周期分量答案:D6. 在傅里叶变换中,以下哪个参数代表频率?A. tB. ωC. fD. F答案:B7. 傅里叶变换的频域表示中,以下哪个参数代表振幅?A. tB. ωC. F(ω)D. f(t)答案:C8. 傅里叶变换的公式中,以下哪个符号代表虚数单位?A. jB. iC. eD. π答案:A9. 傅里叶变换在信号处理中的一个重要应用是滤波,以下哪个不是滤波器的类型?A. 低通滤波器B. 高通滤波器C. 带通滤波器D. 非线性滤波器答案:D10. 傅里叶变换在图像处理中的应用之一是图像压缩,以下哪个算法不是基于傅里叶变换的图像压缩算法?A. JPEGB. PNGC. GIFD. TIFF答案:B二、填空题(每题5分,共30分)1. 傅里叶变换的公式是F(ω) = ________。

第3章 傅里叶变换-例题全文编辑修改

第3章 傅里叶变换-例题全文编辑修改

1 2
Sa
4
1 e j
π n π
n
π
sin n
4
2 n n π
1 ejnπ n π
4
2
n
sin n π 4
n
1
(1)n
n
π
方法二:利用周期信号的傅里叶级数求解
f(t)的傅里叶级数为
1
Fn T
f (t ) e jn1td t
T
12sin3212nπG12
(
t
下面用三种方法求解此题。
方法一:利用傅里叶变换的微分性质 方法二:利用傅里叶变换的积分性质 方法三:线性性质
方法一:利用傅里叶变换的微分性质
要注意直流,设fA(t)为交流分量, fD(t)为直流分量,则
f t fA t fD t
F FA ω FD ω
f t
2 1
O1
t
f (t) 3/2 D
将 f (t)看成是信号1 cos t 经过窗函数 G2π t 的
截取,即时域中两信号相乘
f (t) 1 cos t G2π(t)
根据频域卷积定理有
F
ω
1
2
F
1
cos t F
G2 π
t
1 2π
2
π
δ
ω
π
δ
ω
1
π
δ
ω
1
2
sinπ ω
ω
2sinπ ω ω ω2 1
例3-8
求信号f (t) Sa(100t)的频宽(只计正频率部分), 若对f (t)进行均匀冲激抽样,求奈奎斯特频率fN 和奈奎斯特周期TN。
(1)要求出信号的频宽,首先应求出信号的傅里

dft习题及答案

dft习题及答案

dft习题及答案DFT习题及答案离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)是数字信号处理中的重要概念,它可以将时域信号转换为频域信号,从而帮助我们分析信号的频谱特性。

在学习DFT的过程中,练习习题是非常重要的,下面我们就来看一些常见的DFT习题及答案。

1. 问题:计算长度为N的序列x[n]的DFT,其中x[n] = {1, 2, 3, 4},N=4。

答案:首先,根据DFT的定义公式可以得到:X[k] = Σn=0到N-1 x[n] * e^(-j2πnk/N)将x[n]代入公式中,可以得到:X[0] = 1 + 2 + 3 + 4 = 10X[1] = 1 + 2e^(-jπ/2) + 3e^(-jπ) + 4e^(-j3π/2) = 1 - 2j - 3 - 4j = -2 - 6jX[2] = 1 + 2e^(-jπ) + 3e^(-j2π) + 4e^(-j3π) = 1 - 2 - 3 + 4 = 0X[3] = 1 + 2e^(-j3π/2) + 3e^(-j3π) + 4e^(-j9π/2) = 1 + 2j - 3 - 4j = -2 + 2j因此,序列x[n]的DFT为X[k] = {10, -2-6j, 0, -2+2j}。

2. 问题:给定一个长度为N的序列x[n],求其幅度谱和相位谱。

答案:幅度谱和相位谱可以通过DFT的结果来计算。

幅度谱的计算公式为|X[k]| = sqrt(Re(X[k])^2 + Im(X[k])^2),相位谱的计算公式为∠X[k] =arctan(Im(X[k])/Re(X[k])。

通过计算DFT得到的结果X[k],可以分别计算出每个频率点的幅度和相位,从而得到幅度谱和相位谱。

3. 问题:给定一个长度为N的序列x[n],求其逆DFT。

答案:逆DFT的计算公式为x[n] = (1/N) * Σk=0到N-1 X[k] * e^(j2πnk/N)。

信号与系统习题课(傅里叶变换

信号与系统习题课(傅里叶变换

才有
F

)
=
(
1 jω
)2
F
⎡ d2
⎢ ⎣
dt
2
f
( t ) ⎤⎥

Signals and Systems, Tsinghua University
7
强调

F
⎡d ⎢⎣ dt
f
( t )⎤⎥⎦
= Φ(ω)
得到
F
⎡⎣
f
(t )⎤⎦
=
1 jω
Φ (ω )
实际上是引用了FT的积分性质.
因此要考虑 f (−∞) = 0
法二,频移
F(ω) = F0(ω +ω0)+ F(ω −ω0)
求出f0(t)后,
1 F0(ω)
ω
−ω1 0 ω1
[ ] f (t) = f0(t) ejωt +e−jωt =2f0(t)cosω0t
如何求f0S(igt)na?ls
and
定义、对称性、查表。
Systems, Tsinghua University
−2
−1
1
( ) ejω −e−jω ejω +e−jω − ej2ω +e−j2ω
=2
+

ω2
= ......
(1)计算量大;(2)一些函数积分不收敛。
Signals and Systems, Tsinghua University
法二,利用FT的微积分性质
4 1 f(t)
思路:
f
(t
)
d
⎯⎯dt→δ
Φ(0) = 0
Signals and Systems, Tsinghua University

第六章 快速傅里叶变换 数字信号处理习题答案

第六章 快速傅里叶变换 数字信号处理习题答案

第六章 快速傅里叶变换(FFT)1. 如果一台通用计算机的速度为平均每次复乘需100μs,每次复加需20μs,今用来计算N=1024点的DFT[x(n)],问用直接运算需要多少时间,用FFT 运算需要多少时间。

解:ss FFT ss FFT N N a N N N m ss DFT s DFT DFT N a m FFT FFT DFT DFT μμμμμμμ23221027682666221020482010241051210512010240log ),10242(,5120log 210820104,10410104,104104102444⨯=⨯⨯=⨯======⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯===作复加所需时间作复乘所需时间作复加所需时间作复乘所需时间作复乘 2. 用图6.8所示流程图验证图6.7所示的8点变址运算。

证明:由图6.8知取A=x(0),B=x(4)N=8X(k)=12/,,1,0),()(21-=+N k k X W k X k NX(N/2+k)=12/,,1,0),()(21-=-N k k X W k X k N5.试证实以下流图是一个N=8的FFT 流图.其输入是自然顺序的,而输出是码位倒置顺序的,试问这个流图是属与时间抽取法还是频率抽取法?并比较与书中哪一个流图等效。

解:这个流图属于频率抽取法。

6.试设计一个频率抽取的8点FFT 流图,需要输入是按码位倒置顺序而输出是按自然顺序的。

解:设计的流图为第五题的流图左右翻转180度。

∑∑-=-==+=1202/21202/1)()12()()2(N k kr N N k kr N W k x r X W k x r X7.试用图6.14(a)中的蝶形运算设计一个频率抽取的8点IFFT 流图。

解:X(0) 1/2 x(0) X(4) x(1)X(2) x(2)X(6) x(3)X(1) x(4)X(5) x(5)X(3) x(6)X(7) x(7)9.试作一个N=12点的FFT 流图,请按N=2,2,3分解,并问可能有几种形式?解:可能有三种先分成2组,每组有6各点,后每组内再分成两组322⨯⨯=N时间顺序为x(0),x(4),x(8),x(2),x(6),x(10),x(1),x(5),x(9),x(7),x(11)频域顺序为X(0),X(1),X(2),X(3),X(4),X(5),X(6),X(7),X(8),X(9),X(10),X(11)流图如图6.18解:由题可得∑∑-=-=-=-=∴-⋅⋅⋅====102210)(|)(1,,1,0,)()(N n kn Nj z z k N j k N n ne n x z X N k e z z z n x z X k ππ由于(a)将M 点序列分成若干段N 点序列,设段数为k 即N k M kN )1(-≥>并令kn N j N n k i i z z k en y z X N n N k M N k M n N k n x n y N n x n y n x n y k π21010110)]([[|)(11)1(,01)1(0],)1([)()()()()(--=-==-∑∑=⎩⎨⎧-≤<------≤≤-+=+==若用N 点FFT 计算)(k z X 先由x(n)形成)(n y i ,再计算∑-=10)(k i i n y 的N 点FFT 即可(b)先将序列添加一点等于零的点,使得⎩⎨⎧-≤≤-≤≤=1,010),()(0N n M M n n x n x再计算)(0n x 的N 点FFT 即10,)(|)(20-≤≤=∑-=N k e n x z X kn N j z z k π即可13.已知X(K),Y(K)是两个N 点实序列x(n),y(n)的DFT 值,今需要从X(K),Y(K)求x(n),y(n)值,为了提高运算效率试设计用一个N 点IFFT 运算一次完成。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
f (t ) = a 0 +
∑ (a
n =1

n
cos n ω 0 t + b n sin n ω 0 t )
其中an,bn分别用p89(3-3),(3-4)表达 均方误差En为
E
n
N 1 N 2 2 2 = f 2 (t ) − a0 + ∑ (a1n + b1n ) − ∑ (a1n an + b1n bn ) 2 n =1 n =1
0
例三:p170.3 − 46
f (t)
E
−T − T − τ
2
τ T
2 2
T
t
2
解:单个梯形脉冲的傅立叶变换为(380.附录3)
8E (T + τ )ω (T − τ ) F1 (ω ) = 2 sin sin ω (T − τ ) 4 4 (T + τ ) E (τ + T )ω (T − τ ) = Sa[ Sa ] 2 4 4
− 2 n
2
2
1 N 2 2 + ∑(an + bn )] 2 n=1
证明:设 证明 设
1 2 其 : f (t) = ∫ f (t )dt 中 TT
2
sN (t) = a0 + ∑(a1n cos nω1t + b1n sin nω1t)
N
ε N (t) = f (t) − sN (t)
EN = ξn
*冲激抽样

1 ∞ f (t ) ∑ δ (t − nTS ) ↔ ∑ F (ω − nω s ) Ts n = −∞ N = −∞ ∞ ωm f (t ) = ∑ f ( nT ) Sa[ω m (t − nT )] (内插公式) N = −∞ π
例五 : 对一最高频率为400 Hz的带限信号 f (t )抽样 要使抽样信号通过一理 想低通滤波器后,能 完全恢复 f (t ), 1.抽样间隔 T应满足何条件? 2.若以 T = 1ms抽样,理想低通滤波器 的截止频率 f c应满足何条件?
E cos ω 0 t ↔ E π [δ (ω + ω 0 ) + δ (ω − ω 0 )]
E sin ω 0 t ↔ jE π [δ (ω + ω 0 ) − δ (ω − ω 0 )]
*抽样信号的傅立叶变换
1 ∞ f s ( t ) = s( t ).p( t ) ↔ ∑ p n F( ω − n ω s ) Ts n = −∞ 1 − jn ω s t pn = dt ∫T s p ( t ) e Ts
1 1 f = = = 50µs...then...v2 (t) = 0 −6 T 20 ×10
π
3 . if .τ = 15 µ s , T = 30 µ s
1 1 1 f = = = × 100 kHz −6 T 30 × 10 3
4 v3 (t ) = sin 3ω 0 t × 100 k Ω ≈ 42 . 4 sin 3ω 0 t 3π
1 = ∫ T ε T −2
T 2
2 N
( t ) dt
1 N 1 N 1 N 2 2 2 2 = f (t ) − a + ∑ (a1n − an ) + ∑ (b1n − bn ) − ∑ (an + bn ) 2 n =1 2 n =1 2 n=1
2 2 0
若: EN > 0.Then.a1n = an.b1n = bn
∑ (a
n =1
N
1n
cos n ω 0 t + b1n sin n ω 0 t )
ε N (t) = f (t) − sN (t)
ε N (t ) = [ f (t ) − a0 − (∑ a1n cos nω0t + b1n sin nω0t )]2
2 n =1 N
注意在要求均方误差En的过程中
f (t )e
jω 0 t
↔ F (ω − ω 0 )
j f (t ) sin ω 0 t ↔ [ F (ω + ω 0 ) − F (ω − ω 0 )] 2 1 f (t ) cosω 0t ↔ [ F (ω + ω 0 ) + F (ω − ω 0 )] 2
df (t ) ↔ ( jω ) F (ω ) dt
''
2π 2π T f (t ) = E cos t [ u ( t ) − u ( t − )] T T 2
'
2π T + E [ δ ( t ) − δ ( t − )] T 2
2π 2 2π T '' Q( ) f (t ) + f (t ) = E [δ ( t ) − δ ( t − )] 2 T T
1 f 1 ( t ). f 2 ( t ) ↔ F1 (ω ) ∗ F 2 (ω ) 2π
2π T f ( t ) = E sin t[u ( t ) − u ( t − )] T 2
2π 2 2π T f (t ) = − ( ) E sin t[u (t ) − u (t − )] T T 2
E
f (t)
E (T + τ ) 2
F( jω)
T τ − − 2 2
τ
2
T 2
t
ω
4π T +τ
f1(t)
−T E
f (t) ∗ f1(t)
T
π0 π − τ τ
F (ω)F1(ω)
ω
−T − T τ −
2
τ
2
2
T 2
T
t
π − τ
π τ
ω
例四: 例四:P164.3-13 i1 (t )
i1(t)
1 由题意, 解:.由题意, f ( t )的最高频率 f m = 400 Hz 1 1 则奈奎斯特抽样间隔为 = = 1.25 ms 2f c 2 × 400 所以抽样间隔应满足 T ≤ 1.25 ms
2. 已知抽样间隔T = 1ms,则抽样频率 1 fc = = 1KHz T 由抽样定理,fc 应满足 f m < fc < f s − f m 即 400Hz < fc < (1000 − 400)Hz = 600Hz
1 u (t) ↔ + πδ ( ω ) jω 2 sgn( t ) ↔ jω
G ( t ) = E [u ( t + ) − u ( t − )] ↔ EτSa ( ) 2 2 2
τ
τ
ωτ
Ee
Ee
−α t
E ↔ α + jω
(α 为正实数 )
jω 0 t
↔ 2π E δ (ω − ω 0 ) (ω0为正实数)
1当τ = 5µs T = 10µS .
bn = 4 nπ
0
n(even)
n(odd)
2π ω0 = T
1 1 5 f0 = = = 10 = 100kHz −6 T 10 ×10 4 v2 (t) = sin ω0t ×100kΩ ≅ 127.3sin ω0t
2.if .τ = 10µs, T = 20µs
dF (ω ) ( − jt ) f ( t ) ↔ dω
d F ( − jt ) f ( t ) ↔ dω
n
d f n ↔ ( jω ) F (ω ) dt n
n
−∞

t
t
F (ω ) f (τ ) d τ ↔ + π F ( 0 )δ ( ω ) jω
−∞

F (ω ) f (τ ) d τ ↔ ..( if , F ( 0 ) = 0 ) jω
三.傅立叶变换的定义 傅立叶变换的定义
F( jω) = ∫ f (t)e − jωt dt, F(0) = ∫ f (t)dt
1 1 jωt f (t) = ∫∞F( jω)e dω, f (0) = 2π −∫∞F( jω)dω 2π −
−∞ ∞ −∞



典型信号的 傅立叶变换
δ (t ) ↔ 1 1 ↔ 2πδ (ω )
0
v2 (t )
τ
T
T
Q i1 ( t ) = − i1 ( − t )
bn 2 = T
∴ a0 = 0, a n = 0
∫i
0
1
( t ) sin n ω 0 tdt
T
τ 2 = [1 − cos( 2nπ )] nπ T
2 = ( ∫ sin n ω 0 tdt − T 0
τ
∫ τ
sin n ω 0 tdt )
付立叶级数(三角形式 二.付立叶级数 三角形式 付立叶级数 三角形式)
f (t) = a0 + ∑(an cos nω1t + bn sin nω1t)
n=1 ∞
1 a0 = ∫ f (t)dt T T
2 an = ∫ f (t) cos nω1tdt T T
2 bn = ∫ f (t) sin nω1tdt T T
2
n=1
1 (t ) = T
T 2
∫ξ
2 N
(t )dt
∂EN =0 ∂a n
∂EN =0 ∂bn
T − 2
∂E ∂a
N
0
∂E N ∂E = = .... = ∂a 1 ∂a
N n
= 0

∂E N ∂E N ∂E N = = .... = = 0 ∂ b1 ∂ b2 ∂ bn
S N (t ) = a 0 +
2π 2 2π 2 ( ) F (ω ) + ( j ω ) F (ω ) = E (1 + e T T
相关文档
最新文档