张维建:男,1972年5月生,中国国籍,无境外永久居留权,初中学历,参与了中欧商学院和长江商学院的“高层管理教育”课程。曾任泉州舒华有限董事长、总经理,现任舒华投资董事长、舒华房地产董事长和舒华展架监事、晋江市池店镇教育发展促进会会长及法定代表人。
判断信号的因果性与稳定性:。
非因果,稳定
2.判断系统的因果性与稳定性: 。
因果,不稳定
3.判断信号是否为周期序列,若是,求其周期。
周期序列,周期为14
4.判断系统的线性与时不变性:。
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线性,时变
5.断下述系统是否是最小相位系统,为什么?
是,因系统零极点都在单位园内
6.用采样频率对信号采样,是否能不失真恢复原信号,为什么?
不能,因为
7.已知系统的差分方程为:判断该系统是IIR系统还是FIR系统,为什么?
该系统的传输函数为H(z)=1/(1-az-1)为IIR系
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统,(或输出只与输入及前一时刻输出有关)
8.说明冲激响应不变法与双线性变换法的应用范围。
冲激响应不变法一般适用于低通滤波器的设计、加抗混叠滤波器的带通滤波器的设计,模拟频率和数字频率之间是线性关系;双线性变换适用于片段常数特性滤波器的设计,模拟频率与数字频率之间是非线性关系。
二、一线性时不变因果系统由下面差分方程描述:
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1.确定该系统的系统函数H(z),画出其零极点图。
2.求系统的冲激响应h(n),说明该系统是否稳定。
3.求系统频率响应H(ejω)。
1.
零点: 极点:
2.
极点全部在单位圆内,系统稳定
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3.
三、已知线性时不变系统的单位冲激响应和输入分别为:
1.用线性卷积的方法求输出序列。
2.计算和的8点循环卷积。
3.在什么条件下循环卷积等于线性卷积结果?
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线性卷积的结果图 循环卷积的结果图
二序列在时,即>=11点时,循环卷积=线性卷积
四、已知定义在的有限长序列为:
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={ 4, -2, 2, 3,-1, -2, 0,1,-4 }
X(k)为其9点的DFT,不直接计算DFT,求:
解:因为(4分)
所以
五、FFT来计算信号的频谱,已知信号的最高频率为,要求频率分辨率为,试确定:
1.采样间隔T,
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2.采用基-2FFT的最小样点数N,以及与此相对应的最小记录长度,
3. 按你确定的参数,计算所获得的实际分辨率,
4.若须将分辨率提高一倍,如何获得,为什么。
解:1)采样间隔T: T=1/(2fh)=1/(2251000)=02ms,
2)基-2FFT的最小样点数N :N=fs/f=5000/10=500, 取N为512
相对应的最小记录长度: Tp=51202ms=01024s
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3)按确定的参数所获得的实际分辨率:f= fs /N=5000/512=977Hz
4)若须将分辨率提高一倍,可通过保持采样频率不变并将原记录长度增加一倍,作2N 点FFT获得。
六、已知采样频率,用双线性变换法设计一2阶Butterworth 低通滤波器,3dB截止频率为=100Hz,求 H(z)。
解:1)求数字频率: fc=100Hz
c=2fc/fs=2100/1000=02
2)频率预畸变: c=tg(c /2) =032
3)滤波器节数: N=2
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4)查表求得归一化模拟传输函数
5)双线性变换求传输函数:
七、用窗函数法设计一严格线性相位低通数字滤波器,截止频率,要求过渡带弧度,阻带最小衰减。
1.选择合适的窗函数并确定节数N
2.求滤波器的延时
3.求h(n)
解:1)由给定的指标确定窗函数和长度N
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由dB可选择汉宁窗、汉明窗、布拉克曼窗或凯塞窗等,若再考虑从滤波器节数最小的原则出发,可选择汉宁窗或汉明窗。这里选择汉宁窗。
,,也可取N=21。
2)确定延时值
3)求理想的单位脉冲响应
4)求h(n)
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一、填空题
1全通系统的零极点有 的特性,零点位置在 ,极点位置在 。
镜像共轭对称,单位圆外,单位圆内
2N=16 时,1,10的倒码分别为:1: ,10: 。
1000(8),0101(5)
3线性相位FIR滤波器当h(n)偶对称且N为偶数时,其幅度响应关于π为 对称,不适于设计 和 滤波器。
奇,高通,带阻
4基-2 指FFT的长度N为 ,共有
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个蝶式运算。
2M,NM/2
5脉冲响应不变法不适合设计 和 滤波器,因为 原因。
高通,带阻,混叠
6用矩形窗函数设计FIR滤波器增加节数N可减少 但不能减少 。
过度带,阻带衰减
7用长度为M的严格线性相位FIR滤波器对信号滤波,滤波器的相位响应为 ,输出信号的延时为 个样点。
、(M-1)/2
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二、判断题:
1.判断信号的因果性与稳定性:。
非因果,稳定
2.判断系统的因果性与稳定性: 。
因果,不稳定
3.判断信号是否为周期序列,若是,求其周期。
周期序列,周期为14
4.判断系统的线性与时不变性:。
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线性,时变
5. 断下述系统是否是最小相位系统,为什么?
是,因系统零极点都在单位园内
三、作图题
1已知,画出(要求标明坐标):
1), 2)
1) (2分) 2) (4分)
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x(n) x((n-2))6R6(n)
2已知传输函数为画出级联型结构流图
(4分)
3
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1 -35 05 z-1
-1 25
四、计算题
1.已知序列为:{x(-3)= -1,x(-2)=0,x(-1)=1,x(0)=2,x(1)=1,x(2)=0,x(3)=1;其它值为0},求的富氏反变换。
解:由富氏变换的对称性:
F[xe(n)]= Re[X(ei)]
知Re[X(ei)]的富氏反变换为序列x(n) 的共轭对称序列xe(n),由于
x (n)为实序列,有:
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xe(n)= 1/2[x (n)+x (-n)]
x(-3)= -1,x(-2)=0,x(-1)=1,x(0)=2,x(1)=1,x(2)=0,x(3)=1
令y(n)= x(-n)有:
{y(-3)=1,y(-2)=0,y(-1)=1,y(0)=2,y(1)=1,y(2)=0,y(3)= -1}
因此:
{ xe(-3)=0,xe(-2)=0,xe(-1)=1,xe(0)=2,xe(1)=1,xe(2)=0,xe(3)=0,其余为0}
2.已知滤波器的单位脉冲响应为,在间取非零值, 用FFT方法求。
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1)求滤波器的频率响应;
2)确定为了保证用基-2 FFT方法正确计算全部时最小的FFT长度L;
3)指出若采用16点FFT时,仅那些点的值正确,为什么?求出这些的点的开始点和结束点的范围。
解:
1)滤波器的频率响应
2)由题目知x(n)长度为N=16,h(n)的长度为M=9,卷积输出长度为L=N+M-1=24,故可取基-2 FFT的长度为32。
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3)线性卷积yl(n)与循环卷积y(n)的关系:
y(n)=yl((n+16m))R16(n),而线性卷积的长度为24,故从n=0~7及n=16~24的点被混叠;因此,仅当n=8~15时才有正确的值。
3.已知序列,是对的Z变换在单位园上进行N=8
的等间隔采样值,起点为,求在N=8的逆DFT:
解:
因为是对的Z变换X(z)进行N=8的等间隔采样,故有:
=
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按频率采样定理: =
五、设计题
1.已知采样频率,用双线性变换法设计一Butterworth 低通滤波器,3dB截止频率为=100Hz,阻带下边频=400Hz,阻带最小衰减为=22dB求 H(z)。
解: 1)求数字频率: fc=100Hz
c=2fc/fs=2100/1000=02
s=2fr/fs=2400/1000=08
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2)频率预畸变: c=tg(c /2) =032
s=tg(s /2) =308
3)滤波器节数:
取N=2
4)查表求得归一化模拟传输函数
5)双线性变换求传输函数:
H(z)=(1+2z-1+z-2)/(151849-175312z-1+63463z-2)
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2.用窗函数法设计一严格线性相位低通数字滤波器,截止频率,要求过渡带弧度,阻带最小衰减。
(1)选择合适的窗函数并确定节数N
(2)求滤波器的延时
(3)求h(n)和H(z)
解: 1)选择合适的窗函数:
因为要求滤波器的阻带衰减As50dB,可选择汉明窗。
滤波器节数:N=A/=8/032=25
2)滤波器的延时:=(N-1)/2=12
3)求h(n)(选择汉明窗):
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hd(n)=1/(2) e-jd=sin[01 (n-)]/[(n-)]
w(n)= [054-046cos(2n /(N-1))]RN(n)
h(n)=hd(n)w(n)= 05[1-cos(2n /(N-1))] sin[01 (n-)]/[(n-)] RN(n)
一、填空题
1最小相位系统传输函数的零点位置在 ,极点位置在 。
单位圆内、单位圆内
2求N=16 时,8,11 的倒码: 8: , 11: ,
0001(1) 、1101(13)
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3线性相位FIR滤波器当h(n)偶对称且N为偶数时,其幅度响应关于π为 对称,不适于设计 和 滤波器。
奇 、高通、带阻
4用长度为M的严格线性相位FIR滤波器对信号滤波,滤波器的相位响应为 ,输出信号的延时为 个样点。
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x(n)=5cos的周期
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