数字信号处理作业-答案
7.若 为一个 点序列,而 为其 点离散傅里叶变换,证明:
,这是离散傅里叶变换的帕斯维尔关系式。(82-16)
8.长度为8的一个有限时宽序列具有8点离散傅里叶变换 ,如图所示。长度为16的一个新的序列 定义为:
,试画出相当于 的16点离散傅里叶变换的略图。(86页-18)
9.令 表示z变换为 的无限时宽序列,而 表示长度为N的有限时宽序列,其N点离散傅立叶变换用 表示。如果 和 有如下关系:
数字信号处理
DFT
1.如果 是一个周期为 的周期序列,那么它也是周期为 的周期序列。把 看作周期为 的周期序列,令 表示 的离散傅里叶级数之系数,再把 看作周期为 的周期序列,再令 表示 的离散傅里叶级数之系数。当然, 是周期性的,周期为 ,而 也是周期性的,周期为 。试利用 确定 。(76-4)
2.研究两个周期序列 和 。 具有周期 ,而 具有周期 。序列 定义为 。
(a) 的离散傅立叶变换是否等于Re[ ]?
(b)试求出以 表示的Re[ ]的离散傅立叶反变换。(228-15)
3. 研究一个长度N的有限时宽实序列(即n<0,n N时, =0),此处N为奇数。用 表示 的M点的离散傅立叶变换,因此
令 表示 的实部。
(a)试利用N来求能使 唯一确定 的最小M值(M=1,2除外)。
,
试利用 和 求 。(198-10)
3.研究一个有限长度序列 ,并且 和 时, 。假设我们想要计算在 平面内下列各点上 的 变换之取样:
, ,式中 。试详细说出一种计算这些点上的 的有效方法。(199页-11)
4.研究一个长度为 的有限时宽序列 ,并且 和 时, 。我们希望计算 变换 在单位圆上 个等间隔点上的取样,即在 , 上的取样,试找出对下列情况只用一个 点离散傅里叶变换就能计算 的 个取样的方法,并证明之。
4.欲作频谱分析的模拟数据以10千赫速率被取样,且计算了1024个取样的离散傅里叶变换。试求频谱取样之间的频率间隔,并证明你的回答。(79 -10)
5.令 表示 点序列 的 点离散傅里叶变换
(a)证明如果 满足关系式: ,则 。
(b)证明当 为偶数时,如果 ,则 。(80-14)
6.令 表示 点序列 的 点离散傅里叶变换, 本身也是一个 点序列。如果计算 的离散傅里叶变换得到一序列 ,试用 求 。(82-15)
xr(n)=
试求X(ejω)的实部和虚部。
5.令H[]表示理想希尔伯特变换运算,即
a.证明 是周期性的,周期为 。
b.由于 的周期为 ,其离散傅里叶级数之系数 的周期也是 。类似地,由于 的周期为 ,其离散傅里叶级数之系数 的周期也是 。 的离散傅里叶级数之系数 的周期为 。试利用 和 求 。(76-5)
3.计算下列各有限长度序列DFT(假设长度为N):
a.
b.
c. (78-7)
a) ;
b)
c) a)和b)两者都行;
d) a)和b)都不行,即线性调频z变换不能计算 在z为实数时的取样。(203-15)
Hi
1.令 为 的一个实因果序列,已知 的 变换为
上式为变量 的泰勒级数,所以它在以z=0为中心的某一圆外部处处收敛于一个解析函数。[收敛区域包括点z= ,事实上, ]。我们说 是解析(在其收敛区域内)的,表示对X加了苛刻的约束条件,即它的实部和虚部各都满足拉普拉斯方程,且实部和虚部之间满足柯西-黎曼方程。现在我们利用这些性质,根据 的实部确定 ,条件是 为有限值的实因果序列。
(a)
(b) (200-12)
5. 表示长度为10的有限时宽序列 的傅里叶变换,我们希望计算 在频率 时的10个取样。计算时不能采取先算出比要求多的取样,然后再丢掉一些的办法。讨论采用下列各方法的可行性:
(a)直接利用10点快速傅里叶变换算法。
(b)利用线性调频 变换算法。(201-13)
6.在下列说法中选择正确的结论并加以证明。线性调频z变换可以用来计算一个有限时宽序列 在z平面实z轴上诸点 的z变换 ,使
12.研究两个 时等于零的有限时宽序列 和 ,且
,将每一个序列的20点离散傅里叶变换,然后计算离散傅里叶反变换,令 表示它的离散傅里叶反变换,指出 的哪些点相当于 与 线性卷积中的点。(96-26)
FFT
1.假设有一计算如下离散傅里叶变换的程序:
,试指出如何用此程序来计算如下反变换:
(193-8)
2.在计算实序列的离散傅里叶变换时,利用序列是实序列这一特点有可能减少计算量,本题中讨论了两种减少计算量的途径:
令 为实(有限值的)因果序列,其z变换为:
式中: 和 是z的实函数。
假设 时, 给定为
( 为实数)
假设除了z=0外, 处处解析,试求 并表示成z的显函数。
(建议用时域法解此题)(214-4)
2.序列 的偶部定义为: ,假设 是一个有限时宽实序列,定义为 和 时, 。令 表示为 的 点的离散傅立叶变换。
(b)如果M满足(a)中所确定的条件,则 可以表示为 和序列 的循环卷积。请确定 。(228-16)
4.研究一个复序列x(n),x(n)=xr(n)+xi(n),其中xr(n)和xi(n)是实序列,序列x(n)的z变换X(z)在单位圆的下半部分为零。即,π≤ω≤2π时,X(ejω)=0. x(n)的实部为
式中 。试求 和 之间的关系。(93-22)
10.令 表示序列 的傅里叶变换,并令 表示长度为10的一个有限时宽序列,即 时, , 时, , 的10点离散傅里叶变换用 表示,它相当于 的10个等间隔取样,即 ,试求 (94-23)
11.讨论一个长度为 的有限时宽序列 , 和 时, ,我们要求计算其 变换 在单位圆的 个等间隔点上的取样。取样数 小于序列的时宽 ;即 ,试求一种得到 的 个取样的方法,它只要计算一次 点序列(这个序列是由 得来的)的 点离散傅里叶变换。(96-25)
a.研究两个分别具有离散傅里叶变换 和 的实序列 和 ,令 为一个复序列, , 为其离散傅里叶变换。令 、 、 、 分别表示 的实部的奇数部分、实部的偶数部分、虚部的奇数部分和虚部的偶数部分,试利用 、 、 和 表示 和 。
b.假设 是一个 点的实序列,且Байду номын сангаас可以被2整除,令 和 为两个 点序列,其定义为: