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信号与系统期末试卷含答案全

一.填空题(本大题共10空,每空2分,共20分。

) 1.()*(2)k k εδ-= . 2.sin()()2
t
d π
τδττ-∞+
=⎰ .
3. 已知信号的拉普拉斯变换为
1
s a
-,若实数a ,则信号的傅里叶变换不存在.
4. ()()()t h t f t y *=,则()=t y 2 .
5. 根据Parseval 能量守恒定律,计算⎰∞
∞-=dt t t 2
)sin (
. 6. 若)(t f 最高角频率为m ω,则对)2()4()(t
f t f t y =取样,其频谱不混迭的
最大间隔是 .
7. 某因果线性非时变(LTI )系统,输入)()(t t f ε=时,输出为:
)1()()(t t e t y t --+=-εε;则)2()1()(---=t t t f εε时,输出)(t y f = .
8. 已知某因果连续LTI 系统)(s H 全部极点均位于s 左半平面,则∞
→t t h )(的值为 .
9. 若)()(ωj F t f ↔,已知)2cos()(ωω=j F ,试求信号)(t f 为 .
10.已知某离散信号的单边z 变换为)
3(,)3)(2(2)(2>+-+=z z z z
z z F ,试求其反
变换)(k f = .
二.选择题(本大题共5小题,每题4分,共20分。

) 1.下列信号的分类方法不正确的是 :
A 、数字信号和离散信号
B 、确定信号和随机信号
C 、周期信号和非周期信号
D 、因果信号与反因果信号 2. )]2()()[2()]()2([2)(1--++-+=t t t t t t f εεεε,则
)]1()2
1
()[21()(--+-=t t t f t f εε的波形是 。

3. 已知一连续时间LTI 系统的频响特性
ωω
ωj j j H -+=
11)(,该系统的幅频特
性=)(ωj H ______,相频特性)(ωϕj =______,是否是无失真的传输系统
______
A 、2,2arctan()ω,不是
B 、2,arctan()ω,是
C 、1,2arctan()ω,不是
D 、1,arctan()ω,是
4. 设有一个离散反馈系统,其系统函数为:)
1(2)(k z z
z H --=
,问若要使
该系统稳定,常数应k 该满足的条件是
A 、5.15.0<<k
B 、5.0>k
C 、5.1<k
D 、+∞<<∞-k 5. 函数2sgn(4)t -等价于下面哪个函数
A 、(2)(2)t t εε-+--
B 、12(2)2(2)t t εε--+--
C 、(2)(2)(2)t t t εεε-+---+
D 、
12(2)2(2)t t εε-++-
三.计算题(本大题共4小题,每题9分,共36分) 1. 已知某系统:)()(n nf n y =试判断其线性,时不变性,因果性,稳定性等特性,并说明理由(可在下页作答)。

2. 已知信号)(t f 和)(t g 如图A-1所示,画出卷积()*()f t g t 的波形并写出信号
[()*()]d
f t
g t dt
的表达式。

图 A-1
3. 已知H(s)的零、极点分布图如示,并且h(0+)=2。

求H(s)和h(t)的表达式。

4.已知描述连续系统输入)(t x 和输出)(t y 的微分方程为 式中,d c b a ,,,为常数。

若选取状态变量为
试列写该系统的状态方程和输出方程;
四.综合题(本大题共2小题,每题12分,共24分) 1、一线性时不变因果离散时间系统的差分方程描述为
已知,3)2(,2)1(),()(=--=-=y y k k f ε由z 域求解:
(1)零输入响应)(k y x ,零状态响应)(k y f ,完全
响应)(k y ;
(2)系统函数)(z H ,单位脉冲响应)(k h ;
(3)若)5()()(--=k k k f εε,重求(1)、(2)。

2. 在图A-2 所示系统中,已知输入信号)(t f 的频谱)(ωj F ,试分析系统中A 、B 、C 、D 、E 各点频谱并画出频谱图,求出)(t y 与)(t f 的关系。

图A-2 参考答案及评分标准
一. 填空题(本大题共
5小题,每空2分,共20分。

)
1.(2)k ε-
2.()u t
3.a >0 或 大于零
4. ()()t h t f 222*
5. π
6.
m
T ωπ
ωπ34max max ==
7.
)1()2()()1()2()1(t t e t t e t t -----+-----εεεε 8. 0 9. )]
2()2([21
)(++-=t t t f δδ
10.
)(])3(2[)]([)(1k s F z k f k
k ε-+==- 注解:
得分
阅卷

…………………………………………………………..装………………….订…………………..
线………………………………………………………
5. 由于)(sin 2ωπg t t
⇔,根据Parseval 能量守恒定律,可得
6. 信号)(t f 的最高角频率为m ω,根据傅立叶变换的展缩特性可得信号
)4/(t f 的最高角频率为4/m ω,信号)2/(t f 的最高角频率为2/m ω。

根据傅立叶变换的乘积特性,两信号时域相乘,其频谱为该两信号频谱的卷积,故)2/()4/(t f t f 的最高角频率为
根据时域抽样定理可知,对信号)2/()4/(t f t f 取样时,其频谱不混迭的最大抽样间隔m ax T 为
二.选择题(本大题共5小题,每题4分,共20分。

) 1. A 2. B
3. C
4. A
5. D
注:
3. 由于)(ωj H 的分子分母互为共轭,故有 所以系统的幅度响应和相位响应分别为
1)(=ωj H ,)arctan(2)(ωωφ=
由于系统的相频响应)(ωφ不是ω的线性函数,所以系统不是无失真传输系
统。

三. 计算题
1. 解:)()(n nf n y =代表的系统是线性,时变性,因果,不稳定的系统。

理由如下: 线性特性:已知)()()(n nf n y n f =⇒,对于任意给定的不为零的常数α和β,设)()()(111n nf n y n f =⇒;)()()(222n nf n y n f =⇒,则有 因此,该系统是线性系统。

时不变性:已知)()()(n nf n y n f =⇒,则有 因此,该系统是时变系统。

因果性:由)()(n nf n y =可知,系统的当前输出仅与当前输入有关,与未来输入无关,因此是因果系统。

稳定性:设系统的输入有界,即:∞<≤M n f )(,则有 因此,该系统不是稳定系统。

2. 解:)(t f 和)(t g 的卷积的波形如下图所示。

()(1)(1)f t t t εε=--+;()2()(1)(2)g t t t t εεε=---- 答案为2(1)()3(1)(2)(3)t t t t t εεεεε+---+-+-
3. 解:由分布图可得 根据初值定理,有
设 2
1)(321++++=
s k s k
s k s H 由 )()(lim s H s s k i s s i i
-=→ 得:
k 1=2 k 2=-10 k 3=10
即21010
()12
H s s s s =-
+++ 另解:也可通过部分分式展开得到()h t 的表达式(包括未知数K )后令0t +=再求出K 值。

4. 解:
因为:
)
()()()()()(2121t t a
b t by t t y a t λλλλ+-=-='=',同理可得:
)()()(312
t t a
c
t λλλ+-=',
)()()(13
t x t a
d
t +-='λλ,因此系统的状态方程为:
输出方程为:
)(1
)(1t a t y λ=
四.综合题(本大题共2小题,每题12分,共24分)
1、解:(1)对差分方程两边进行z 变换得
整理后可得
进行z 变换可得系统零输入响应为 零状态响应的z 域表示式为
进行z 反变换可得系统零状态响应为 系统的完全响应为
(2)根据系统函数的定义,可得 进行z 反变换即得
(3) 若)5()()(--=k k k f εε,则系统的零输入响应)(k y x 、单位脉冲响应)(k h 和系统函数)(z H 均不变,根据时不变特性,可得系统零状态响应为 完全响应为 2.解
A 、
B 、
C 、
D 和
E 各点频谱分别为
A 、
B 、
C 、
D 和
E 各点频谱图如图A-7所示。

将)(ωj Y 与)(ωj
F 比较可得
)(41)(ωωj F j Y =
即)(41)(t f t y =。

图A-7。

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