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清華大學 - 話題

2010年清華大學信號與系統專業全基礎過關自測試卷(一)
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小白楊
  • 積分:482
  • 注冊于:2010-08-02
發表于 2010-09-15 00:47
樓主
(一)就是下冊書99頁例8-23。給出差分方程如下:
y(n)-y(n-1)+1/2y(n-2)=x(n-1)(也就是把書上的a1=1,a2=-1/2,b1=1)
  求系統函數H(s)和單位樣值響應h(n),并畫出h(n)的波形和|H|~ω圖和
實現該差分方程的最簡單的方框圖。
  提示:最好按書上的方法做,不然很麻煩。

(二)給出信號流圖和起始條件,要求H(s)和零輸入解。代公式就行了。
總共有三個狀態變量λ1,λ2,λ3,其中只有λ1是可觀可控的,λ2可觀不可控,
λ3可控不可觀。所以其實在求H(s)時只要考慮λ1就行了。求H(s)可以用梅森公式
我用的是式(12-4),就是H(s)=C(sI-A)^(-1)B+D。求零輸入解用公式(12-46)。

(三)一個頻率帶限為-ωm~ωm的信號f(t),頻域為F(ω),先讓它時域乘cos(ωct),得
到X1(ω),然后通過截止頻率為ωc的理想高通(ωc≈3ωm),得到X2(ω),再時域
乘cos[(ωc+ωm)t],得到X3(ω),再通過截止頻率為ωm的低通,得到Y(ω)。畫出
各個信號頻譜。并問要想恢復原來的信號f(t),應該對y(t)怎么做,畫方框圖。
就是畫圖,不要求推導過程,畫圖時要注意標出幅度和頻率。這道題實際上就是所
謂的“倒譜”,一種簡單的加密方式。

(四)信號f(t)=cos(ωmt),fT(t)=∑,T=π/2ωm,
fC(t)=sgn,f1(t)=f(t)fT(t),f2(t)=f(t)fC(t),要求畫出F1(ω)和
F2(ω)的幅度特性圖。并給出恢復為原信號的方法。
注意:f1(t)就是用矩形脈沖抽樣,上冊書152頁。此處ωs=2π/T=4ωm,帶寬τ=T/2
畫頻譜時注意幅度。又知fC(t)=2fT(t)-1,因此f2(t)=2f1(t)-f(t),
F2(ω)=2F1(ω)-F(ω),故幅度特性也可以畫出。
至于恢復,第一個原則上要使用補償低通,但鑒于本題的特點一般的低通也可以;
第二個從原則上講也要用補償低通(或帶通)才行,但本題的特點似乎一般的也可以
,但必須要進行頻譜搬移-低通之后,才能恢復原信號。


(五)填空(部分)。
1、理想低通H(jω)=2exp(-2jω),
信號為y(t)=sin(ω0t)+1/3sin(3ω0t),求通過低通后得到的信號。并問是否失真。
因為低通截止頻率為4ω0,所以輸出應該是2sin[ω0(t-2)]+2/3sin[3ω0(t-2)],理
想低通,顯然不失真。

下面就記不清了,還有這樣一些題。

A.求逆Z變換。好象是X(z)=0.5z/(z-0.5)(z-1),雙邊變換,0.5<|z|<1;
x(n)=-1/2(0.5)^n*u(n-1)-u(-n)。

B.關于碼速與帶寬。給出碼速為fm(bps),寫出矩形碼、升余弦碼、Sa碼的帶寬;
矩形碼、升余弦碼帶寬為2πfm,Sa碼帶寬為πfm。要求寫角頻率。

C.離散全通函數。H(z)=(z-3)/(z-k),求k,求|H(exp(jω))|;
k=1/3,|H(exp(jω))|=3。

D.sin(ωt)的自相關函數;
   1/2cos(ωt)。全通函數見《信號與系統》下冊書102頁。

  E.匹配濾波器;
按定義,h(t)=s(T-t)。

  F.功率譜。

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