信号与系统第4章答案

由此知

的频谱宽度为

,且

,则

,抽样

的最大允许间隔

(2)入信号

的频谱密度为

,所以为用冲激序列对连续时间信号为

,而单位冲激序列的频谱密度为:

进行采样,设原输

其中

则根据频域卷积定理得抽样信号

的频谱为:

,则,幅度谱如下图所表示。

5.4 对信号进行抽样,为什么一定会产生频率混叠效应?画出其抽样信号

的频谱。

解: 由第三章知识知,该单边指数信号的频谱为:

其幅度频谱和相位频谱分别为

单边非因果指数函数的波形

、 幅度谱

、相位谱

如下图所示,其中

单边指数信号的波形和频谱

显然该信号的频谱范围为整个频域,故无论如何抽样一定会产生频率混叠效应。抽样后

的频谱是将原信号频谱以抽样频率为周期进行周期延拓,幅度变为原来的而得到。

图略。

5.5 题图5.5所示的三角形脉冲,若以20Hz频率间隔对其频率抽样,则抽样后频率对应的

时域波形如何?以图解法说明。

题图 5.5

解:三角形脉冲的频谱可根据傅里叶变换的时域微分特性得到,具体求解可参考课本第三章。

由此可知,脉宽为幅度为的三角形脉冲其频谱为。其波形如图所示。

三角函数的频谱

中,

易求得

的频谱为:

在处,为零,图略。

由频域卷积定理,抽样信号的频谱为:

其中,。抽样后的频谱是将三角形

频谱以为周期做了周期延拓,幅度则变为原来的

的频谱

是带状的

,可见发生了频谱混叠现象。 ,利用卷积定理说明当

5.6 若连续信号

时,最低抽样频率只要等于就可以使抽样信号不产生频谱混叠。

证明:由频域卷积定理的抽样信号的频谱为

抽样后的频谱是以抽样频率

是带状的且

为周期做了周期延拓,幅度则变为原来的

时频谱不会混叠。

。由于频谱

,所以当

5.7 如题图5.7所示的系统。求:

(1)求冲激响应函数(2)求系统频率响应函数

特性曲线; (3)激励

,求零状态响应

,画出其波形;

与系统函数,幅频特性

和相频特性

,并画出幅频和相频

(4)激励

的值,求响应

,其中。

为奈奎斯特抽样间隔,为点上

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