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数字信号处理期末考试试题以及参考答案

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2009-2010学年第二学期

通信工程专业《数字信号处理》(课程)参考答案及评分标准

一、选择题(每空1分,共20分)

??????1.序列x(n)?cos?n??sin?n?的周期为(A)。

?4??6?A.24 B. 2? C.8 D.不是周期的

2.有一连续信号xa(t)?cos(40?t),用采样间隔T?0.02s对xa(t)进行采样,则采样所得的时域离散信号x(n)的周期为(C)

A.20 B. 2? C.5 D.不是周期的

3.某线性移不变离散系统的单位抽样响应为h(n)?3nu(n),该系统是(B)系统。

A.因果稳定 B.因果不稳定 C.非因果稳定 D.非因果不稳定

4.已知采样信号的采样频率为fs,采样周期为Ts,采样信号的频谱是原模拟信号频谱的周期函数,周期为(A),折叠频率为(C)。

A. fs B.Ts C.fs/2 D.fs/4

5.以下关于序列的傅里叶变换X(ej?)说法中,正确的是(B)。

A.X(ej?)关于?是周期的,周期为? B.X(ej?)关于?是周期的,周期为2? C.X(ej?)关于?是非周期的

D.X(ej?)关于?可能是周期的也可能是非周期的

6.已知序列x(n)?2?(n?1)??(n)??(n?1),则X(ej?)??0的值为(C)。

A.0 B.1 C.2 D.3 7.某序列的DFT表达式为X(k)??x(n)Wn?0N?1nkM,由此可看出,该序列的时域长度是(A),变换后

数字域上相邻两个频率样点之间的间隔(C)。 A.N B.M C.2?/M D. 2?/N

8.设实连续信号x(t)中含有频率40Hz的余弦信号,现用fs?120Hz的采样频率对其进行采样,

并利用N?1024点DFT分析信号的频谱,得到频谱的谱峰出现在第(B)条谱线附近。 A.40 B.341 C.682 D.1024

9.已知x(n)??,x?(n?1)?6R6(n)?(C) 1,2,3,4?,则x?(?n)?6R6(n)?(A)A.?1,0,0,4,3,2? B.?2,1,0,0,4,3? C.?2,3,4,0,0,1? D.?0,1,2,3,4,0? 10.下列表示错误的是(B)。

?nk(N?k)nnk*nk?WN)?WNA.WN B.(WN (N?n)k?nkN/2?WN??1 C.WN D. WN11.对于N?2L点的按频率抽取基2FFT算法,共需要(A)级蝶形运算,每级需要(C)个蝶形运算。

A.L B.LC.

N 2N D.N?L 212.在IIR滤波器中,(C)型结构可以灵活控制零极点特性。

A.直接Ⅰ B.直接Ⅱ C.级联 D.并联

13.考虑到频率混叠现象,用冲激响应不变法设计IIR数字滤波器不适合于(B)。

A.低通滤波器 B.高通、带阻滤波器 C.带通滤波器 D.任何滤波器

14.以下哪种描述不属于双线性变换(A)。

A.?和?是线性关系 B.不会产生频谱混叠现象 C.s平面和z平面是单值映射 D.?和?是单值映射

15.利用窗函数设计FIR滤波器,为使滤波器的过渡带变小,可通过(A)有效实现。

A.增加窗口长度 B.改变窗口形状 C.减少窗口长度 D.窗口长度不变

16.窗函数法设计FIR滤波器时,减小通带内波动以及加大阻带衰减只能从(B)上找解决方法。 A.过渡带宽度 B.窗函数形状 C.主瓣宽度 D.滤波器的阶数

二、判断题(每题1分,共10分。各题的答案只能是“对”或“错”,要求分别

用“√”或“×”表示)

1

2??y(n)?x(n)sin(n?)97是线性移不变系统。

(×)

2.稳定系统的系统函数的收敛域必须包括单位圆。 (√)

3.同一个z变换函数,若收敛域不同,对应的序列是不同的。

(√)

4.系统函数H(z)极点的位置主要影响幅频响应峰点的位置及形状。 (√) 5

DFT在时域和频域都是离散的。

(√) 6.(×)

x(n)为N点有限长序列,

?x(TX(k)?DFn)?为周期序列。

7.在按频率抽取的基-2FFT算法中,先将x(n)按n的奇偶分为两组。 (×) 8

应不

频率

系是

线

的。

(×) 9(×)

IIR

10.窗谱中主瓣与旁瓣的相对比例由窗函数的形状决定。 (√)

三、简答题(共25分)

1.(4分)简述DTFT和z变换之间,DTFT与DFT之间的关系。 答:单位圆上的z变换是DTFT。

DFT是DTFT在[0,2?]上的N点抽样。

2.(6分)对实信号进行谱分析,要求谱分辨率F?10Hz,信号最高频率fh?2.5kHz,试确定以下参量:(1)最小记录长度T0;(2)抽样点间的最大时间间隔T;(3)在一个记录中的最小抽样点数N。

答:最小记录长度T0?1?0.1s F11??0.2?10?3 2fh5000抽样点间的最大时间间隔T?T0?500 T3.(4分)试写出按时间抽取和按频率抽取的基2-FFT算法的蝶形运算公式,已知蝶形运算的输入

在一个记录中的最小抽样点数N?分别用X1(k)和X2(k)表示,输出分别用Y1(k)和Y2(k)表示,系数用W表示。 答:DIT:Y1(k)?X1(k)?WX2(k);Y2(k)?X1(k)?WX2(k) DIF:Y1(k)?X1(k)?X2(k);Y2(k)??X1(k)?X2(k)?W

4.(6分)某一个数字滤波器的流程图如图1所示,已知b1?b2?0,a1?0.5,a2??0.5,a3??1,

试问该滤波器属于IIR滤波器还是FIR滤波器?是否具有线性相位?简要说明理由。

答:该滤波器属于FIR滤波器,因为不含反馈回路 具有线性相位,因为满足h?n???h?N?1?n? 5.(5分)试写出下列英文缩写字母的中文含义:IIR,FIR,DFT,DTFT,FFT。

答:IIR:无限长单位抽样(冲激)响应 FIR:有限长单位抽样(冲激)响应 DFT:离散傅里叶变换 DTFT:离散时间傅里叶变换 FFT:快速傅里叶变换 图1

四、计算题(共45分)

1.(6分)设两个线性移不变因果稳定系统的h1(n)和h2(n)级联后的总单位抽样响应h(n)为?(n)。

已知h1(n)??(n)?0.5?(n?1),求h2(n)。 解:h1(n)?h2(n)?h(n)

H1(z)H2(z)?H(z),而H1(z)?1?0.5z?1

1,z?0.5

1?0.5z?12.(6分)已知一个时域离散系统的流程图如图2所示,其中m为一个实常数,(1)试求系统函数H(z);(2)若系统是因果的,试求系统函数的收敛域;(3)m取何值时,该系统是因果稳

所以H2(z)?定的。

m1?z?14解:H(z)? m?11?z3图2

若系统是因果的,试求系统函数的收敛域z?m。 3m?1,即m?3,该系统是因果稳定的。 3??(n?1)??(n?2)3.(8分)设信号x(n)??(n),(1)计算x(n)与x(n)的线性卷积y1(n)(2)

计算x(n)与x(n)的8点圆周卷积y2(n),并与(1)的结果比较,指出圆周卷积与线性卷积的关系。

1,2,3,2,1? 解:y1(n)??y2(n)是y1(n)以8为周期,周期延拓再取主值区间得到的

1,0,0,0,3?,4.(9分)已知一个有限长序列为x(n)??(1)求它的8点DFTX(k);(2)已知序列y(n)的8点DFT为Y(k)?W84kX(k),求序列y(n);(3)已知序列g(n)的8点DFT为G(k)?X(k)Y(k),求序列g(n)

解:(1)x(n)??(n)?3?(n?4)

(2)由Y(k)?W84kX(k)可知,y(n)与x(n)的关系为 (3)g(n)为x(n)和y(n)的8点圆周卷积

1?1z35.(8分)设IIR数字滤波器的系统函数为H(z)?,试求该滤波器的差分方程,并3?11?21?z?z481?用一阶节的级联型以及一阶节的并联型结构实现之。(注:级联型和并联型各画一种可能的结构即可)。

解:y(n)?x(n)?级联型 或

131x(n?1)?y(n?1)?y(n?2) 34813?并联型H(z)?1?11?z1?423 1?1z22?c2s2?3?cs?3?c6.(8分)某二阶模拟低通滤波器的传输函数为Ha(s)?,试用双线性变换设计一个低通数字滤波器,并用直接Ⅱ型结构实现之,已知低通数字滤波器的3dB截止频率为(注:C?fc?1kHz,系统抽样频率为fs?4kHz。2,T为抽样周期) T2?2???2??c?2?T???tg?解:??; H(s)???ca2T?2?T?2??2?s2?3??s?3???T??T?直接Ⅱ型

注:计算结果不正确但思路正确可酌情给分

数字信号处理期末考试试题以及参考答案

2009-2010学年第二学期通信工程专业《数字信号处理》(课程)参考答案及评分标准一、选择题(每空1分,共20分)??????1.序列x(n)?cos?n??sin?n?的周期为(A)。?4??6?A.24B.2?C.8
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