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数字信号处理期末试题及答案 (3)

数字信号处理卷一

一、填空题（每空1分, 共10分）

1．序列()sin(3/5)x n n π=的周期为。

2．线性时不变系统的性质有律、律、律。 3．对4()()x n R n =的Z 变换为，其收敛域为。 4．抽样序列的Z 变换与离散傅里叶变换DFT 的关系为。

5．序列x(n)=(1，-2，0，3；n=0，1，2，3), 圆周左移2位得到的序列为。 6．设LTI 系统输入为x(n) ，系统单位序列响应为h(n)，则系统零状态输出y(n)= 。 7．因果序列x(n)，在Z →∞时，X(Z)= 。

二、单项选择题（每题2分, 共20分）

1．δ(n)的Z 变换是（）A.1 B.δ(ω) C.2πδ(ω) D.2π

2．序列x 1（n ）的长度为4，序列x 2（n ）的长度为3，则它们线性卷积的长度是（）A. 3 B. 4 C. 6 D. 7

3．LTI 系统，输入x （n ）时，输出y （n ）；输入为3x （n-2），输出为（） A. y （n-2） B.3y （n-2） C.3y （n ） D.y （n ）

4．下面描述中最适合离散傅立叶变换DFT 的是（）

A.时域为离散序列，频域为连续信号

B.时域为离散周期序列，频域也为离散周期序列

C.时域为离散无限长序列，频域为连续周期信号

D.时域为离散有限长序列，频域也为离散有限长序列

5．若一模拟信号为带限，且对其抽样满足奈奎斯特条件，理想条件下将抽样信号通过即可完全不失真恢复原信号（）A.理想低通滤波器 B.理想高通滤波器 C.理想带通滤波器 D.理想带阻滤波器 6．下列哪一个系统是因果系统（）A.y(n)=x (n+2) B. y(n)= cos(n+1)x (n) C. y(n)=x (2n) D.y(n)=x (- n) 7．一个线性时不变离散系统稳定的充要条件是其系统函数的收敛域包括（） A. 实轴

B.原点

C.单位圆

D.虚轴

8．已知序列Z 变换的收敛域为｜z ｜>2，则该序列为（）A.有限长序列 B.无限长序列 C.反因果序列 D.因果序列

9．若序列的长度为M ，要能够由频域抽样信号X(k)恢复原序列，而不发生时域混叠现象，则频域抽样点数N 需满足的条件是 ( )

A.N≥M

B.N≤M

C.N≤2M

D.N≥2M

10．设因果稳定的LTI系统的单位抽样响应h(n)，在n<0时，h(n)= ( ) A.0 B.∞ C. -∞ D.1

三、判断题（每题1分, 共10分）

1．序列的傅立叶变换是频率ω的周期函数，周期是2π。（）2．x(n)= sin（ω0n)所代表的序列不一定是周期的。（）3．FIR离散系统的系统函数是z的多项式形式。（）4．y(n)=cos[x(n)]所代表的系统是非线性系统。（）5．FIR滤波器较IIR滤波器的最大优点是可以方便地实现线性相位。（）6．用双线性变换法设计IIR滤波器，模拟角频转换为数字角频是线性转换。（）7．对正弦信号进行采样得到的正弦序列一定是周期序列。（）8．常系数差分方程表示的系统为线性移不变系统。（）9．FIR离散系统都具有严格的线性相位。（）10．在时域对连续信号进行抽样，在频域中，所得频谱是原信号频谱的周期延拓。（）

四、简答题（每题5分，共20分）

1．用DFT对连续信号进行谱分析的误差问题有哪些？

2．画出模拟信号数字化处理框图，并简要说明框图中每一部分的功能作用。

3．简述用双线性法设计IIR数字低通滤波器设计的步骤。

4．8点序列的按时间抽取的（DIT ）基-2 FFT 如何表示？

五、计算题（共40分）

1．已知2

(),2(1)(2)

z X z z z z =

>+-，求x(n)。（6分）

2．写出差分方程表示系统的直接型和级联．．

型结构。（8分） )1(3

)()2(81)1(43)(-+=-+--

n x n x n y n y n y

3．计算下面序列的N 点DFT 。（1）)0()()(N m m n n x <<-=δ（4分）（2）)

0()(2N m e n x mn N

j <<=π （4分）

4．设序列x(n)={1，3，2，1；n=0,1,2,3 }，另一序列h(n) ={1，2，1，2；n=0,1,2,3}，（1）求两序列的线性卷积 y L (n)；（4分）（2）求两序列的6点循环卷积y C (n)。（4分）（3）说明循环卷积能代替线性卷积的条件。（2分）

5．设系统由下面差分方程描述：

)1()2()1()(--+-=n x n y n y n y

（1）求系统函数H （z ）；（2分）

（2）限定系统稳定．．，写出H （z ）的收敛域，并求出其单位脉冲响应h(n)。（6分）

一、填空题（本题共10个空，每空1分，共10分）

1.10

2.交换律，结合律、分配律

3. 4

1,01z z z

--->-

4. k N

j e

Z π2=

5.{0，3，1，-2; n=0,1,2,3}

6.()()()y n x n h n =*

7. x(0)

二、单项选择题（本题共10个小题，每小题2分，共20分）

1.A

2.C

3.B

4.D

5.A

6.B

7.C

8.D

9.A 10.A

三、判断题（本题共10个小题，每小题1分，共10分）

1—5全对 6—10 全错

四、简答题（本题共4个小题，每小题5分，共20分）

1.答：混叠失真；截断效应（频谱泄漏）；栅栏效应

2.答：

第1部分：滤除模拟信号高频部分；第2部分：模拟信号经抽样变为离散信号；第3部分：按照预制要求对数字信号处理加工；第4部分：数字信号变为模拟信号；第5部分：滤除高频部分，平滑模拟信号。

3.答：确定数字滤波器的技术指标；将数字滤波器的技术指标转变成模拟滤波器的技术指标；按模拟滤波器的技术指标设计模拟低通滤波器；将模拟低通滤波器转换成数字低通滤波器。

4．答：

五、计算题（本题共5个小题，共40分）

1．解：由题部分分式展开

()(1)(2)12

F z z A B

z z z z z ==+

+-+-

求系数得 A=1/3 ， B=2/3 所以 2

32131)(-+

z z

z z z F （3分）收敛域?z ?>2，故上式第一项为因果序列象函数，第二项为反因果序列象函数，则 12

()(1)()(2)()33

k k f k k k εε=-+ （3分） 2．解：(8分)

3．解：（1） kn N W

k X =)(

（4分）（2）?

??≠==m k m

k N k X ,0,)( （4分）

4．解：（1） y L (n)={1，5，9，10，10，5，2；n=0,1,2…6} （4分）

（2） y C (n)= {3，5，9，10，10，5；n=0,1,2,4,5} （4分）（3）c ≥L 1+L 2-1 （2分） 5．解：（1） 1

)(2--=

z z z

z H （2分）

（2）

5115

z -+<< （2分）； )1()251(5

1)()251(51)(--+---

=n u n u n h n

n （4分）

数字信号处理卷二

一. 填空题

1、一线性时不变系统，输入为 x（n）时，输出为y（n）；则输入为2x（n）时，输出为2y(n) ；输入为x（n-3）时，输出为 y(n-3) 。

2、从奈奎斯特采样定理得出，要使实信号采样后能够不失真还原，采样频率fs与信号最高频率

f max关系为： fs>=2f max。

3、已知一个长度为N的序列x(n)，它的离散时间傅立叶变换为X（e jw），它的N点离散傅立叶变换X（K）是关于X（e jw）的 N 点等间隔采样。

4、有限长序列x(n)的8点DFT为X（K），则X（K）= 。

5、用脉冲响应不变法进行IIR数字滤波器的设计，它的主要缺点是频谱的交叠所产生的现象。

6．若数字滤波器的单位脉冲响应h（n）是奇对称的，长度为N，则它的对称中心是 (N-1)/2 。

7、用窗函数法设计FIR数字滤波器时，加矩形窗比加三角窗时，所设计出的滤波器的过渡带比较窄，阻带衰减比较小。

8、无限长单位冲激响应（IIR）滤波器的结构上有反馈环路，因此是递归型结构。

9、若正弦序列x(n)=sin(30nπ/120)是周期的,则周期是N= 8 。

10、用窗函数法设计FIR数字滤波器时，过渡带的宽度不但与窗的类型有关，还与窗的采样点数有关

11．DFT与DFS有密切关系，因为有限长序列可以看成周期序列的主值区间截断，而周期序列可以看成有限长序列的周期延拓。

12．对长度为N的序列x(n)圆周移位m位得到的序列用xm(n)表示，其数学表达式为xm(n)=

x((n-m))NRN(n)。

13．对按时间抽取的基2-FFT流图进行转置，并将输入变输出，输出变输入即可得到按频率抽取的基2-FFT流图。

14.线性移不变系统的性质有交换率、结合率和分配律。

15.用DFT近似分析模拟信号的频谱时，可能出现的问题有混叠失真、泄漏、栅栏效应和频率分辨率。

16.无限长单位冲激响应滤波器的基本结构有直接Ⅰ型，直接Ⅱ型，串联型和并联型四种。

17.如果通用计算机的速度为平均每次复数乘需要5μs，每次复数加需要1μs，则在此计算机上计算210点的基2 FFT需要 10 级蝶形运算，总的运算时间是______μs。

二．选择填空题

1、δ(n)的z变换是 A 。

A. 1

B.δ(w)

C. 2πδ(w)

D. 2π

2、从奈奎斯特采样定理得出，要使实信号采样后能够不失真还原，采样频率f s与信号最高频率

f max关系为： A 。

A. f s≥ 2f max

B. f s≤2 f max

C. f s≥ f max

D. f s≤f max

3、用双线性变法进行IIR数字滤波器的设计，从s平面向z平面转换的关系为s= C 。

B. 1

s C.

T z

4、序列x1（n）的长度为4，序列x2（n）的长度为3，则它们线性卷积的长度是 B ，5点圆周卷积的长度是。

A. 5, 5

B. 6, 5

C. 6, 6

D. 7, 5

5、无限长单位冲激响应（IIR）滤波器的结构是 C 型的。

A. 非递归

B. 反馈

C.递归

D. 不确定

6、若数字滤波器的单位脉冲响应h（n）是对称的，长度为N，则它的对称中心是 B 。

A. N/2

B.（N-1）/2

C. （N/2）-1

D. 不确定

7、若正弦序列x(n)=sin(30nπ/120)是周期的,则周期是N= D 。

A. 2π

B. 4π

C. 2

D. 8

8、一LTI系统，输入为 x（n）时，输出为y（n）；则输入为2x（n）时，输出为 A ；输入为x（n-3）时，输出为。

A. 2y（n），y（n-3）

B. 2y（n），y（n+3）

C. y（n），y（n-3）

D. y（n），y（n+3）

9、用窗函数法设计FIR数字滤波器时，加矩形窗时所设计出的滤波器，其过渡带比加三角窗时

A ，阻带衰减比加三角窗时。

A.窄，小

B. 宽，小

C. 宽，大

D. 窄，大

10、在N=32的基2时间抽取法FFT运算流图中，从x(n)到X(k)需 B 级蝶形运算

过程。A. 4 B. 5 C. 6 D. 3