(2)
5 2 4 -1 2-3 2 15 2 4 -1 210 4 8 -2 4-15 -6 -12 3 -6-15 4 -3 13 -4 3 22-13 4 -3 13 -4 3 2
y1(n)= x(n)⑥h(n)= {-13,4,-3,13,-4,3}
(3)因为8>(5+3-1),
所以y3(n)= x(n)⑧h(n)={-15,4,-3,13,-4,3,2,0} y3(n)与y(n)非零部分相同。
六.用窗函数设计FIR滤波器时,滤波器频谱波动由什么决定 _____________,滤波器频谱过渡带由什么决定_______________。 解:窗函数旁瓣的波动大小,窗函数主瓣的宽度
七.一个因果线性时不变离散系统,其输入为x[n]、输出为y[n],系统的差分方程如下:
y(n)-0.16y(n-2)= 0.25x(n-2)+x(n) (1) 求系统的系统函数 H(z)=Y(z)/X(z); (2) 系统稳定吗?
(3) 画出系统直接型II的信号流图; (4) 画出系统幅频特性。 解:(1)方程两边同求Z变换:
Y(z)-0.16z-2Y(z)= 0.25z-2X(z)+X(z)
Y(z)1?0.25z?2
H(z)??X(z)1?0.16z?2(2)系统的极点为:0.4和-0.4,在单位圆内,故系统稳定。 (3)
x(n)z-1y(n)0.16z-10.25 (4)
ImH(ej?)j0.5-0.40.40-j0.52.7Re????20.340?2??
八.如果需要设计FIR低通数字滤波器,其性能要求如下: (1)阻带的衰减大于35dB, (2)过渡带宽度小于?/6.
请选择满足上述条件的窗函数,并确定滤波器h(n)最小长度N
窗函数矩形汉宁汉明布莱克曼主瓣宽度过渡带宽4?/N8?/N8?/N12?/N1.8?/N6.2?/N6.6?/N11?/N旁瓣峰值衰减(dB)-13-31-41-57阻带最小衰减(dB)-21-44-53-74解:根据上表,我们应该选择汉宁窗函数,
8???N6N?48十.已知 FIR DF的系统函数为H(z)=3-2z-1+0.5z-2-0.5z-4+2z-5-3z-6,试分别画出直接型、线性相位结构量化误差模型。
x(n)3z-1z-1z-1z-1z-1z-1-20.5-0.52-3y(n)直接型
e1(n)e2(n)e3(n)e4(n)e5(n)e6(n)
x(n)线性相位型3-1z-1-1z-1-1z-1z-1z-1z-1y(n)e1(n)-20.5e2(n)e3(n)
十一.两个有限长的复序列x[n]和h[n],其长度分别为N 和M,设两序列的线性卷积为y[n]=x[n]*h[n],回答下列问题:. (1) 序列y[n]的有效长度为多长?
(2) 如果我们直接利用卷积公式计算y[n] ,那么计算全部有效y[n]的需要多少次复数乘法?
(3) 现用FFT 来计算y[n],说明实现的原理,并给出实现时所需满足的条件,画出实现的方框图,计算该方法实现时所需要的复数乘法计算量。 解:(1) 序列y[n]的有效长度为:N+M-1;
(2) 直接利用卷积公式计算y[n], 需要MN次复数乘法 (3) 需要
3Llog2L次复数乘法。
补零L点-DFTL点-IDFT补零L点-DFT
十二.用倒序输入顺序输出的基2 DIT-FFT 算法分析一长度为N点的复序列x[n] 的DFT,回答下列问题:
(1) 说明N所需满足的条件,并说明如果N不满足的话,如何处理?
(2)如果N=8, 那么在蝶形流图中,共有几级蝶形?每级有几个蝶形?确定第2级中蝶形的蝶距(dm)和第2级中不同的权系数(WNr )。 (3) 如果有两个长度为N点的实序列y1[n]和y2 [n],能否只用一次N点的上述FFT运算来计算出y1[n]和y2 [n]的DFT,如果可以的话,写出实现的原理及步骤,并
计算实现时所需的复数乘法次数;如果不行,说明理由。
解(1)N应为2的幂,即N=2m,(m为整数);如果N不满足条件,可以补零。
knY[k]??y[n]WNn?0N?1 (2)3级,4个,蝶距为2,WN ,WN (3) y[n]=y1[n]+jy2[n]
02
1Y1[k]?Yep[k]?{Y[((k))N]?Y*[((?k))N]}21Y2[k]?Yop[k]?{Y[((k))N]?Y*[((?k))N]}2十三.考虑下面4个8点序列,其中 0≤n≤7,判断哪些序列的8点DFT是实数,那些序列的8点DFT是虚数,说明理由。 (1) x1[n]={-1, -1, -1, 0, 0, 0, -1, -1}, (2) x2[n]={-1, -1, 0, 0, 0, 0, 1, 1}, (3) x3[n]={0, -1, -1, 0, 0, 0, 1, 1}, (4) x4[n]={0, -1, -1, 0, 0, 0, -1, -1}, 解:
共轭反对称分量: 共轭对称分量:
DFT[xe(n)]=Re[X(k)] DFT[x0(n)]=jIm[X(k)]
*xo(n)??xo(N?n)??Xo(N?n)*xe(n)?xe(N?n)?Xe(N?n)x4[n]的DFT是实数 , 因为它们具有周期性共轭对称性;x3[n] 的DFT是虚数 , 因为它具有周期性共轭反对称性 十四. 已知系统函数H(z)?解:
2?0.25z?1 H(z)??1?21?0.25z?0.3zY(z)2?0.25z?1 ??1?2X(z)1?0.25z?0.3z2?0.25z?11?0.25z?1?0.3z?2,求其差分方程。
Y(z)(1?0.25z?1?0.3z?2)?X(z)(2?0.25z?1)
y(n)?0.25y(n?1)?0.3y(n?2)?2x(n)?0.25x(n?1)
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