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數字信號處理試題庫答案

2025-02-21 閱讀 5443

一.填空題

  1、一線性時不變系統,輸入為x(n)時,輸出為y(n);則輸入為2x(n)時,輸出為2y(n);輸入為x(n-3)時,輸出為y(n-3)。

  2、從奈奎斯特采樣定理得出,要使實信號采樣后能夠不失真還原,采樣頻率fs與信號最高頻率fmax關系為:fs>=2fmax。

  3、已知一個長度為N的序列x(n),它的離散時間傅立葉變換為X(ejw),它的N點離散傅立葉變換X(K)是關于X(ejw)的N點等間隔采樣。

  4、有限長序列x(n)的8點DFT為X(K),則X(K)=。

  5、用脈沖響應不變法進行IIR數字濾波器的設計,它的主要缺點是頻譜的交疊所產生的混疊現象。

  6.若數字濾波器的單位脈沖響應h(n)是奇對稱的,長度為N,則它的對稱中心是(N-1)/2。

  7、用窗函數法設計FIR數字濾波器時,加矩形窗比加三角窗時,所設計出的濾波器的過渡帶比較窄,阻帶衰減比較小。

  8、無限長單位沖激響應(IIR)濾波器的結構上有反饋環路,因此是遞歸型結構。

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

  10、用窗函數法設計FIR數字濾波器時,過渡帶的寬度不但與窗的類型有關,還與窗的采樣點數有關

  11.DFT與DFS有密切關系,因為有限長序列可以看成周期序列的主值區間截斷,而周期序列可以看成有限長序列的周期延拓。

  12.對長度為N的序列x(n)圓周移位m位得到的序列用xm(n)表示,其數學表達式為xm(n)=x((n-m))NRN(n)。

  13.對按時間抽取的基2-FFT流圖進行轉置,并將輸入變輸出,輸出變輸入即可得到按頻率抽取的基2-FFT流圖。

  14.線性移不變系統的性質有交換率、結合率和分配律。

  15.用DFT近似分析模擬信號的頻譜時,可能出現的問題有混疊失真、泄漏、柵欄效應和頻率分辨率。

  16.無限長單位沖激響應濾波器的基本結構有直接Ⅰ型,直接Ⅱ型,串聯型和并聯型四種。

  17.如果通用計算機的速度為平均每次復數乘需要5μs,每次復數加需要1μs,則在此計算機上計算210點的基2FFT需要10級蝶形運算,總的運算時間是______μs。

二.選擇填空題

  1、δ(n)的z變換是A。

  A.1

  B.δ(w)

  C.2πδ(w)

  D.2π

  2、從奈奎斯特采樣定理得出,要使實信號采樣后能夠不失真還原,采樣頻率fs與信號最高頻率fmax關系為:A。

  A.fs≥2fmax

  B.fs≤2fmax

  C.fs≥fmax

  D.fs≤fmax

  3、用雙線性變法進行IIR數字濾波器的設計,從s平面向z平面轉換的關系為s=C。

  A.

  B.s

  C.

  D.

  4、序列x1(n)的長度為4,序列x2(n)的長度為3,則它們線性卷積的長度是,5點圓周卷積的長度是。

  A.5,5

  B.6,5

  C.6,6

  D.7,5

  5、無限長單位沖激響應(IIR)濾波器的結構是C型的。

  A.非遞歸

  B.反饋

  C.遞歸

  D.不確定

  6、若數字濾波器的單位脈沖響應h(n)是對稱的,長度為N,則它的對稱中心是B。

  A.N/2

  B.(N-1)/2

  C.(N/2)-1

  D.不確定

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

  A.2π

  B.4π

  C.2

  D.8

  8、一LTI系統,輸入為x(n)時,輸出為y(n);則輸入為2x(n)時,輸出為;輸入為x(n-3)時,輸出為。

  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、用窗函數法設計FIR數字濾波器時,加矩形窗時所設計出的濾波器,其過渡帶比加三角窗時,阻帶衰減比加三角窗時。

  A.窄,小

  B.寬,小

  C.寬,大

  D.窄,大

  10、在N=32的基2時間抽取法FFT運算流圖中,從x(n)到X(k)需B級蝶形運算過程。

  A.4

  B.5

  C.6

  D.3

  11.X(n)=u(n)的偶對稱部分為(A)。

  A.1/2+δ(n)/2

  B.1+δ(n)

  C.2δ(n)

  D.u(n)-δ(n)

  12.下列關系正確的為(B)。

  A.

  B.

  C.

  D.

  13.下面描述中最適合離散傅立葉變換DFT的是(B)

  A.時域為離散序列,頻域也為離散序列

  B.時域為離散有限長序列,頻域也為離散有限長序列

  C.時域為離散無限長序列,頻域為連續周期信號

  D.時域為離散周期序列,頻域也為離散周期序列

  14.脈沖響應不變法(B)

  A.無混頻,線性頻率關系

  B.有混頻,線性頻率關系

  C.無混頻,非線性頻率關系

  D.有混頻,非線性頻率關系

  15.雙線性變換法(C)

  A.無混頻,線性頻率關系

  B.有混頻,線性頻率關系

  C.無混頻,非線性頻率關系

  D.有混頻,非線性頻率關系

  16.對于序列的傅立葉變換而言,其信號的特點是(D)

  A.時域連續非周期,頻域連續非周期

  B.時域離散周期,頻域連續非周期

  C.時域離散非周期,頻域連續非周期

  D.時域離散非周期,頻域連續周期

  17.設系統的單位抽樣響應為h(n),則系統因果的充要條件為(C)

  A.當n>0時,h(n)=0

  B.當n>0時,h(n)≠0

  C.當nN2,至少要做(B)點的DFT。

  A.N1

  B.N1+N2-1

  C.N1+N2+1

  D.N2

  31.y(n)+0.3y(n-1)

  =x(n)與y(n)=-0.2x(n)+x(n-1)是(C)。

  A.均為IIR

  B.均為FIR

  C.前者IIR,后者FIR

  D.前者FIR,后者IIR

三.判斷題

  1、在IIR數字濾波器的設計中,用脈沖響應不變法設計時,從模擬角頻率向數字角頻率轉換時,轉換關系是線性的。(√)

  2.在時域對連續信號進行抽樣,在頻域中,所得頻譜是原信號頻譜的周期延拓。(√)

  3、x(n)=cos(w0n)所代表的序列一定是周期的。(×)

  4、y(n)=x2(n)+3所代表的系統是時不變系統。(√)

  5、用窗函數法設計FIR數字濾波器時,改變窗函數的類型可以改變過渡帶的寬度。(√)

  6、有限長序列的N點DFT相當于該序列的z變換在單位圓上的N點等間隔取樣。(√)

  7、一個線性時不變離散系統是因果系統的充分必要條件是:系統函數H(Z)的極點在單位圓內。(×)

  8、有限長序列的數字濾波器都具有嚴格的線性相位特性。(×)

  9、x(n),y(n)的線性卷積的長度是x(n),y(n)的各自長度之和。(×)

  10、用窗函數法進行FIR數字濾波器設計時,加窗會造成吉布斯效應。(√)

  11、用頻率抽樣法設計FIR數字濾波器時,

  12、在IIR數字濾波器的設計中,用雙線性變換法設計時,從模擬角頻率向數字角頻率轉換時,轉換關系是線性的。(×)

  13.在頻域中對頻譜進行抽樣,在時域中,所得抽樣頻譜所對應的序列是原序列的周期延拓。(√)

  14、有限長序列h(n)滿足奇、偶對稱條件時,則濾波器具有嚴格的線性相位特性。(√)

  15、y(n)=cos[x(n)]所代表的系統是線性系統。(×)

  16、x(n),y(n)的循環卷積的長度與x(n),y(n)的長度有關;x(n),y(n)的線性卷積的長度與x(n),y(n)的長度無關。(×)

  17、在N=8的時間抽取法FFT運算流圖中,從x(n)到x(k)需3級蝶形運算過程。(√)

  18、用頻率抽樣法設計FIR數字濾波器時,基本思想是對理想數字濾波器的頻譜作抽樣,以此獲得實際設計出的濾波器頻譜的離散值。(√)

  19、用窗函數法設計FIR數字濾波器和用頻率抽樣法設計FIR數字濾波器的不同之處在于前者在時域中進行,后者在頻域中進行。(√)

  20、用窗函數法設計FIR數字濾波器時,加大窗函數的長度可以減少過渡帶的寬度,改變窗函數的種類可以改變阻帶衰減。(√)

  21、一個線性時不變的離散系統,它是因果系統的充分必要條件是:系統函數H(Z)的極點在單位圓外。(×)

  22、一個線性時不變的離散系統,它是穩定系統的充分必要條件是:系統函數H(Z)的極點在單位圓內。(√)

  23.對正弦信號進行采樣得到的正弦序列必定是周期序列。(×)

  24.常系數差分方程表示的系統必為線性移不變系統。(×)

  25.序列的傅里葉變換是周期函數。(√)

  26.因果穩定系統的系統函數的極點可能在單位圓外。(×)

  27.FIR濾波器較之IIR濾波器的最大優點是可以方便地實現線性相位。(√)

  28.用矩形窗設計FIR濾波器,增加長度N可改善通帶波動和阻帶衰減。(×)

  29.采樣頻率fs=5000Hz,DFT的長度為2000,其譜線間隔為2.5Hz。(√)

三、計算題

  一、設序列x(n)={4,3,2,1},另一序列h(n)={1,1,1,1},n=0,1,2,3

  (1)試求線性卷積y(n)=x(n)*h(n)

  (2)試求6點循環卷積。

  (3)試求8點循環卷積。

  二.數字序列

  x(n)如圖所示.畫出下列每個序列時域序列:

  (1)x(n-2);

  (2)x(3-n);(3)x[((n-1))6],(0≤n≤5);(4)x[((-n-1))6],(0≤n≤5);

  三.已知一穩定的LTI

  系統的H(z)為試確定該系統H(z)的收斂域和脈沖響應h[n]。

  解:

  系統有兩個極點,其收斂域可能有三種形式,|z|2因為穩定,收斂域應包含單位圓,則系統收斂域為:0.5(5+3-1),所以y3(n)=x(n)⑧h(n)={-15,4,-3,13,-4,3,2,0}y3(n)與y(n)非零部分相同。

  六.用窗函數設計FIR濾波器時,濾波器頻譜波動由什么決定_____________,濾波器頻譜過渡帶由什么決定_______________。

  解:窗函數旁瓣的波動大小,窗函數主瓣的寬度

  七.一個因果線性時不變離散系統,其輸入為x[n]、輸出為y[n],系統的差分方程如下:

  y(n)-0.16y(n-2)=0.25x(n-2)+x(n)

  (1)求系統的系統函數H(z)=Y(z)/X(z);

  (2)系統穩定嗎?

  (3)畫出系統直接型II的信號流圖;

  (4)畫出系統幅頻特性。

  解:(1)方程兩邊同求Z變換:

  Y(z)-0.16z-2Y(z)=

  0.25z-2X(z)+X(z)

  (2)系統的極點為:0.4和-0.4,在單位圓內,故系統穩定。

  (3)

  (4)

  八.如果需要設計FIR低通數字濾波器,其性能要求如下:

  (1)阻帶的衰減大于35dB,(2)過渡帶寬度小于p/6.請選擇滿足上述條件的窗函數,并確定濾波器h(n)最小長度N

  解:根據上表,我們應該選擇漢寧窗函數,

  十.已知FIRDF的系統函數為H(z)=3-2z-1+0.5z-2-0.5z-4+2z-5-3z-6,試分別畫出直接型、線性相位結構量化誤差模型。

  十一.兩個有限長的復序列x[n]和h[n],其長度分別為N和M,設兩序列的線性卷積為y[n]=x[n]*h[n],回答下列問題:.

  (1)序列y[n]的有效長度為多長?

  (2)如果我們直接利用卷積公式計算y[n],那么計算全部有效y[n]的需要多少次復數乘法?

  (3)現用FFT來計算y[n],說明實現的原理,并給出實現時所需滿足的條件,畫出實現的方框圖,計算該方法實現時所需要的復數乘法計算量。

  解:(1)序列y[n]的有效長度為:N+M-1;

  (2)直接利用卷積公式計算y[n],需要MN次復數乘法

  (3)需要次復數乘法。

  十二.用倒序輸入順序輸出的基2DIT-FFT算法分析一長度為N點的復序列x[n]的DFT,回答下列問題:

  (1)說明N所需滿足的條件,并說明如果N不滿足的話,如何處理?

  (2)如果N=8,那么在蝶形流圖中,共有幾級蝶形?每級有幾個蝶形?確定第2級中蝶形的蝶距(dm)和第2級中不同的權系數(WNr)。

  (3)如果有兩個長度為N點的實序列y1[n]和y2[n],能否只用一次N點的上述FFT運算來計算出y1[n]和y2[n]的DFT,如果可以的話,寫出實現的原理及步驟,并計算實現時所需的復數乘法次數;如果不行,說明理由。

  解(1)N應為2的冪,即N=2m,(m為整數);如果N不滿足條件,可以補零。

  (2)3級,4個,蝶距為2,WN0,WN2

  (3)y[n]=y1[n]+jy2[n]

  十三.考慮下面4個8點序列,其中0≤n≤7,判斷哪些序列的8點DFT是實數,那些序列的8點DFT是虛數,說明理由。

  (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:

  DFT[xe(n)]=Re[X(k)]

  DFT[x0(n)]=jIm[X(k)]

  x4[n]的DFT是實數,因為它們具有周期性共軛對稱性;

  x3[n]的DFT是虛數,因為它具有周期性共軛反對稱性

  十四.已知系統函數,求其差分方程。

  解:

  十五.已知,畫系統結構圖。

  解:

  直接型I:

  直接型II:

  級聯型:

  并聯型:

篇2:信號處理算法崗位職責

信號處理算法工程師崗位描述:

1.負責傳感器的嵌入式信號處理算法研究與工程實現;

2.配合硬件工程師、嵌入式軟件工程師實現對傳感器數據的采集、整理;

3.通過仿真和實際數據評價,持續優化信號處理算法,提升產品性能;

4.負責相關技術文檔編寫。

崗位要求:

1.本科以上學歷,數學、電子信息類相關專業背景,3年以上相關經驗;

2.具有良好的通信與數字信號處理理論基礎,熟悉信號處理原理與方法,精通MATLAB等算法工具;

3.具有高速AD采樣、高速DA回放、雷達信號處理工程經驗者優先;

4.熟悉XilinxFPGA、DSP、STM32等處理器,能夠使用C、Verilog、VHDL等語言進行獨立編程;

5.熟悉ISE、vivado、systemgenerator等FPGA控制及算法開發流程;

6.具有較好的數模電路、信號與系統基礎知識,能熟練使用相關儀器進行信號采集/測試;

7.具有較強的上進心,有協作精神,執行力高,吃苦耐勞。崗位描述:

1.負責傳感器的嵌入式信號處理算法研究與工程實現;

2.配合硬件工程師、嵌入式軟件工程師實現對傳感器數據的采集、整理;

3.通過仿真和實際數據評價,持續優化信號處理算法,提升產品性能;

4.負責相關技術文檔編寫。

崗位要求:

1.本科以上學歷,數學、電子信息類相關專業背景,3年以上相關經驗;

2.具有良好的通信與數字信號處理理論基礎,熟悉信號處理原理與方法,精通MATLAB等算法工具;

3.具有高速AD采樣、高速DA回放、雷達信號處理工程經驗者優先;

4.熟悉XilinxFPGA、DSP、STM32等處理器,能夠使用C、Verilog、VHDL等語言進行獨立編程;

5.熟悉ISE、vivado、systemgenerator等FPGA控制及算法開發流程;

6.具有較好的數模電路、信號與系統基礎知識,能熟練使用相關儀器進行信號采集/測試;

7.具有較強的上進心,有協作精神,執行力高,吃苦耐勞。