信号与系统分析2025(春季)作业要求:第九次作业

TsinghuaJoking 2025-04-18 07:30

    01 础作业

    一、信号采样与恢复

    1、信号的奈奎斯特频率(必做题)

      信号的奈奎斯特(Nyquist)频率定义为频谱受限信号的最高频率两倍。假设信号  的奈奎斯特频率为   ,求下面信号的奈奎斯特频率:

      (1)

      (2)

      (3)

      (4)

      (5)

    2、信号恢复时间间隔(选做题)

      已知两个信号  都是频谱受限信号,它们各自最大角频率为  ,且  。设:

      利用周期为 T 的周期冲激信号  分别乘以  ,得到采样信号   。

      给出能够从  中恢复出  对应的最大采样间隔   。

    提示: 这个选做题绕了很大一个圈子,实际上是询问  的最大频率,或者对应的 奈奎斯特频率。

    3、信号采样分析

    (1)第一小题(必做题)

      已知信号  的表达式为:

      使用采样频率   对该信号进行采样。

      (1)  绘制出   的频谱;

      (2)  会知识采样信号  的频谱;

      (3) 使用理想低通滤波器从采样信号中无失真恢复出   ,求该低通滤波器带宽的范围。

      (4) 信号   对应的奈奎斯特频率是多少?

    (2)第二小题(必做题)

      已知信号   的频谱为   ,如下图所示:

      注: 上面频谱中频率为信号对应的角频率。

      (1)  求   和   对应的奈奎斯特频率,既个信号最高频率的 2倍。

      (2) 利用周期脉冲信号   对   进行采样,其中:

      绘制采样后信号  的频谱,并判断是否发生了频率混叠。

    (3)第三小题(选做题)

      已知信号处理系统如下图所示:

      系统中的各个信号为:

      (1)  为了从   中无失真恢复出  ,写出最大抽样间隔  。

      (2) 当  时,绘制出  的频谱的幅度谱  。

    二、平顶采样

      信号  的最高频率为  ,其频谱为  ,如下图所示:

    ▲ 图1.2.1 信号gm(t) 的频谱

      使用下面所示的周期矩形脉冲信号  对  进行平顶采样,也就是采样后的矩形脉冲顶部是一个恒定值,与中心时间  对应的信号赋值  相同。

      其中   就是周期矩形采样信号在一个周期内对应的矩形脉冲信号。它可以表示成:

      (1)  求采样后信号  的频谱表达式,并大体绘制出频谱图;

      (2)  给出从   无失真恢复  的条件和方法;

    提示: 今年这道系统与去年有区别,所使用的是矩形脉冲进行平顶采样。

    三、有限窄带信号的采样(选做)

      已知实数信号  的频谱分布在一个有限频带内, ,如下图所示。假设信号的待会  是其最高频率  的 N 分之一,也就是:

    ▲ 图1.3.1 有限窄带信号频谱示意图

    注: 上面仅仅是有限带宽信号频谱示意图,并不代表信号频谱是两个矩形脉冲。

      试分析对该信号进行无损采样的最低频率是多少?  给出信号恢复出原始信号  的过程。

    四、信号恢复补偿

    1、采样信号恢复

    □ 必做题

      已知频谱为 5MHz 的正弦波,被 25MHz 采样后,使用 零阶保持进行恢复。

    ▲ 图1.1.1 零阶采样保持信号波形

      (1)  请写出零阶保持输出的频谱,并粗略绘制出恢复信号频谱;

      (2)  如果从上述 零阶保持恢复波形中,恢复原来的 5MHz 的正弦波,请写出补偿滤波器的频谱特性。

    ▲ 图1.1.2 补偿低通滤波器输出

    2、采样信号的频谱

      设三角形和升余弦信号的底宽都是   , 使用抽样间隔   进行采样,分别绘制出两个信号被采样后的频谱。

    □ 选做题

    ▲ 图1.1.3 三角形与升余弦脉冲信号

    02 验作业

    高斯信号单边带调制

      使用计算机产生一个高斯信号单边带(上边带)调制信号。故意选择载波频率   比较小,使得正弦调制下会产生频率混叠

      (1) 上边带调整采用 移相法 产生。验证一下是否这种调制方式所产生的单片带调制信号不会产生 “频率混叠” 现象

      (2)  设计一个流程,能够从上边带调制信号中恢复出原来的高斯信号。

    ▲ 图2.1.1 高斯信号上边带调制的频谱
    参考资料
    [1] 

    信号与系统2024(春季)作业要求以及参考答案汇总https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/136798840

    [2] 

    信号与系统 2023年春季学期期末考试命题https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/131068697

    [3] 

    信号与系统期末2024年春季学期期末考试命题-模拟考试https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/139587106

    [4] 

    信号与系统期末2024年春季学期期末考试命题-正式考试试题https://blog.csdn.net/zhuoqingjoking97298/article/details/139640739?csdn_share_tail=%7B%22type%22%3A%22blog%22%2C%22rType%22%3A%22article%22%2C%22rId%22%3A%22139640739%22%2C%22source%22%3A%22zhuoqingjoking97298%22%7D

    [5] 

    信号与系统2025(春季)作业要求及参考答案汇总https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/145879368


    TsinghuaJoking 这是一个公众号,它不端、不装,与你同游在课下、课上。 卓晴博士,清华大学中央主楼 626A。010-62773349, 13501115467,zhuoqing@tsinghua.edu.cn
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