【篇一：数字信号处理试卷及详细答案(三套)】
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一、填空题：（每空1分，共18分）
1、 数字频率?是模拟频率?对采样频率fs的归一化，其值是（连续还是离散？）。 2、 双边序列z变换的收敛域形状为。 3、 某序列的 kn
dft表达式为x(k)??x(n)wm n?0n?1
，由此可以看出，该序列时域的长度为
，变换后数字频域上相邻两个频率样点之间的间隔是2? m
8(z2?z?1)
4、 线性时不变系统离散时间因果系统的系统函数为h(z)?，则系统的极点为 2z2?5z?2 1
z1??,z2??2；系统的稳定性为。系统单位冲激响应h(n)的初值 2
h(0)?4；终值h(?)。
5、 如果序列x(n)是一长度为64点的有限长序列(0?n?63)，序列h(n)是一长度为128点
的有限长序列(0?n?127)，记y(n)?x(n)?h(n)（线性卷积），则y(n)为 64+128-1＝如果采用基2fft算法以快速卷积的方式实现线性卷积，则fft的点数至少为 256 点。
6、 用冲激响应不变法将一模拟滤波器映射为数字滤波器时，模拟频率?与数字频率?之间的 映射变换关系为?? ? t
。用双线性变换法将一模拟滤波器映射为数字滤波器时，模拟频率? 2??t
tan()或??2)。 t22
与数字频率?之间的映射变换关系为??7、当线性相位
fir数字滤波器满足偶对称条件时，其单位冲激响应h(n)满足的条件为 j?
h(n)?h(n?1?n)，此时对应系统的频率响应h(e )?h(?)ej?(?)，则其对应的相位函数 为?(?)?? n?1 ?。 2
8、请写出三种常用低通原型模拟滤波器、 二、判断题（每题2分，共10分）
1、 模拟信号也可以与数字信号一样在计算机上进行数字信号处理，只要加一道采样的工序就可 以了。（╳）
2、 已知某离散时间系统为y(n)?t[x(n)]?x(5n?3)，则该系统为线性时不变系统。(╳)
3、 一个信号序列，如果能做序列的傅里叶变换（dtft），也就能对其做dft变换。（╳） 4、 用双线性变换法进行设计iir数字滤波器时，预畸并不能消除变换中产生的所有频率点的非
线性畸变。 （√） 5、 阻带最小衰耗取决于窗谱主瓣幅度峰值与第一旁瓣幅度峰值之比。（╳） 三、（15分）、已知某离散时间系统的差分方程为
y(n)?3y(n?1)?2y(n?2)?x(n)?2x(n?1)
系统初始状态为y(?1)?1，y(?2)?2，系统激励为x(n)?(3)nu(n)， 试求：（1）系统函数h(z)，系统频率响应h(ej?)。
（2）系统的零输入响应yzi(n)、零状态响应yzs(n)和全响应y(n)。 解：（1）系统函数为h(z)? 系统频率响应h(e
1?2z?11?3z?1?2z?2 ?
z2?2zz2?3z?2 j?
e2j??3ej??2
解一：（2）对差分方程两端同时作z变换得 )?h(z)z?ej?? e2j??2ej?
y(z)?3z?1[y(z)?y(?1)z]?2z?2[y(z)?y(?1)z?y(?2)z2]?x(z)?2z?1x(z) ?x(z)
1?3z?1?2z?21?3z?1?2z?2
上式中，第一项为零输入响应的z域表示式，第二项为零状态响应的z域表示式，将初始状态及 即：y(z)?
3y(?1)?2z?1y(?1)?2y(?2)(1?2z?1) 激励的z变换x(z)? yzi(z)? z
代入，得零输入响应、零状态响应的z域表示式分别为 z?3 ?1?2z?1 ?1
1?3z?2z ?2 ??
z2?2zz?3z?2 2
zz2?2zz yzs(z)????
1?3z?1?2z?2z?3z2?3z?2z?3
将yzi(z),yzs(z)展开成部分分式之和，得 1?2z?1
yzi(z)z?23?4 ??2??
zz?1z?2z?3z?2 315
yzs(z)z?2z1?8
?2???? zz?3z?2z?3z?1z?2z?3 2 315 zz
?8z3z?4z22???即yzi(z)? yzs(z)? z?1z?2z?3z?1z?2
对上两式分别取z反变换，得零输入响应、零状态响应分别为 yzi(k)?[3?4(2)k]?(k) 315
yzs(k)?[?8(2)k?(3)k]?(k) 22
故系统全响应为 915
y(k)?yzi(k)?yzs(k)?[?12(2)k?(3)k]?(k) 22
解二、（2）系统特征方程为?2?3??2?0，特征根为：?1?1，?2?2； 故系统零输入响应形式为 yzi(k)?c1?c2(2)k 将初始条件y(?1)?1，y(?2)?2带入上式得 1?
y(?1)?c?c()?1zi12??2 解之得 c1?3，c2??4， ? 1?y(?2)?c?c()?2 zi12?4?
故系统零输入响应为：yzi(k)?3?4(2)kk?0 系统零状态响应为 yzs(z)?h(z)x(z)? 2
1?2z?11?3z?1?2z?2zz2?2zz ??2? z?3z?3z?2z?3 315
yzs(z)z?2z1?8
?2???? zz?3z?2z?3z?1z?2z?3 315 zz
?8z22??即 yzs(z)? z?1z?2z?3 315
对上式取z反变换，得零状态响应为 yzs(k)?[?8(2)k?(3)k]?(k) 22
故系统全响应为 915
y(k)?yzi(k)?yzs(k)?[?12(2)k?(3)k]?(k) 22
四、回答以下问题：
（1） 画出按时域抽取n?4点基2fft的信号流图。
（2） 利用流图计算4点序列x(n)?(2,1,3,4)（n?0,1,2,3）的dft。 （3） 试写出利用fft计算ifft的步骤。 解：（1） x(0)
x(2)x(1x(3x(0) x(1)x(2)x(3) r
010w20w20 1
1w20w2
010w40w40 11w40w4 2
w40w42
4点按时间抽取fft流图加权系数 3w40w43
?q0(0)?x(0)?x(2)?2?3?5 （2） ?
q(1)?x(0)?x(2)?2?1??1?0?q1(0)?x(1)?x(3)?1?4?5 ?
q(1)?x(1)?x(3)?1?4??3?1 1
x(0)?q0(0)?q1(0)?5?5?10x(1)?q0(1)?w4q1(1)??1?j?3
x(2)?q0(0)?w42q1(0)?5?5?0 x(3)?q0(1)?w43q1(1)??1?3j
即： x(k)?(10,?1?3j,0,?1?3j),k?0,1,2,3 （3）1）对x(k)取共轭，得x?(k)；2）对x?(k)做n点fft；3）对2）中结果取共轭并除以n。 五、（12分）已知二阶巴特沃斯模拟低通原型滤波器的传递函数为 ha(s)? 1
s2?1.414s?1
试用双线性变换法设计一个数字低通滤波器，其3db截止频率为?c器的系统函数，并用正准型结构实现之。（要预畸，设t解：（1）预畸
?0.5?rad，写出数字滤波 ?1） ?c?
（2）反归一划 ?220.5?
c)?)?2 t2t2 1 ss
()2?1.414()?122 4s2?2.828s?4 h(s)?ha(s)s? s ?c ??
（3） 双线性变换得数字滤波器 h(z)?h(s)s?21?z?1? t1?z ?1
4s2?2.828s?4 s?2
1?z?11?z?(2 4
1?z?11?z
2)?2.828?2?1 1?z?11?z?1 ?4
13.656?2.344z
（4）用正准型结构实现 x(n?
4(1?2z?1?z?2) ?2 ?
0.2929(1?2z?1?z?2) 1?0.1716z ?2 y(n)
六、（12分）设有一fir数字滤波器，其单位冲激响应h(n)如图1所示： 图1
试求：（1）该系统的频率响应h(e （2）如果记h(e j? j? )；
，?(?)为)?h(?)ej?(?)，其中，h(?)为幅度函数（可以取负值） 相位函数，试求h(?)与?(?)；
（3）判断该线性相位fir系统是何种类型的数字滤波器？（低通、高通、带通、带阻）， 说明你的判断依据。
（4）画出该fir系统的线性相位型网络结构流图。 解：（1）h(n)?(2,1,0,?1,?2) h(e
j? )?
?h(n)e n?0 4
?j?n
?h(0)?h(1)e?j??h(2)e?j2??h(3)e?j3??h(4)e?j4? ?2?e?j??e?j3??2e?j4??2(1?e?j4?)?(e?j??e?j3?)
?2e?j2?(e?j2??ej2?)?e?j2?(ej??e?j?)?e?j2?[4jsin(2?)?2jsin(?)] （2）h(e)?e j? ?j2? e j ?
j(?2?)
2[4sin(2?)?2sin(?)]?e2[4sin(2?)?2sin(?)] ? ?2? 2
?)??h(?) （3）
h(2???)?4sin[2(2???)]?2sin(2???)??4sin(2?)?2sin(
故 当??0时，有h(2?)??h(0)?h(0)，即h(?)关于0点奇对称，h(0)?0；
当???时，有h(?)??h(?))，即h(?)关于?点奇对称，h(?)?0 上述条件说明，该滤波器为一个线性相位带通滤波器。 （4）线性相位结构流图 x(n?1
h(?)?4sin(2?)?2sin(?)， ?(?)? ? y(n)
（二）
一、单项选择题（本大题20分，每小题4分）
【篇二：数字信号处理试题及答案】
。 （a）0.125 （b）0.25 （c）8 （d）16。
2、一个序列x(n)的离散傅里叶变换的变换定义为 （b） 。 j?
（a）x(e)? ?
n??? ?x(n)e ?n ?
?jn?
（b）x(k)? ?x(n)e n?0 ?n n?1
?j2?nk/n （c）x(z)? n??? ?x(n)z
（d）x(zk)? ?x(n)a n?0 n?1 wkn。
3、对于m点的有限长序列，频域采样不失真恢复时域序列的条件是频域采样点数n（a） 。 （a）不小于m （b）必须大于m （c）只能等于m （d）必须小于m。 4、有界输入一有界输出的系统称之为 （b）。
（a）因果系统 （b）稳定系统 （c）可逆系统 （d）线性系统。 j(?0?2?m)n
4、时域的卷积对应于频域的乘积。（ √ ） 三、填空题（本大题10分，每小题2分）
1、在对连续信号进行频谱分析时，频谱分析范围受采样 速率的限制。 2、 ? ? ??
?(?d??
3、对于一个系统而言，如果对于任意时刻n0，系统在该时刻的响应仅取决于在时刻及其以前的输入，则称该系统为 因果 系统。。
4、对一个lsi系统而言，系统的输出等于输入信号与系统单位采样响应的线性卷积 。
5、假设时域采样频率为32khz，现对输入序列的32个点进行dft运算。此时，dft输出的各点频率间隔为 1000hz。 四、计算题（本大题20分） 某两个序列的线性卷积为 yl(n)?h(n)?x(n)
??(n)??(n?1)?2?(n?2)?2?(n?3)?3?(n?5) 计算这两个序列的4点圆周卷积。
解：将序列yl(n?rl)的值列在表中，求n=0，1，2，3时这些值的和。只有序列yl(n)和yl(n?4)在
0?n?3区间内有非零值，所以只需列出这些值，有 （此表14分，每个数据0.5分） 将0?n?3各列内的值相加，有
y(n)?h(n)④x(n)??(n)?4?(n?1)?2?(n?2)?2?(n?3)（6分） 五、分析推导题（本大题12分）
如果x(n)是一个周期为n的周期序列，则它也是周期为2n的周期序列，把x(n)看作周期为n的周期序列，其dft为x1(k)，再把x(n)看作周期为2n的周期序列，其dft为x2(k)，试利用x1(k)确定x2(k)。
解： x1(k)? ?x(n)w n?0 n?1 nk n
（3分） 2n?1 x2(k)? ?x(n)w n?0 nk2n
（3分）
令m?2n，则m?2n（3分） km
x2(k)??x()wm2=x1(k/2)（3分） 2m?0
n?1 m
六、证明题（本大题18分）
一个有限冲击响应滤波器，它的单位采样相应h(n)的长度为(2n?1)。如果h(n)为实偶序列，证明系统函数的零点对于单位圆成镜像对出现。
证： h(n)是偶序列，所以h(n)?h(?n) ?1?h(z)?h?? ?z? ?1?j?
h(?ej?)?h???e ?
又因为h(n)是实序列，故有h(z)?h*(z*) ??? （4分） ? ?1j??1
h(e?j?)?h*???e?? （4分） ??? 所以 ?1j?
h(?ej?)?h*???e ?
当z??ej?时
??? （4分） ?
h(z)?h?ej??0 （3分） ?? 当z? 1? ej?时
h(z)?h(1 ?
ej?)?h*??ej?? ?0*?0
七、综合题（本大题20分）
已知连续时间信号xa(t)?cos(16000?t)，用t?1/6000对其采样。 （1）求最小采样频率； （2）图示其频谱特性； （3）分析其频谱是否有混叠。 解：
（1）信号的最高频率?0?16000?，?s?2?/t?12000? （5分） （2） （共10分，每图5分）（3）
?s?2?/t?12000??2?0?32000?
没有满足奈奎斯特定理，频谱有混叠。 （5分） 3分） （
【篇三：数字信号处理试卷及答案 两份】
xt>一、填空题（每空1分, 共10分） 1．序列x(n)?sin(3?n/5)的周期为。 2．线性时不变系统的性质有 律。 3．对x(n)?r4(n)的z变换为
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
7．因果序列x(n)，在z→∞时，
二、单项选择题（每题2分, 共20分）
2．序列x（的长度为4，序列x（的长度为3，则它们线性卷积的长度是 （ ）1n）2n） 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 （ ）
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可完全不失真恢复原信dft的是号（ ）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
8．已知序列 b.原点 c.单位圆 d.虚轴 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， ( )
a.n≥m b.n≤mc.n≤2md.n≥2m
10．设因果稳定的lti系统的单位抽样响应h(n)，在n0时，h(n)= ( )
a.0 b.∞ c. -∞ d.1
三、判断题（每题1分, 共10分） （ ）
2．x(n)= （ ） 3．fir （ ）
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） z2
1．已知x(z)?,(z?1)(z?2)z?2，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） ．． y(n)?311y(n?1)?y(n?2)?x(n)?x(n?1) 483 3．计算下面序列的n点dft。 （1）x(n)??(n?m)
（2）x(n)?ej2?mnn(0?m?n)(0?m?n)（4分）（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 yl(n)； （4分）
（2）求两序列的6点循环卷积yc(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： y(n)?y(n?1)?y(n?2)x(n?1)
（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） 答案： 1.10
2.交换律，结合律、分配律 1?z?4
,3. 1?z?1
4. z?ej2?knz?0
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.a2.c3.b4.d5.a6.b7.c8.d9.a10.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） 答案：
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） 本题主要考查学生的分析计算能力。 评分标准：
1.所答步骤完整，答案正确，给满分；全错或不答给0分。
2.部分步骤正确、答案错误或步骤不清、答案正确，可根据对错程度，依据答案评分点给分。
3.采用不同方法的，根据具体答题情况和答案的正确给分。 答案：
1．解：由题部分分式展开
f(z)zab ???z(z?1)(z?2)z?1z?2 求系数得a=1/3 ， b=2/3
所以 f(z)?1z2z （3分） ?3z?13z?2
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 f(k)? 2．解：(8分)
3．解：（1） x(k)?wn（4分）（2）
x(k)??kn12(?1)k?(k)?(2)k?(k)（3分） 33?n,k?m（4分） ?0,k?m 4．解：（1） yl(n)={1，5，9，10，10，5，2；n=0,1,2…6} （4分）
（2） yc(n)= {3，5，9，10，10，5；n=0,1,2,4,5} （4分） （3）c≥l1+l2-1 （2分）
5．解：（1） h(z)?z（2分） 2z?z?1 （2
）11?z? （2分）； 22 h(n)??
11?n11?n()u(n)?()u(?n?1) （4分） 22数字信号处理试题及答案2
一、填空题：（每空1分，共18分）
1、 数字频率?是模拟频率?fs的归一化，其值是续 （连续还是离散？）。
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