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北邮通信原理第六章习题解析:信号与系统的频域分析

时间:2023-06-28 01:27:17 信息发展

在北邮通信原理这门课程中,第六章是一个非常重要的章节,它涉及了信号与系统的频域分析,包括傅里叶级数、傅里叶变换、拉普拉斯变换、频谱和滤波器等概念。这些概念不仅是通信原理的基础,也是后续学习数字信号处理、模拟电路和数字电路等课程的必备知识。因此,我们需要认真学习和复习这一章的内容,掌握其核心思想和方法。

本文将为大家提供一些复习指导,帮助大家理解和解答第六章的习题。我们将按照以下的步骤进行:

1. 回顾第六章的主要内容,总结其关键点和公式。

2. 选择几道典型的习题,分析其解题思路和步骤。

3. 给出一些常见的错误和注意事项,避免在考试中失分。

第六章主要内容

第六章主要讲述了如何用频域的方法来分析信号与系统,即如何将时域的信号或系统用傅里叶级数或傅里叶变换表示为频域的信号或系统,以及如何利用频域的性质来简化计算和设计。

我们需要掌握以下几个方面的知识:

1.傅里叶级数:用于将周期信号表示为不同频率的正弦波或余弦波的叠加,其系数称为傅里叶系数,其幅度称为幅度谱,其相位称为相位谱。

2.傅里叶变换:用于将非周期信号表示为连续频率的正弦波或余弦波的积分,其积分核称为傅里叶变换对,其绝对值称为幅度谱,其相角称为相位谱。

3.拉普拉斯变换:用于将因果信号表示为复频域的函数,其变换核称为拉普拉斯变换对,其极点和零点决定了信号或系统的稳定性和响应特性。

4.频谱:用于描述信号或系统在频域上的特征,包括幅度谱、相位谱、功率谱、能量谱等。

5.滤波器:用于根据给定的频率特性来选择性地通过或抑制某些频率成分的线性时不变系统,包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器等。

以下是一些常用的公式:

1.傅里叶级数展开式:

2.傅里叶变换对:

3.拉普拉斯变换对:

4.频谱的性质:

5.对称性:实信号的傅里叶变换是共轭对称的,即$X(-j\\omega) = X*(j\\omega)$,虚信号的傅里叶变换是共轭反对称的,即$X(-j\\omega) = -X*(j\\omega)$。

6.奇偶性:奇信号的傅里叶变换是纯虚的,偶信号的傅里叶变换是纯实的。

7.线性性:线性组合的信号的傅里叶变换等于傅里叶变换的线性组合,即$ax_1(t)+bx_2(t) \\leftrightarrow aX_1(j\\omega)+bX_2(j\\omega)$。