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《通信原理》第七版第二章课后习题解析

时间:2023-06-28 06:41:01 信息发展

《通信原理》是一本经典的通信工程教材,由樊昌信、曹丽娜编著,已经出版了七个版本。本文将对第二章的课后习题进行解析,帮助读者掌握本章的重点知识。

第二章主要介绍了信号与系统的基本概念,包括信号的分类、表示和变换,系统的分类、特性和响应,以及时域和频域分析方法。本章共有15道课后习题,下面分别给出解答:

1. 试说明模拟信号和数字信号的区别,并举例说明。

答:模拟信号是连续变化的信号,可以用连续函数表示,如正弦波、指数函数等。数字信号是离散变化的信号,可以用离散函数表示,如脉冲序列、方波等。例如,语音信号是一种模拟信号,可以用模拟电路处理;而计算机中的二进制数据是一种数字信号,可以用数字电路处理。

2. 试说明周期信号和非周期信号的区别,并举例说明。

答:周期信号是指在一定时间间隔内重复出现的信号,可以用傅里叶级数展开,如正弦波、方波等。非周期信号是指不具有周期性的信号,可以用傅里叶变换表示,如指数函数、冲激函数等。例如,交流电源产生的电压是一种周期信号,可以用正弦波表示;而雷达发射的脉冲是一种非周期信号,可以用冲激函数表示。

3. 试说明能量信号和功率信号的区别,并举例说明。

答:能量信号是指在有限时间内具有有限能量的信号,其功率为零,如冲激函数、矩形脉冲等。功率信号是指在无限时间内具有有限平均功率的信号,其能量为无穷大,如正弦波、白噪声等。例如,闪光灯发出的光是一种能量信号,其能量为闪光持续时间乘以光强;而电视机接收到的电磁波是一种功率信号,其功率为电磁波场强平方除以阻抗。

4. 试说明确定性信号和随机性信号的区别,并举例说明。

答:确定性信号是指在任意时刻都可以精确知道其值的信号,如正弦波、方波等。随机性信号是指在任意时刻都不能精确知道其值的信号,只能知道其统计特性,如白噪声、热噪声等。例如,振荡器产生的正弦波是一种确定性信号,其幅度、频率和相位都可以测量;而麦克风接收到的环境噪声是一种随机性信号,其幅度、频率和相位都是不确定的。

5. 试说明线性信号和非线性信号的区别,并举例说明。

答:线性信号是指满足叠加原理的信号,即两个或多个信号的线性组合仍然是同类信号,如正弦波、指数函数等。非线性信号是指不满足叠加原理的信号,即两个或多个信号的线性组合不一定是同类信号,如方波、锯齿波等。例如,两个正弦波的线性组合仍然是正弦波,因此正弦波是一种线性信号;而两个方波的线性组合不一定是方波,因此方波是一种非线性信号。

6. 试说明实值信号和复值信号的区别,并举例说明。

答:实值信号是指其值只有实数部分的信号,如正弦波、方波等。复值信号是指其值有实数部分和虚数部分的信号,如复指数函数、复正弦波等。例如,电阻器上的电压是一种实值信号,其值只有实数部分;而电感器上的电压是一种复值信号,其值有实数部分和虚数部分。

7. 试说明奇对称信号和偶对称信号的区别,并举例说明。

答:奇对称信号是指满足x(t)=-x(-t)的信号,即关于原点对称的信号,如三角波、锯齿波等。偶对称信号是指满足x(t)=x(-t)的信号,即关于y轴对称的信号,如余弦波、矩形脉冲等。例如,三角波是一种奇对称信号,因为它在原点左右两边是相反的;而余弦波是一种偶对称信号,因为它在原点左右两边是相同的。

8. 试说明因果信号和非因果信号的区别,并举例说明。

答:因果信号是指只在t>=0时才有值的信号,即只与过去和现在有关的信号,如单位阶跃函数、指数衰减函数等。非因果信号是指在t<0时也有值的信号,即与未来也有关的信号,如正弦波、冲激函数等。例如,单位阶跃函数是一种因果信号,因为它只在t>=0时才为1。