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1、
第二章
2-1 試證明圖P2-1中周期性信號可以展開為 (圖略)
證明:因為
所以
所以
2-2設(shè)一個信號可以表示成
試問它是功率信號還是能量信號,并求出其功率譜密度或能量譜密度。
解:功率信號。
由公式
和
有
或者
2-3 設(shè)有一信號如下:
試問它是功率信號還是能量信號,并求出其功率譜密度或能量譜密度。
2、解:
是能量信號。
2-4 試問下列函數(shù)中哪一些滿足功率譜密度的性質(zhì):
(1)
(2)
(3)
解:
功率譜密度滿足條件:為有限值
(3)滿足功率譜密度條件,(1)和(2)不滿足。
2-5 試求出的自相關(guān)函數(shù),并從其自相關(guān)函數(shù)求出其功率。
解:該信號是功率信號,自相關(guān)函數(shù)為
2-6 設(shè)信號的傅里葉變換為,試求此信號的自相關(guān)函數(shù)。
解:
2-7 已知一信號的自相關(guān)函數(shù)為
, 為常數(shù)
(1)試求其功率譜密度
3、和功率;
(2)試畫出和的曲線。
解:(1)
(2)略
2-8 已知一信號的自相關(guān)函數(shù)是以2為周期的周期函數(shù):
,
試求功率譜密度,并畫出其曲線。
解:的傅立葉變換為, (畫圖略)
2-9 已知一信號的雙邊功率譜密度為
試求其平均功率。
解:
本章練習題:
3-1.設(shè)是的高斯隨機變量,試確定隨機變量的概率密度函數(shù),其中均為常數(shù)。
查看參考答案
3-2.設(shè)一個隨機過程可表示成
式中,是一個離散隨機變量,且
試求及。
查看
4、參考答案
3-3.設(shè)隨機過程,若與是彼此獨立且均值為0、方差為的高斯隨機變量,試求:
(1)、
(2)的一維分布密度函數(shù);
(3)和。
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3-4.已知和是統(tǒng)計獨立的平穩(wěn)隨機過程,且它們的均值分別為和,自相關(guān)函數(shù)分別為和。
(1)試求乘積的自相關(guān)函數(shù)。
(2)試求之和的自相關(guān)函數(shù)。
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3-5.已知隨機過程,其中,是廣義平穩(wěn)過程,且其自相關(guān)函數(shù)為
=
隨機變量在(0,2)上服從均勻分布,它與彼此統(tǒng)計獨立。
(1) 證明是廣義平穩(wěn)的;
(2) 試畫出自相關(guān)函數(shù)的波形;
(3
5、) 試求功率譜密度及功率。
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3-6.已知噪聲的自相關(guān)函數(shù)為
= (為常數(shù))
(1)試求其功率譜密度及功率;
(2)試畫出及的圖形。
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3-7.一個均值為,自相關(guān)函數(shù)為的平穩(wěn)隨機過程通過一個線性系統(tǒng)后的輸出過程為
(為延遲時間)
(1)試畫出該線性系統(tǒng)的框圖;
(2)試求的自相關(guān)函數(shù)和功率譜密度。
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3-8. 一個中心頻率為、帶寬為的理想帶通濾波器如圖3-4所示。假設(shè)輸入是均值為零、功率譜密度為的高斯白噪聲,試求:
圖3-
6、4
(1)濾波器輸出噪聲的自相關(guān)函數(shù);
(2)濾波器輸出噪聲的平均功率;
(3)輸出噪聲的一維概率密度函數(shù)。
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3-9. 一個RC低通濾波器如圖3-5所示,假設(shè)輸入是均值為零、功率譜密度為的高斯白噪聲,試求:
(1)輸出噪聲的功率譜密度和自相關(guān)函數(shù);
(2)輸出噪聲的一維概率密度函數(shù)。
圖3-5
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3-10. 一個LR低通濾波器如圖3-6所示,假設(shè)輸入是均值為零、功率譜密度為的高斯白噪聲,試求:
(1)輸出噪聲的自相關(guān)函數(shù);
(2)輸出噪聲的方差。
圖3-6
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7、
3-11.設(shè)有一個隨機二進制矩形脈沖波形,它的每個脈沖的持續(xù)時間為,脈沖幅度取的概率相等?,F(xiàn)假設(shè)任一間隔內(nèi)波形取值與任何別的間隔內(nèi)取值統(tǒng)計無關(guān),且具有寬平穩(wěn)性,試證:
(1)自相關(guān)函數(shù)=
(2)功率譜密度
3-12. 圖3-7為單個輸入、兩個輸出的線性濾波器,若輸入過程是平穩(wěn)的,求與的互功率密度的表達式。
圖3-7
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3-13.設(shè)平穩(wěn)過程的功率譜密度為,其自相關(guān)函數(shù)為。試求功率譜密度為所對應(yīng)的過程的自相關(guān)函數(shù)(其中,為正常數(shù))。
3-14.是功率譜密度為的平穩(wěn)隨機過程,該過程通過圖3-8所示的系統(tǒng)。
圖3-8
(1)輸
8、出過程是否平穩(wěn)?
(2)求的功率譜密度。
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3-15. 設(shè)是平穩(wěn)隨機過程,其自相關(guān)函數(shù)在(-1,1)上為,是周期為2的周期性函數(shù)。試求的功率譜密度,并用圖形表示。
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3-16.設(shè)為零值且互不相關(guān)的平穩(wěn)隨機過程,經(jīng)過線性時不變系統(tǒng),其輸出分別為,試證明也是互不相關(guān)的。
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