在电子工程、通信工程以及自动化等相关专业中,“信号与系统”是一门非常重要的基础课程。它不仅涵盖了信号的分析与处理方法,还涉及系统对信号的响应特性。为了帮助学生更好地掌握这门课程的核心知识点,积累解题经验,以下整理了一份“信号与系统题库”,旨在为学习者提供系统的练习材料。
本题库内容涵盖时域分析、频域分析、拉普拉斯变换、傅里叶变换、Z变换、系统稳定性等多个核心模块,题目类型包括选择题、填空题、简答题和计算题,适合不同层次的学习者进行巩固与提升。
一、选择题
1. 下列哪个不属于连续时间信号?
A. 正弦波
B. 阶跃函数
C. 离散序列
D. 指数衰减信号
2. 若一个系统满足叠加原理,则该系统是:
A. 非线性系统
B. 线性系统
C. 时变系统
D. 因果系统
3. 傅里叶级数适用于哪种类型的信号?
A. 非周期信号
B. 周期信号
C. 随机信号
D. 任意信号
二、填空题
1. 一个离散时间系统的单位脉冲响应为h[n],则其输出y[n] = _______。
2. 拉普拉斯变换的收敛域(ROC)决定了系统的_______特性。
3. 在Z变换中,若一个系统具有有限的极点,则其对应的系统是_______。
三、简答题
1. 请简述傅里叶变换与拉普拉斯变换的主要区别。
2. 什么是系统的因果性?如何判断一个系统是否为因果系统?
3. 解释卷积积分的物理意义,并说明其在信号处理中的作用。
四、计算题
1. 已知某连续时间信号x(t) = e^(-at)u(t),求其傅里叶变换。
2. 设系统函数为H(s) = (s + 1)/(s^2 + 3s + 2),试求其零极点图并判断系统稳定性。
3. 给定一个离散时间系统的差分方程:y[n] = x[n] + 0.5x[n-1] - 0.25y[n-1],求其系统函数H(z)。
五、综合应用题
1. 某系统输入为x(t),输出为y(t),已知系统为线性时不变系统,且其单位阶跃响应为g(t) = e^(-t)u(t)。
a. 求该系统的单位脉冲响应h(t);
b. 若输入x(t) = u(t) - u(t-2),求输出y(t)。
2. 设一个离散时间系统由如下差分方程描述:
y[n] - 0.8y[n-1] = x[n]
a. 求其系统函数H(z);
b. 判断系统是否稳定;
c. 若输入为x[n] = (0.5)^n u[n],求输出y[n]。
通过这份“信号与系统题库”的练习,可以帮助学习者加深对基本概念的理解,提高解题能力,并为考试或实际应用打下坚实的基础。建议在做题过程中注重理解每一步推导的意义,结合教材与参考资料进行复习,逐步形成系统的知识结构。