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3 章 · 原题号 3.95

习题 3.95

逐题解析
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题面已转写为 Markdown/LaTeX,解析为独立解答;未使用答案截图。

题面提要

原 PDF 第 145 页已核对

【芝麻研行习题 3.95】

一理想滤波器的频率响应如图 (a) 所示,若输入的周期信号如图 (b) 所示,求输出信号 y(t)y(t)

图 (a) 的频率响应由幅频特性和相频特性构成:

H(jω)={ω2π,ω5π,0,ω>5π.|H(j\omega)|= \begin{cases} \dfrac{|\omega|}{2\pi},&|\omega|\leq 5\pi,\\ 0,&|\omega|>5\pi. \end{cases}

其中,在 ω=5π\omega=-5\piω=5π\omega=5\pi 处,幅值均标为 5/25/2;在 ω=0\omega=0 处幅值为 00

相频特性图中,5πω<0-5\pi\leq\omega<0 的水平线标为 π/2-\pi/20ω5π0\omega\leq 5\pi 的水平线标为 π/2\pi/2。图中正频率一侧水平线右端的横坐标文字标注为 5π-5\pi,但其位置位于 ω=0\omega=0 的右侧。

图 (b) 中,输入信号 f(t)f(t) 为周期为 11 的锯齿波。在每个周期内,

f(t)=tk,kt<k+1,kZ,f(t)=t-k,\qquad k\leq t<k+1,\qquad k\in\mathbb{Z},

即信号在每个整数时刻由 11 跳变至 00,随后以斜率 11 线性上升,并在 t=k+1t=k+1^- 处取值 11

|H(jω)|Ideal filter magnitude response.
Ideal filter magnitude response.
|H(jω)|
φ(jω)Ideal filter phase response as drawn.
Ideal filter phase response as drawn.
negative-frequency phasepositive-frequency phase
f(t)Period-1 sawtooth input signal.
Period-1 sawtooth input signal.
f(t)f(t)f(t)f(t)f(t)f(t)

题面已根据原图转写为 Markdown/LaTeX;相关图形已重绘为可缩放矢量图。

解析

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