【数字信号处理】是电子工程和通信领域中的一个重要学科,主要研究如何在数字域内对信号进行处理。这份期末试卷涵盖了数字信号处理的基础知识,包括信号的采样、滤波器设计、离散傅里叶变换(DFT)、系统的线性特性以及滤波器结构等核心概念。
1. **奈奎斯特采样定理**:模拟信号在被抽样时,为了不失真地恢复原信号,采样频率必须大于信号最高频率的两倍,即采样定理。题目中提到,如果满足奈奎斯特采样定理,通过理想低通滤波器可以恢复原信号。
2. **线性系统**:线性系统的特点是输出与输入之间是线性关系,即y(n) = ax(n),其中a是常数。题目的选项中,只有y(n)=x(n)+2符合线性系统的定义。
3. **线性卷积与圆周卷积**:当两个有限长序列进行线性卷积时,如果采用圆周卷积,其长度至少应为M+N-1,以确保线性卷积的结果。
4. **频域抽样与时域混叠**:若序列长度为M,频域抽样点数N应满足N≥M,以避免时域混叠现象。
5. **快速傅里叶变换(FFT)的复杂度**:N点DFT所需的复数乘法次数与N²成正比。FFT算法降低了这一复杂度,变为Nlog2N。
6. **FIR滤波器结构**:FIR滤波器有多种结构,包括直接型、级联型和频率抽样型,但并联型不是FIR滤波器的基本结构。
7. **FIR滤波器的幅度响应**:第二种类型线性FIR滤波器的幅度响应关于ω=0和ω=π偶对称。
8. **带阻滤波器设计**:适合带阻滤波器设计的是窗函数nN(h)n(h)-1,其中N为奇数。
9. **双线性变换**:双线性变换是一种线性变换,它将s平面的左半平面单值映射到z平面上单位圆内,可以用来将模拟滤波器转换为数字滤波器。
10. **窗函数设计法**:窗函数的截取长度增加,主瓣宽度会减小;窗函数的旁瓣相对幅度不仅与窗函数形状有关,也与其截取长度有关;改变窗函数形状通常会使主瓣宽度增加;窗函数法可以用于设计各种类型的滤波器,包括高通滤波器。
此外,试卷还涉及了DFT的离散性、信号流图的系统函数、FFT的计算、单位脉冲响应不变法和双线性变换法的设计优缺点、FIR滤波器的线性相位特性、周期信号、频率采样法设计滤波器的约束条件、线性卷积和圆周卷积的计算等知识点。
这份试卷全面覆盖了数字信号处理的核心内容,包括信号处理的基础理论、滤波器设计、变换方法及其应用,对于理解和掌握数字信号处理技术具有重要的参考价值。