習(xí)題參考答案201x春季學(xué)期

1、3-1 已知信號(hào)x(/) = 10cos(20n)cos(200對(duì))，抽樣頻率九=250Hz。(1) 求抽樣信號(hào)心的頻譜；(2) 要無失真恢復(fù)x(f),試求出對(duì)心采用的低通濾波器的截止頻率；解：(1)信號(hào) x(/) = 10cos(20/)cos(200/z7) = 5cos(220;z7)+cos(180f)，其頻譜為X (/) = 5 刃 5(2龍/ 一 220”) + 5(2兀 f + 220龍)+ 5(2兀 f-180”) + J(2/ +180/r)用 = 250Hz的抽樣頻率對(duì)其進(jìn)行抽樣后的信號(hào)頻譜為，1 七X.、(/) = X(2/r/-“2”)丄$ 一3C=250x5兀壬3(2

2、龍/-500和一220兀)+ 3(2兀/-500和 + 220兀)nw+ 5(2/r f 一 500和 一 180/r) + 3(2龍 / 一 500加 2 +180)=1250兀 J(2 f - 500-n - 220) + J(2 f - 500: + 220)nx+ 5(2/ 一 500和 一 180/r) + 5(2兀 / 一 5007rn +180) 由于信號(hào)的是高頻率為f = 110 ,且人2九，說明頻譜沒有出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，所以要無失真的恢宣信號(hào)，所采用的低通濾波器的截止頻率為11()屁。3-2 一個(gè)信號(hào)冊(cè)) = 2cos40(加+ 6cos40帀，用A=500Hz的抽樣頻卒對(duì)進(jìn)行理

3、想抽樣，若 已抽樣后的信號(hào)經(jīng)過一個(gè)截止頻率為400Hz的理想低通濾波器,則輸出端有哪些頻率成分？ 解：信號(hào)X(/)有個(gè)兩個(gè)頻率分長(zhǎng)200Hz和20Hz,采樣后信號(hào)頻譜1 XXX (&) = 工X(0 xeJ = 5OOX(e n1000/r)T$川OO在(MOOHz范圍內(nèi)的頻率分長(zhǎng)有20Hz、200Hz、300Hz,因此抽樣信號(hào)經(jīng)過截止頻率為400Hz 的理想低通濾波器，則輸出端有20Hz、200Hz. 300Hz三個(gè)頻率分長(zhǎng)。3-3若一個(gè)信號(hào)為5(r) = sin(314r)/(314r)o試問最小抽樣頻率為多少才能保證其無失真恢 復(fù)？在用最小抽樣頻率對(duì)其抽樣時(shí)，試問為保存3分鐘的抽樣，雷要

4、保存多少個(gè)抽樣值？ 解：精品信號(hào)截止頻率fn = 314/( 2希)=50Hz根據(jù)低通抽樣定理，最小抽樣頻率為lOOHzo進(jìn)行3分鐘抽樣需要保存的抽樣值數(shù)為：100 X 3 X 60= 18000。3-4若一個(gè)帶通信號(hào)中心頻率為70MHz,帶寬為5MHz,對(duì)該信號(hào)迸行帶通抽樣，使用理想 帶通濾波器恢復(fù)信號(hào)，試計(jì)算可無失真恢復(fù)信號(hào)時(shí)的最低抽樣頻率。解：/, = 67.5MHz ,/ = 72.5MHz根據(jù)帶通抽樣定理，取心N時(shí)得到的抽樣頻和小。養(yǎng) 缶所以，zmi 2x72.513+1q 10.36MHz3-5正弦信號(hào)線性編碼時(shí)，如果信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍為4()dB,要求在整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)信噪比不低 于3(

5、)dB,最少需要幾位編碼？解：根據(jù)題意，滿幅度正弦信號(hào)的信噪比至少應(yīng)為30+40=70dB。由于滿幅度信號(hào)編碼后的信噪比卜/啕血“ 76 + 6.02“，因此至少雷要/ = 12位編碼。3-6如果傳送信號(hào)x(f) = Asinm, A7,故C2=l,說明抽樣值位于后四段；第二次比較考慮抽樣值處于56段還是78段，故=5120 1V=5OOA256A,故C4=l,說明抽樣值位于第6 段；即段落碼為“101”，處于第6段，起始電平為256Ao 確定段內(nèi)碼：第6段的長(zhǎng)化間隔為16A,故第四次比較取 = 256A + 8x 16A = 384A , IV = 500A 384A ,故C5 = 1 ,抽

6、樣值 位于后8級(jí)(815長(zhǎng)化間隔)。第五次比較取/f4 = 256A + 12xl6A = 448A, 1V = 500A448A ,故C6 = l ,抽樣 值位于后4級(jí)（12-15 &化間隔）。第六次比較取/ = 256A + 14xl6A = 480A, IV = 500A480A ,故C7 = 1 ,抽樣 值位于后2級(jí)（14, 15長(zhǎng)化間隔）。第七次比較取J = 256A + 15xl6A = 496A1V=5OOA496A,故G = 1抽樣值位于第15個(gè)星化間隔。綜上，可得出編出的PCM碼組為11011111,其長(zhǎng)化電平為504Ao故長(zhǎng)化誤差等于 -4A = -0.008 o 3-9設(shè)

7、輸入信號(hào)抽樣值為+ 1080A (其中為一個(gè)長(zhǎng)化單位，表示輸入信號(hào)歸一化值的1/2048),若采用逐次比較型編碼器，試計(jì)算A律13折線編碼的8位輸出碼組，譯碼后輸出精品的信號(hào)電平和對(duì)應(yīng)的12位線性碼是多少?精品解：確圭極性碼：幅值大于0,所以極性碼6=1確定段落碼：第一次比較考慮抽樣值處于13折線8個(gè)段落中的前四段還是后四段，故乙=12弘。11/ = 1080厶/”故C2 = l,說明抽樣值位于后四段；第二次比較考慮抽樣值處于56段還是78段，故ZW=512AO 1V = 1O8OA512A,故G=l,說明抽樣值位于78段；第三次比較,取/ = 1024A, 1080A1024A,故C4=l,

8、說明抽樣值位于第8段; 即段落碼為“111”，處于第8段，起始電平為1024/X。確定段內(nèi)碼：第8段的長(zhǎng)化間隔為64A,故1080A1536A,故C5=0 ,抽樣值1080A 化間隔）。第六次比較取 l（, = 1024A + 2x64A = 1152A, 1080A 1088A ,故C8=0 ,抽樣值第七次比較取 5 = 1024A + lx64A = 1088A,位于第1個(gè)長(zhǎng)化間隔。綜上，可得出編出的PCM碼組為11110000,對(duì)應(yīng)12位線性碼為10000100（X）00, 其長(zhǎng)化電平為1056Ao故星化誤差等于244。已知簡(jiǎn)單增長(zhǎng)調(diào)制系統(tǒng)中低通濾波器的頻率范圍為300Hz3400Hz,

9、求在不過載的條 件下，該系統(tǒng)輸出的最大信噪比SNR。假定抽樣頻率人為10、16、32、48、64kHz。 解心 0.038JL f2h,且厶=3100乂，若取 f = 3OO/7z ,則/, = 10好時(shí),Sg精品i600016滋時(shí)，SM腫。曲的4 27.332戚時(shí)，4463 5./ = 48kHz.時(shí)，SNRnmx 0.038 = 15062.7 a 41 .&/B兒max3OO2x31OO64000人=沖時(shí)叫- 038565 心 35704.2，45.5.B 3-H設(shè)簡(jiǎn)單增長(zhǎng)調(diào)制系統(tǒng)的星化臺(tái)階cr = 50mV,抽樣頻率為32kHz。當(dāng)輸入信號(hào)為800Hz 正弦波時(shí)，求輸入信號(hào)最大信號(hào)振幅。解：為避免簡(jiǎn)單増呈調(diào)制系統(tǒng)出現(xiàn)過載，輸入信號(hào)最大振幅人和滿足An/ =或所以Anu =或3 =50x10-3x32x102x800=0.3183-12北美洲使用的數(shù)宇電話系統(tǒng)基群采用PCM24陽負(fù)用系統(tǒng)，每站的釆樣頻率幾為8kHz, 每個(gè)樣值用8位表示，每幀共有24個(gè)時(shí)隙，并加1位作為幀同步信號(hào)。求每路時(shí)隙寬度與 基群的數(shù)碼率。解：由于采樣速率fs = 8000 ,所以每幀的長(zhǎng)度為T,