数字信号处理第二章习题解答
数字信号处理第2章习题解答
2.1 今对三个正弦信号1()cos(2)a x t t π=，2()cos(6)a x t t π=-，3()cos(10)a x t t π=进行理想采样，采样频率为8s πΩ=，求这三个序列输出序列，比较其结果。画出
1()a x t 、2()a x t 、3()a x t 的波形及采样点位置并解释频谱混淆现象。
解：采样周期为2184
T ππ=
= 三个正弦信号采样得到的离散信号分别表示如下：
1()cos(2)cos()42a n x n n π
π=?=
2()cos(6)cos()42a n x n n π
π=-?=-
3()cos(10)cos()42
a n x n n π
π=?=
输出序列只有一个角频率
2
π
，其中1()a x n 和3()a x n 采样序列完全相同，2()a x n 和1()a x n 、3()a x n 采样序列正好反相。 三个正弦信号波形及采样点位置图示如下：
t
x a 1(t )
t
x a 2(t )
t
x a 3(t )
三个正弦信号的频率分别为1Hz 、3Hz 和5Hz ，而采样频率为4Hz ，采样频率大于第一个正弦信号频率的两倍，但是小于后两个正弦信号频率的两倍，因而由第一个信号的采样能够正确恢复模拟信号，而后两个信号的采样不能准确原始的模拟信号，产生频谱混叠现象。
2.3 给定一连续带限信号()a x t 其频谱当f B >时，()a X f 。求以下信号的最低采样频率。
（1）2()a x t （2）(2)a x t （3）()cos(7)a x t Bt π 解：设()a x t 的傅里叶变换为()a X j Ω
（1）2
()a x t 的傅里叶变换为
22()[()]B
a a B
X j X j d ππ
ωωω-?Ω-?
因为22,22B B B B πωππωπ-≤≤-≤Ω-≤ 所以44B B ππ-≤Ω≤
即2()a x t 带限于2B ，最低采样频率为4B 。 （2）(2)a x t 的傅里叶变换为
1
(/2)2
a X j Ω 2/22B B ππ-≤Ω≤，即44B B ππ-≤Ω≤
即(2)a x t 带限于2B ，最低采样频率为4B 。 （3）()771
()cos(7)()2
j Bt j Bt a a x t Bt x t e e πππ-=
+ 根据傅里叶变换的频移性质，()cos(7)a x t Bt π的傅里叶变换为
[]1
((7)((7)2
a a X j B X j B ππΩ-+Ω+ 它为一个带宽为2B 的带通信号，其通带范围为59
22
B f B ≤≤。
根据带通模拟信+号的采样定理，最小采样频率为1/4
4(1) 4.52
B B ?+=。 补充知识：带通模拟信号的采样定理
设带通模拟信号的频带限制在L f 和H f 之间，其频谱最低频率大于L f ，最高频率小于H f ，信号带宽H L B f f =-。此带通模拟信号所需最小抽样频率s f 等于
21s k f B n ??=+ ???
式中，B 为信号带宽；n 为商(
H f B )的整数部分，1,2,n = ；为商(H f
B
)的小数部分，01k <<。
2.5 一带通模拟信号如图所示，现用以下采样频率对其采样。 （1）25 Hz （2）50 Hz （3）100 Hz
求采样后的频谱。
解：采样后的频谱分别如下图所示：
25 Hz 采样的频谱（注意：每一个三角形频谱都产生了混叠，以幅度的增加表示）
50 Hz 采样的频谱（没有混叠）
100 Hz 采样的频谱（没有混叠）
2.6 一带通模拟信号如图所示，求不产生混叠的最低采样频率。
解：由图知，60H f =，40L f =，20B =，
3H
f B
=的整数部分为3，小数部分为0，根据带通模拟信号的采样定理，最小采样频率为2
40B Hz =。
0 40 60 -40 -60 f /Hz
0 25 50 -25 -50 f /Hz
75 100 -75 -100 0 25 50 -25 -50 f /Hz
75 100 -75 -100 0 25 50 -25 -50 f /Hz
数字信号处理试卷
数字信号处理试卷集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
数字信号处理试卷 一、填空题 1、序列()0n n -δ的频谱为 。 2、研究一个周期序列的频域特性，应该用 变换。 3、要获得线性相位的FIR 数字滤波器，其单位脉冲响应h （n ）必须满足条件： ； 。 4、借助模拟滤波器的H （s ）设计一个IIR 高通数字滤波器，如果没有强调 特殊要求的话，宜选择采用 变换法。 5、用24kHz 的采样频率对一段6kHz 的正弦信号采样64点。若用64点DFT 对其做频谱分析，则第 根和第 根谱线上会看到峰值。 6、已知某线性相位FIR 数字滤波器的一个零点为1+1j ，则可判断该滤波器 另外 必有零 点 ， ， 。 7、写出下列数字信号处理领域常用的英文缩写字母的中文含义： DSP ，IIR ，DFT 。
8、数字频率只有相对的意义，因为它是实际频率对 频率 的 。 9、序列CZT 变换用来计算沿Z 平面一条 线 的采样值。 10、实现IIR 数字滤波器时，如果想方便对系统频响的零点进行控制和调 整，那么常用的IIR 数字滤波器结构中，首选 型结构来实现该IIR 系统。 11、对长度为N 的有限长序列x （n ） ，通过单位脉冲响应h （n ）的长度 为M 的FIR 滤波器，其输出序列y （n ）的长度为 。若用FFT 计算x （n ） *h （n ） ，那么进行FFT 运算的长度L 应满 足 。 12、数字系统在定点制 法运算和浮点制 法运算中要进行尾数处理， 该过程等效于在该系统相应节点插入一个 。 13、，W k x l X DFT N k kl M ∑-==1 0)()( 的表达式是某 由此可看出，该序列的时域长度 是 ，M W 因子等于 ， 变换后数字频域上相邻两个频率样点 之间的间隔是 。 14、Z 平面上点的辐角ω称为 ，是模拟频率Ω对 （s f ）的归一化，即ω= 。 15、在极点频率处，)(ωj e H 出现 ，极点离单位圆越 ，峰值 越大；极点在单位圆上，峰值 。 16、采样频率为Fs Hz 的数字系统中，系统函数表达式中1-z
数字信号处理填空题库
填空题(每空2分，共20分) 信号与系统的时域分析与处理 1.序列x(n)的能量定义为__________。 2.线性移不变系统是因果系统的充分必要条件是__________。 3.设两个有限长序列的长度分别为N 和M ，则它们线性卷积的结果序列长度为__________。 4.线性系统同时满足_____和_____两个性质。 5.某线性移不变系统当输入x(n) =δ(n-1)时输出y(n) =δ(n -2) + δ(n -3)，则该系统的单位冲激响应h(n) =__________。 6.序列x(n) = cos (3πn)的周期等于__________。 7.线性移不变系统的性质有______、______和分配律。 8. 已知系统的单位抽样响应为h(n)，则系统稳定的充要条件是__________。 9.线性移不变系统是因果系统的充分必要条件是________。 10．序列x(n) = nR 4(n -1)，则其能量等于 _______ 。 11.两序列间的卷积运算满足_______，_______与分配率。 12信号处理有两种形式;其中一种是（ASP 模拟信号处理）;另一种是（DSP ：数字信号处理）。 13数字信号处理可以分为两类：信号(分析)和信号 (过滤) . 14数字信号是指 (时间) 和 (幅度)都离散的信号. 15．一个离散LTI 系统稳定的充要条件是系统的脉冲响应 h(n)满足关系式: ( ()h n ∞-∞<∞∑).LTI 离散系 统因果的充要条件是当且仅当 (h(n)=0,n<0). 16．互相关 ryx(l) 可以用卷积运算表示为（ryx(l)=y(l)*x(-l)）, 自相关 rxx(l)可写为 (rxx(l)=x(l)*x(-l) ) 17．若 LTI 系统的脉冲响应是有限长的,则该系统可称为(FIR:有限长脉冲响应) 滤波器, 否则称为 (IIR ：无 限长脉冲响应) 滤波器. 18．2n u(n)*δ(n-1)=( ). 0.8 n u(n)* 0.8 n u(n)=( ) 离散时间傅里叶变换（DTFT ） 1. 输入x(n)=cos(ω0n)中仅包含频率为ω0的信号，输出y(n)=x(n)cos(4 πn)中包含的频率为__________。 2．输入x(n)=cos(ω0n)中仅包含频率为ω0的信号，输出y(n)=x 2(n)中包含的频率为__________。 3．系统差分方程为y(n)=x(n)-x(n-1) 的系统被称为 (数字微分器). 4．实序列的DTFT 有两个重要属性:(周期性)和 (对称性), 根据这两个性质,我们只需要考虑[0,π]频率范围上的X(ejw) . 5．若DTFT[x(n)]= X(ejw), 则 DTFT[x*(n)]=(X*(e-jw)), DTFT[x(-n)]=( X(e-jw)); DTFT[x(n-k)]=( X(ejw) e-jwk). 6．DTFT[ (0.5)n u(n)]=（1 10.5jw e --）; 7．x(n)={ 1,2,3,4},DTFT[x(n)]=(1+2 e-jw+3 e-j2w+4 e-j3w ) .
数字信号处理习题集(附答案)
第一章数字信号处理概述 简答题： 1．在A/D变换之前和D/A变换之后都要让信号通过一个低通滤波器，它们分别起什么作用？ 答：在A/D变化之前为了限制信号的最高频率，使其满足当采样频率一定时，采样频率应大于等于信号最高频率2倍的条件。此滤波器亦称为“抗混叠”滤波器。 在D/A变换之后为了滤除高频延拓谱，以便把抽样保持的阶梯形输出波平滑化，故又称之为“平滑”滤波器。 判断说明题： 2．模拟信号也可以与数字信号一样在计算机上进行数字信号处理，自己要增加一道采样的工序就可以了。 （） 答：错。需要增加采样和量化两道工序。 3．一个模拟信号处理系统总可以转换成功能相同的数字系统，然后基于数字信号处理理论，对信号进行等效的数字处理。（） 答：受采样频率、有限字长效应的约束，与模拟信号处理系统完全等效的数字系统未必一定能找到。因此数字信号处理系统的分析方法是先对抽样信号及系统进行分析，再考虑幅度量化及实现过程中有限字长所造成的影响。故离散时间信号和系统理论是数字信号处
理的理论基础。 第二章 离散时间信号与系统分析基础 一、连续时间信号取样与取样定理 计算题： 1．过滤限带的模拟数据时，常采用数字滤波器，如图所示，图中T 表示采样周期（假设T 足够小，足以防止混叠效应），把从)()(t y t x 到的整个系统等效为一个模拟滤波器。 （a ） 如果kHz T rad n h 101,8)(=π截止于，求整个系统的截止频 率。 （b ） 对于kHz T 201=，重复（a ）的计算。 采样（T） () n h () n x () t x () n y D/A 理想低通T c πω=() t y 解 （a ）因为当0)(8=≥ω πωj e H rad 时，在数 — 模变换中 )(1)(1)(T j X T j X T e Y a a j ωω=Ω= 所以)(n h 得截止频率8πω=c 对应于模拟信号的角频率c Ω为 8 π = ΩT c 因此 Hz T f c c 625161 2==Ω= π
DSP课后习题答案
对数据和函数的存储类别可分为：自动的（auto）、静态的（static）、寄存器的（register）、外部的（extern）。非线性运算的方法：级数展开法、查表法、混合法 DSP实现的一般方法：（1）、在通用的计算机上用软件实现。（2）、在通用的计算机系统上加上专用的加速处理机实现（3）、在通用的单片机上实现。(4）、在通用的可编程DSP芯片实现(5）、在专用的DSP芯片实现、 （2）简述DSP应用系统的典型构成和特点 答：DSP系统的典型结构 其工作过程①对输入信号进行带限滤波和抽样；②进行A/D变换，将信号变换成数字比特流； ③根据系统要求，DSP芯片对输入信号按照特定算法进行处理；④D/A转换，将处理后的数字样值转换为模拟信号；⑤平滑滤波，得到连续的模拟信号波形 特点：接口方便编程方便稳定性好精度高可重复性好集成方便 （3）简述DSP应用系统的一般设计过程
DSP系统的设计流程：1. 定义系统性能指标 2. 采用高级语言进行性能模拟3. 设计实时DSP应用系统4. 借助开发工具进行软硬件调试 5. 系统集成与独立系统运行 设计流程图： TMS320系列DSP芯片的特点：
1.采用哈佛结构实现内部总线； 2.采用流水线操作实现指令操作； 3.乘法采用专用的硬件乘法器实现； 4.具有高效的DSP指令 哈佛结构的特点：将程序和数据存储在不同的存储空间 流水线的特点：采用流水线操作，处理器可以并行处理多条指令，提高CPU工作效率 DSP芯片的运算速度指标： 指令周期 MAC时间 FFT执行时间 MIPS：每秒执行百万条指令 MOPS：每秒执行百万条操作 MFLOPS：每秒执行百万条浮点操作 BOPS：每秒执行十亿次操作 （8）设计DSP应用系统时，如何选择合适的DSP芯片 答：DSP芯片的选择要根据实际系统的需要来选择DSP芯片，已达到系统最优化的设计。 所以一般选择DSP芯片要考虑以下因素： 芯片运行速度、DSP芯片的价格、DSP芯片的硬件资源、DSP芯片的运算精度、DSP芯片的开发工具、DSP芯片的功耗等因素。 （9）TMS320VC5416-16工作在160MHz时的指令周期是多少ns？它的运算速度是多少MIPS？当工作在100MHZ时，
数字信号处理试卷及答案
A 一、 选择题（每题3分，共5题） 1、)6 3()(π-=n j e n x ，该序列是 。 A.非周期序列 B.周期6 π = N C.周期π6=N D. 周期π2=N 2、序列)1()(---=n u a n x n ，则)(Z X 的收敛域为 。 A.a Z < B.a Z ≤ C.a Z > D.a Z ≥ 3、对)70()(≤≤n n x 和)190()(≤≤n n y 分别作 20 点 DFT ，得)(k X 和)(k Y ， 19,1,0),()()( =?=k k Y k X k F ，19,1,0)],([)( ==n k F IDFT n f ， n 在 围时，)(n f 是)(n x 和)(n y 的线性卷积。 A.70≤≤n B.197≤≤n C.1912≤≤n D.190≤≤n 4、)()(101n R n x =，)()(72n R n x =，用DFT 计算二者的线性卷积，为使计算量尽可能的少，应使DFT 的长度N 满足 。 A.16>N B.16=N C.16 1. 有一个线性移不变的系统，其系统函数为： 2z 2 1 )21)(2 11(2 3)(11 1<<-- - = ---z z z z H 1）用直接型结构实现该系统 2)讨论系统稳定性，并求出相应的单位脉冲响应)(n h 4．试用冲激响应不变法与双线性变换法将以下模拟滤波器系统函数变换为数字滤波器系统函数： H(s)= 3) 1)(s (s 2 ++其中抽样周期T=1s 。 三、有一个线性移不变的因果系统，其系统函数为： ) 21)(2 1 1(2 3)(111------= z z z z H 1用直接型结构实现该系统 2)讨论系统稳定性，并求出相应的单位脉冲响应)(n h 七、用双线性变换设计一个三阶巴特沃思数字低通虑波器，采样频率为kHz f s 4=（即采样周期为s T μ250=）,其3dB 截止频率为kHz f c 1=。三阶模拟巴特沃思滤波器为： 3 2 ) ()(2)(211)(c c c a s s s s H Ω+Ω+Ω+= 解1)2 111112 5 12 3) 21)(2 1 1(2 3)(------+-- = --- = z z z z z z z H …………………………….. 2分 当2 1 2> >z 时： 收敛域包括单位圆……………………………6分 系统稳定系统。……………………………….10分 1111 1211 2 111)21)(2 11(2 3)(------- -= -- - = z z z z z z H ………………………………..12分 )1(2)()2 1 ()(--+=n u n u n h n n ………………………………….15分 4.（10分）解： 3 1 11)3)(1(1)(+- +=++= s s s s s H ………………1分 1 311)(------ -= Z e s T Z e T z H T T ……………………3分 第一章 1．简述典型实时数字信号处理系统组成部分。 答：包括：抗混叠滤波器（Anti-aliasing filter）、模数转换器 AD（C Analog-to-Digital Converter ）、数字信号处理、数模转换器DAC（ Digital-to-Analog Converter ）和抗镜像 滤波器（Anti-image filter）。 2．简述 X86 处理器完成实时数字信号处理的优缺点。 答：利用 X86 处理器完成实时数字信号处理。特点是处理器选择范围宽，主板及外设资源丰富，有多种操作系统可供选择，开发、调试较为方便；缺点是数字信号处理能力不强，硬件组成较为复杂，系统体积、重量较大，功耗较高，抗环境影响能力较弱。 3．简述数字信号处理器的主要特点。 答：（1）存储器采用哈佛或者改进的哈佛结构；（2）内部采用了多级流水；（ 3）具有硬件乘法累加单元；（4）可以实现零开销循环；（ 5）采用了特殊的寻址方式；（6）高效的特殊指令；（ 7）具有丰富的片内外设。 4．给出存储器的两种主要结构，并分析其区别。 答：存储器结构分为两大类：冯?诺依曼结构和哈佛结构。冯?诺依曼结构的特点是只 有一个存储器空间、一套地址总线和一套数据总线；指令、数据都存放在这个存储器空间中，统一分配地址，所以处理器必须分时访问程序和数据空间。哈佛结构程序存储器空间和数据存储器空间分开，具有多套地址、数据总线，哈佛结构是并行体系结构，程序和数据存于不同的存储器空间，每个存储器空间独立编址、独立访问。 5．简述选择数字信号处理器所需要考虑的因素。 答：应考虑运算速度、算法格式和数据宽度、存储器类型、功耗和开发工具。 6．给出数字信号处理器的运算速度指标，并给出其具体含义。 答：常见的运算速度指标有如下几种： （1）指令周期：执行一条指令所需的最短时间，数值等于主频的倒数；指令周期通常以ns （纳秒）为单位。例如，运行在200MHz的TMS320VC551啲指令周期为 5ns。 （2）MIPS：每秒百万条指令数。 （3） MOPS每秒百万次操作数。 （4）MFLOPS每秒百万次浮点操作数。 （5）BOPS每秒十亿次操作数。 （6） MAC时间：一次乘法累加操作花费的时间。大部分DSP芯片可在一个指令周期内完成MAC操作； （7） FFT执行时间：完成N点FFT所需的时间。FFT运算是数字信号处理中的典型算法而且应用很广，因此该指标常用于衡量DSP芯片的运算能力。 数字信号处理期末试卷(含答案) 填空题（每题2分，共10题） 1、 1、 对模拟信号（一维信号，是时间的函数）进行采样后，就是 信号，再 进行幅度量化后就是 信号。 2、 2、 )()]([ωj e X n x FT =，用)(n x 求出)](Re[ωj e X 对应的序列 为 。 ３、序列)(n x 的N 点DFT 是)(n x 的Z 变换在 的N 点等间隔采样。 ４、)()(5241n R x n R x ==，只有当循环卷积长度L 时，二者的循环卷积等于线性卷积。 ５、用来计算N ＝16点DFT ，直接计算需要_________ 次复乘法，采用基2FFT 算法，需要________ 次复乘法，运算效率为__ _ 。 ６、FFT 利用 来减少运算量。 ７、数字信号处理的三种基本运算是： 。 ８、FIR 滤波器的单位取样响应)(n h 是圆周偶对称的，N=6， 3)3()2(2 )4()1(5 .1)5()0(======h h h h h h ，其幅 度特性有什么特性？ ，相位有何特性？ 。 ９、数字滤波网络系统函数为 ∑=--= N K k k z a z H 111)(，该网络中共有 条反馈支路。 １０、用脉冲响应不变法将)(s H a 转换为)(Z H ，若)(s H a 只有单极点k s ，则系统)(Z H 稳定的条件是 （取s T 1.0=）。 一、 选择题（每题3分，共6题） 1、 1、 )6 3()(π-=n j e n x ，该序列是 。 A.非周期序列 B.周期 6π = N C.周期π6=N D. 周期π2=N 2、 2、 序列)1()(---=n u a n x n ，则)(Z X 的收敛域为 。 A.a Z < B.a Z ≤ C.a Z > D.a Z ≥ 3、 3、 对)70() (≤≤n n x 和)190()(≤≤n n y 分别作20点DFT ，得)(k X 和)(k Y ， 19,1,0),()()( =?=k k Y k X k F ，19,1,0)],([)( ==n k F IDFT n f ， n 在 范围内时，)(n f 是)(n x 和)(n y 的线性卷积。 A.70≤≤n B.197≤≤n C.1912≤≤n D.190≤≤n 4、 4、 )()(101n R n x =，)()(72n R n x =，用DFT 计算二者的线性卷积，为使计算量尽可 能的少，应使DFT 的长度N 满足 。 A.16>N B.16=N C.16 1、一线性时不变系统，输入为x (n)时，输出为y (n);则输入为2x (n)时，输出为2y(n) ;输入为x (n-3)时，输出为y(n-3) ________________________________ 。 2、从奈奎斯特采样定理得出，要使实信号采样后能够不失真还原，采样频率fs与信号最咼频率f max关系为：fS> = 2f max 。 3、已知一个长度为N的序列x(n)，它的离散时间傅立叶变换为X(e jw)，它的N点 离散傅立叶变换X ( K是关于X (e jw)的_N ________ 点等间隔采样。 4、有限长序列x(n)的8点DFT为X ( K),则X (K) = _________ 。 5、用脉冲响应不变法进行IIR数字滤波器的设计，它的主要缺点是频谱的交叠 所产生的混叠_________ 现象。 6、若数字滤波器的单位脉冲响应h(n)是奇对称的，长度为N,贝陀的对称中心是(N-1)/2_______ 。 7、用窗函数法设计FIR数字滤波器时，加矩形窗比加三角窗时，所设计出的滤波 器的过渡带比较窄，阻带衰减比较小。 8、无限长单位冲激响应(IIR )滤波器的结构上有反馈环路，因此是递归型结构。 9、若正弦序列x(n)=sin(30n n /120)是周期的，则周期是N二8 。 10、用窗函数法设计FIR数字滤波器时，过渡带的宽度不但与窗的类型有关，还与窗的采样点数有关 11、DFT与DFS有密切关系，因为有限长序列可以看成周期序列的主值区间截断，而周期序列可以看成有限长序列的周期延拓。 12、对长度为N的序列x(n)圆周移位m位得到的序列用Xn(n)表示，其数学表达式为x m(n)= x((n-m)) N R(n)。 13、对按时间抽取的基2-FFT流图进行转置，并将输入变输出，输出变输入即可得到按频率抽取的基 2-FFT流图。 14、线性移不变系统的性质有交换率、结合率和分配律。 数字信号处理习题及答案1 一、填空题（每空1分, 共10分） 1．序列()sin(3/5)x n n π=的周期为 。 2．线性时不变系统的性质有 律、 律、 律。 3．对4()()x n R n =的Z 变换为 ，其收敛域为 。 4．抽样序列的Z 变换与离散傅里叶变换DFT 的关系为 。 5．序列x(n)=(1，-2，0，3；n=0，1，2，3), 圆周左移2位得到的序列为 。 6．设LTI 系统输入为x(n) ，系统单位序列响应为h(n)，则系统零状态输出 y(n)= 。 7．因果序列x(n)，在Z →∞时，X(Z)= 。 二、单项选择题（每题2分, 共20分） 1．δ(n)的Z 变换是 （ ）A.1 B.δ(ω) C.2πδ(ω) D.2π 2．序列x 1（n ）的长度为4，序列x 2（n ） 的长度为3，则它们线性卷积的长度是 （ ）A. 3 B. 4 C. 6 D. 7 3．LTI 系统，输入x （n ）时，输出y （n ）；输入为3x （n-2），输出为 （ ） A. y （n-2） B.3y （n-2） C.3y （n ） D.y （n ） 4．下面描述中最适合离散傅立叶变换 DFT 的是 （ ） A.时域为离散序列，频域为连续信号 B.时域为离散周期序列，频域也为离散周期序列 C.时域为离散无限长序列，频域为连续周期信号 D.时域为离散有限长序列，频域也为离散有限长序列 5．若一模拟信号为带限，且对其抽样满足奈奎斯特条件，理想条件下将抽样信号通过 即 可完全不失真恢复原信号 （ ）A.理想低通滤波器 B.理想高通滤波器 C.理想带通滤波器 D.理 想带阻滤波器 6．下列哪一个系统是因果系统 （ ）A.y(n)=x (n+2) B. y(n)= cos(n+1)x (n) C. y(n)=x (2n) D.y(n)=x (- n) 第一章： 1、数字信号处理的实现方法一般有哪几种？ (1) 在通用的计算机上用软件实现 (2) 在通用计算机系统中加上专用的加速处理机实现 (3) 用通用的单片机实现，这种方法可用于一些不太复杂的数字信号处理 (4) 用通用的可编程DSP 芯片实现，可用于复杂的数字信号处理算法 (5) 用专用的DSP 芯片实现 (6) 用基于通用dsp 核的asic 芯片实现 2、简单的叙述一下dsp 芯片的发展概况？ 答：第一阶段，DSP 的雏形阶段（1980 年前后） 代表产品：S2811。主要用途：军事或航空航天部门 第二阶段，DSP 的成熟阶段（1990 年前后） 代表产品：TI 公司的TMS320C20 主要用途：通信、计算机领域第三阶段，DSP 的完善阶段（2000 年以后） 代表产品：TI 公司的TMS320C54 主要用途：各行业领域 3、可编程dsp 芯片有哪些特点？ (1)采用哈佛结构:冯.诺依曼结构，哈佛结构，改进型哈佛结构 (2)采用多总线结构 (3)采用流水线技术 (4) 配有专用的硬件乘法-累加器 (5) 具有特殊的dsp 指令 (6) 快速的指令周期 (7) 硬件配置强 (8) 支持多处理器结构 (9) 省电管理和低功耗 4、什么是哈佛结构和冯.诺依曼结构？它们有什么区别？ 哈佛结构：该结构采用双存储空间，程序存储器和数据存储器分开，有各自独立的程序总线和数据总线，可独立编址和独立访问，可对程序和数据进行独立传输，使取指令操作、指令执行操作、数据吞吐并行完成，大大地提高了数据处理能力和指令的执行速度，非常适合于实时的数字信号处理。 冯.诺依曼结构：该结构采用单存储空间，即程序指令和数据共 用一个存储空间，使用单一的地址和数据总线，取指令和取操作数都是通过一条总线分时进行。当进行高速运算时，不但不能同时进行取指令和取操作数，而且还会造成数据传输通道的瓶颈现象，其工作速度较慢。区别：哈佛：该结构采用双存储空间，程序存储器和数据存储器分开，有各自独立的程序总线和数据总线，可独立编址和独立访问，可对程序和数据进行独立传输，使取指令操作、指令执行操作、数据吞吐并行完成，大大地提高了数据处理能力和指令的执行速度，非常适合于实时的数字信号处理。 冯：当进行高速运算时，不但不能同时进行取指令和取操作数，而且还会造成数据传输通道的瓶颈现象，其工作速度较慢。 5、什么是流水线技术？ 答：每条指令可通过片内多功能单元完成取指、译码、取操作数和执 第1章选择题 1．信号通常是时间的函数，数字信号的主要特征是：信号幅度取 ；时间取 B 。 A.离散值；连续值 B.离散值；离散值 C.连续值；离散值 D.连续值；连续值 2．数字信号的特征是（ B ） A ．时间离散、幅值连续 B ．时间离散、幅值量化 C ．时间连续、幅值量化 D ．时间连续、幅值连续 3．下列序列中属周期序列的为（ D ） A ．x(n) = δ(n) B ．x(n) = u(n) C ．x(n) = R 4(n) D ．x(n) = 1 4．序列x(n)=sin ??? ??n 311的周期为（ D ） A ．3 B ．6 C ．11 D ．∞ 5. 离散时间序列x (n )=cos(n 73π-8π )的周期是 ( C ) A. 7 B. 14/3 C. 14 D. 非周期 6．以下序列中（ D ）的周期为5。 A ．)853cos( )(ππ+=n n x B. )853sin()(ππ+=n n x C. )852()(π+=n j e n x D. )852()(ππ+=n j e n x 7．下列四个离散信号中，是周期信号的是（ C ）。 A ．sin100n B. n j e 2 C. n n ππ30sin cos + D. n j n j e e 5431 π - 8．以下序列中 D 的周期为5。 A.)853cos( )(π+=n n x B.)853sin()(π+=n n x C.)852 ()(π +=n j e n x D.)852 ()(ππ+ =n j e n x 9．离散时间序列x (n )=cos ??? ??+353ππ n 的周期是( C ) A.5 B.10/3 C.10 D.非周期 10.离散时间序列x(n)=sin （ 5n 31π+）的周期是( D ) A.3 B.6 C.6π D.非周期 11.序列x (n )=cos ? ?? ??n 5π3的周期为( C ) A.3 B.5 C.10 D.∞ 12．下列关系正确的为（ C ） A ．u(n)=∑=n k 0 δ (n) B ．u(n)=∑∞=0k δ (n) C ．u(n)=∑-∞=n k δ (n) D ．u(n)=∞-∞=k δ (n) 第一章引言 1. 一个存储单元有哪两个属性？寄存器与存储器有什么不同？ 一个存储单元的两个属性是：地址与值。寄存器是特殊的存储器，读写寄存器可引发相关电路的动作。 2. 由单片机构成的最小系统有哪几部分构成？ 由单片机构成的最小系统包括电源和晶体振荡器。 3. DSP是哪三个英文词的缩写？中文意义是什么？ DSP是Digital Signal Processor的缩写，中文意义是数字信号处理器。 4. 哈佛结构计算机与冯?诺伊曼结构计算机有什么差别？ 哈佛结构计算机有独立的数据总线和程序总线，冯?诺伊曼结构计算机数据和程序共用一套总线。 5. 微控制器与微处理器有什么不同？ 微控制器内部可固化程序，而微处理器内部不含程序。 6. TMS320LF24xA系列单片机有几套总线？分别起什么作用？总线中数据线和地址线分别有多少条？最 大可以访问多少存储单元？每个存储单元由多少位组成？ TMS320LF24xA系列单片机有三套总线，分别是程序读总线、数据读总线和数据写总线。每套总线中各有16条数据线和16条地址线，最大可以访问64K个存储单元，每个存储单元由16位组成。 7. 什么是操作码？什么是操作数？ 操作码用于表示指令所要执行的动作，操作数表示指令所涉及的数据。 8. 实现一条指令的功能要经过哪四个阶段？CPU为什么要采用流水线结构？ 实现一条指令的功能要经过“取指”、“译码”、“取操作数”和“执行”四个阶段，CPU采用流水线结构可以同时使多条指令处于不同的处理阶段，实现并行处理，提高CPU的指令吞吐率。 第二章寻址方式与主要寄存器操作 1. 有哪三种寻址方式？ 三种寻址方式是：立即数寻址、直接寻址和间接寻址。 2. 指令LACL #10与LACL 10有什么区别？各为什么寻址方式？含义是什么？ 指令LACL #10将常数10装载到累加器，指令LACL 10将地址10（假设DP为0）处的值装载到累加器。前者是立即数寻值，操作数在指令中；后者是直接寻址，操作数的地址最低7位在指令中。 3. 指令LACC #1234h和LACC #0ABCDh执行后累加器ACC中为何值？与SXM 的状态有关吗？ 指令LACC #1234h执行后累加器ACC中为0x00001234。 江 苏 大 学 试 题 课程名称 数字信号处理 开课学院 使用班级 考试日期 江苏大学试题第2A页 江苏大学试题第3A 页 江苏大学试题第页 一、填空题：（每空1分，共18分） 8、 数字频率ω是模拟频率Ω对采样频率s f 的归一化，其值是 连续 （连续还是离散？）。 9、 双边序列z 变换的收敛域形状为 圆环或空集 。 10、 某序列的DFT 表达式为∑-== 10 )()(N n kn M W n x k X ，由此可以看出，该序列时域的长度为 N ， 变换后数字频域上相邻两个频率样点之间的间隔是 M π 2 。 11、 线性时不变系统离散时间因果系统的系统函数为2 52) 1(8)(22++--=z z z z z H ，则系统的极点为 2,2 1 21-=-=z z ；系统的稳定性为 不稳定 。系统单位冲激响应)(n h 的初值4)0(=h ； 终值)(∞h 不存在 。 12、 如果序列)(n x 是一长度为64点的有限长序列)630(≤≤n ，序列)(n h 是一长度为128点的有限长 序列)1270(≤≤n ，记)()()(n h n x n y *=（线性卷积），则)(n y 为 64+128-1＝191点 点的序列，如果采用基FFT 2算法以快速卷积的方式实现线性卷积，则FFT 的点数至少为 256 点。 13、 用冲激响应不变法将一模拟滤波器映射为数字滤波器时，模拟频率Ω与数字频率ω之间的映射变换 关系为T ω = Ω。用双线性变换法将一模拟滤波器映射为数字滤波器时，模拟频率Ω与数字频率ω之 间的映射变换关系为)2tan(2ωT = Ω或)2 arctan(2T Ω=ω。 当线性相位FIR 数字滤波器满足偶对称条件时，其单位冲激响应)(n h 满足的条件为)1()(n N h n h --= ， ==============================绪论============================== 1. A/D 8bit 5V 00000000 0V 00000001 20mV 00000010 40mV 00011101 29mV ==================第一章 时域离散时间信号与系统================== 1. ①写出图示序列的表达式 答：3)1.5δ(n 2)2δ(n 1)δ(n 2δ(n)1)δ(n x(n)-+---+++= ②用δ(n) 表示y (n )={2,7,19,28,29,15} 2. ①求下列周期 ②判断下面的序列是否是周期的; 若是周期的， 确定其周期。 （1）A是常数 8ππn 73Acos x(n)??? ? ??-= （2）)8 1 (j e )(π-=n n x 解： （1） 因为ω= 73π, 所以314 π2=ω, 这是有理数， 因此是周期序列， 周期T =14。 （2） 因为ω= 81, 所以ω π2=16π, 这是无理数， 因此是非周期序列。 ③序列)Acos(nw x(n)0?+=是周期序列的条件是是有理数2π/w 0。 3.加法 乘法 序列{2，3，2，1}与序列{2，3，5，2，1}相加为__{4，6，7，3，1}__，相乘为___{4，9，10，2} 。 移位 翻转：①已知x(n)波形，画出x(-n)的波形图。 ② 尺度变换：已知x(n)波形，画出x(2n)及x(n/2)波形图。 卷积和：①h(n)*求x(n)，其他0 2 n 0n 3，h(n)其他03n 0n/2设x(n) 例、???≤≤-=???≤≤= ②已知x (n )={1,2,4,3},h (n )={2,3,5}, 求y (n )=x (n )*h (n ) x (m )={1,2,4,3},h (m )={2,3,5}，则h (-m )={5,3,2}(Step1:翻转) 一、填空题(每空2分，共2０分) 1、在C语言和C55ｘ汇编语言的混合程序设计中，C函数的参数和返回值传递到 C55ｘ的寄存器中。在函数“ｌong ｆｕｎc(iｎｔ *p1, ｉnt i2, ｉnt i3, int i4）”中,*p１传递到ＡR０寄存器,i2传递到T0寄存器,i4传递到AR1寄存器,返回值由AＣ０寄存器传递。 2、汇编语言“mｏv ＊AＲ０，AC0”使用的寻址方式是间接寻址模式，“mov #0x3,DPＨ”使用的寻址方式是直接寻址模式 ,“mov *(#０x011234），Ｔ２”使用的寻址方式是绝对寻址模式。 3、指令执行前AC0的值是０012345678,那么汇编语句“ＡNＤ #0x7f, ＡC0”, 执行之后，AＣ０的值是0000０0０07８。 4、C55x 的链接器命令文件中,SECTIONＳ命令的主要作用是告诉链接器如何将 输入段组合成输出段,以及在存储器何处存放输出。MEMORY命令的主要作用是定义目标系统的存储器配置图,包括对存储器各部分的命名，以及规定它们的起始地址和长度。 二、简述题(共４0分) 1、根据你的理解,试列举DSP 芯片的特点?（５分） 答:哈佛结构；多总线结构;指令系统的流水线操作；专用的硬件乘法器；特殊的ＤSP 指令;快速的指令周期;丰富的外设 2、ＴMＳ3２0C5５x 芯片的总线结构有何特点,主要包括哪些总线？它们 的功能是什么?（6分） 答：ＴＭS３２0C55x DSP采用先进的哈佛结构并具有十二组总线,其独立的程序总线和数据总线允许同时读取指令和操作数,实现高度的并行操作。 采用各自分开的数据总线分别用于读数据和写数据,允许CＰU在同一个机器周期内 进行两次读操作数和一次写操作数。独立的程序总线和数据总线允许CPU同时访问 程序指令和数据。 包括12条总线，分别是：ＰAB和PB、BAB和BＢ、CAB和CB、DAB和ＤＢ、EＡＢ 和EＢ、FAB和FB。 3、DSP 为了降低功耗采取了哪些措施?（６分） 答：双电压供电;多种工作模式 4、ＴＭS3２0C5５x 的总存储空间为多少?可分为哪 3 类，它们的大小是 多少?存储器空间的各自作用是什么?(6分) 答：程序空间1６M Byte;I/Ｏ空间64K Ｗｏｒds；数据空间８M Wordｓ 5、TMS3２0C５5x有哪些寻址方式,它们是如何寻址的?试为每种寻址方式 列举一条指令（6分） 答：直接寻址模式,mov #K16,DP; 间接寻址模式，mov *AR０，AC0； 绝对寻址模式，mov *(#0x011２34)，T2； ＭＭＲ寻址模式，ｍov *abs16（#AR2）, Ｔ2; 寄存器位寻址模式，btstp @3０, AC1; 圆形寻址模式。 6、将Ｃ源程序转换成可执行文件需要经过哪些步骤？（６分） 北京信息科技大学 2010 ~2011 学年第一学期 《数字信号处理》课程期末考试试卷（A） 一、填空题（本题满分30分，共含4道小题，每空2分） 1.两个有限长序列x1(n)，0≤n≤33和x2(n)，0≤n≤36，做线性卷积 后结果的长度是，若对这两个序列做64点圆周卷积，则圆周卷积结果中n= 至为线性卷积结果。 W的、和三个固有特性来实现2.DFT是利用nk N FFT快速运算的。 3.IIR数字滤波器设计指标一般由、、和等 四项组成。 4.FIR数字滤波器有和两种设计方法，其结构 有、和等多种结构。 二、判断题（本题满分16分，共含8道小题，每小题2分，正 确打√，错误打×） 1.相同的Z变换表达式一定对应相同的时间序列。（） 2.Chirp-Z变换的频率采样点数M可以不等于时域采样点数N。（） 3.按频率抽取基2 FFT首先将序列x(n)分成奇数序列和偶数序列。（） 4.冲激响应不变法不适于设计数字带阻滤波器。（） 5.双线性变换法的模拟角频率Ω与数字角频率ω成线性关系。（） 6.巴特沃思滤波器的幅度特性必在一个频带中（通带或阻带）具有等 波纹特性。（ ） 7. 只有FIR 滤波器才能做到线性相位，对于IIR 滤波器做不到线性相 位。（ ） 8. 在只要求相同的幅频特性时，用IIR 滤波器实现其阶数一定低于 FIR 阶数。（ ） 三、 综合题（本题满分18分，每小问6分） 若x (n)= {3，2，1，2，1，2 }，0≤n≤5， 1) 求序列x(n)的6点DFT ，X (k)=？ 2) 若)()]([)(26k X W n g DFT k G k ==，试确定6点序列g(n)=? 3) 若y(n) =x(n)⑨x(n)，求y(n)=？ 四、 IIR 滤波器设计（本题满分20分，每小问5分） 设计一个数字低通滤波器，要求3dB 的截止频率f c =1/π Hz ，抽样频率f s =2 Hz 。 1. 导出归一化的二阶巴特沃思低通滤波器的系统函数H an (s)。 2. 试用上述指标设计一个二阶巴特沃思模拟低通滤波器，求其系 统函数H a (s)，并画出其零极点图。 3. 用双线性变换法将H a (s)转换为数字系统的系统函数H(z)。 4. 画出此数字滤波器的典范型结构流图。 五、 FIR 滤波器设计（本题满分16分，每小问4分） A 一、选择题（每题3分，共5题） 1、 )6 3()(π-=n j e n x ，该序列是 。 A.非周期序列 B.周期6 π = N C.周期π6=N D. 周期π2=N 2、 序列)1()(---=n u a n x n ，则)(Z X 的收敛域为 。 A.a Z < B.a Z ≤ C.a Z > D.a Z ≥ 3、 对)70() (≤≤n n x 和)190()(≤≤n n y 分别作20 点 DFT ，得 )(k X 和)(k Y ， 19,1,0),()()( =?=k k Y k X k F ，19,1,0)],([)( ==n k F IDFT n f ， n 在 范围内时，)(n f 是)(n x 和)(n y 的线性卷积。 A.70≤≤n B.197≤≤n C.1912≤≤n D.190≤≤n 4、 )()(101n R n x =，)()(72n R n x =，用DFT 计算二者的线性卷积，为使计算量尽可能的少，应使DFT 的长度N 满足 。 A.16>N B.16=N C.16 数字信号处理复习题 一、选择题 1、某系统)(),()()(n g n x n g n y =有界，则该系统（ A ）。 A.因果稳定 B.非因果稳定 C.因果不稳定 D. 非因果不稳定 2、一个离散系统（ D ）。 A.若因果必稳定 B.若稳定必因果 C.因果与稳定有关 D.因果与稳定无关 3、某系统),()(n nx n y =则该系统（ A ）。 A.线性时变 B. 线性非时变 C. 非线性非时变 D. 非线性时变 4.因果稳定系统的系统函数)(z H 的收敛域是（ D ）。 A.9.0数字信号处理完整试题库
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