题目
设序列 x(n)=(4,3,2,1) , 另一序列 h(n) =(1,1,1,1),n=0,1,2,3(1)试求线性卷积 y(n)=x(n)*h(n)(2)试求 6 点圆周卷积。(3)试求 8 点圆周卷积。
设序列 x(n)={4,3,2,1} , 另一序列 h(n) ={1,1,1,1},n=0,1,2,3
(1)试求线性卷积 y(n)=x(n)*h(n)
(2)试求 6 点圆周卷积。
(3)试求 8 点圆周卷积。
题目解答
答案
解:1.y(n)=x(n)*h(n)={4,7,9,10,6,3,1} 2.6 点圆周卷积={5,7,9,10,6,3}
3.8 点圆周卷积={4,7,9,10,6,3,1,0}
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解析
考查要点:本题主要考查线性卷积和圆周卷积的计算方法,以及不同点数对圆周卷积结果的影响。
解题核心思路:
- 线性卷积:通过滑动相乘求和的方式计算,结果长度为两序列长度之和减1。
- 圆周卷积:需将序列补零至指定长度,通过循环移位相乘求和,或利用DFT性质计算。当圆周卷积点数足够大(≥线性卷积长度)时,结果与线性卷积相同(补零填充)。
破题关键点:
- 线性卷积:逐点滑动求和,注意有效乘积项的范围。
- 圆周卷积:补零对齐长度后,处理循环移位的叠加关系;若点数不足,需将超出部分叠加到前面。
第(1)题:线性卷积
步骤1:确定序列长度
- $x(n)$和$h(n)$均为4点序列,线性卷积长度为$4+4-1=7$点。
步骤2:逐点滑动求和
- $n=0$:$x(0)h(0)=4 \times 1=4$
- $n=1$:$x(0)h(1)+x(1)h(0)=4 \times 1 + 3 \times 1=7$
- $n=2$:$x(0)h(2)+x(1)h(1)+x(2)h(0)=4 \times 1 + 3 \times 1 + 2 \times 1=9$
- $n=3$:$x(0)h(3)+x(1)h(2)+x(2)h(1)+x(3)h(0)=4 \times 1 + 3 \times 1 + 2 \times 1 + 1 \times 1=10$
- $n=4$:$x(1)h(3)+x(2)h(2)+x(3)h(1)=3 \times 1 + 2 \times 1 + 1 \times 1=6$
- $n=5$:$x(2)h(3)+x(3)h(2)=2 \times 1 + 1 \times 1=3$
- $n=6$:$x(3)h(3)=1 \times 1=1$
结果:$y(n)=\{4,7,9,10,6,3,1\}$
第(2)题:6点圆周卷积
步骤1:补零对齐长度
- 将$x(n)$和$h(n)$补零至6点:
$x'(n)=\{4,3,2,1,0,0\}$,$h'(n)=\{1,1,1,1,0,0\}$。
步骤2:计算圆周卷积
- 循环移位叠加:线性卷积结果为7点$\{4,7,9,10,6,3,1\}$,以6点为周期循环移位,将第7点(值为1)叠加到第1点:
$y_{6}(n)=\{4+1,7,9,10,6,3\}=\{5,7,9,10,6,3\}$。
第(3)题:8点圆周卷积
步骤1:补零对齐长度
- 将$x(n)$和$h(n)$补零至8点:
$x''(n)=\{4,3,2,1,0,0,0,0\}$,$h''(n)=\{1,1,1,1,0,0,0,0\}$。
步骤2:计算圆周卷积
- 直接补零填充:8点圆周卷积长度足够容纳线性卷积结果(7点),因此结果为线性卷积后补1个零:
$y_{8}(n)=\{4,7,9,10,6,3,1,0\}$。