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信号与系统 · 小纸条

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第 1 章9第 2 章9
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第 1 页 · 正面(题目)
1窗函数:给信号裁边

为什么直接截断一段信号做 FFT 会出现频谱泄漏?

2FFT:从公式到每秒百亿次

FFT 相对朴素 DFT 快在哪里?结果有没有差别?

3滤波器四兄弟

收音机从众多电台中选出一个台,用的是哪类滤波器?

4调幅与调频:把声音驮在电波上

AM 和 FM 分别让声音控制载波的哪个属性?为什么 FM 抗干扰强?

5相位:被忽略的另一半信息

为什么麦克风阵列能用相位差判断声音方向?

6相关与匹配滤波:在噪声里捞信号

匹配滤波器为什么在检测已知形状信号时最优?

7重建:把数字变回声音

从采样点重建连续信号,理论上唯一正确的插值函数是什么?

8时频分析:给频谱加上时间轴

频谱图相对整段信号的频谱,多提供了什么信息?代价是什么?

9噪声与香农极限

香农公式里决定信道容量的两个「本钱」是什么?Wi-Fi 走远降速怎么解释?

第 1 页 · 背面(答案)

参考答案(家长):利用对称与周期性把大变换递归拆小,计算量从 N² 降到 N·logN;结果与 DFT 完全相同,只是算法更快。

参考答案(家长):截断等于乘矩形窗,矩形窗频谱有旁瓣,时域相乘对应频域卷积,能量漏到邻近频率;换平滑窗可减轻泄漏。

参考答案(家长):AM 控制幅度,FM 控制频率;干扰主要影响幅度,FM 接收机削平幅度再解调,干扰随之一并去除。

参考答案(家长):带通滤波器——只放行目标电台所在的一小段频率,挡住其余所有频率。

参考答案(家长):它本质是与模板做相关,信号对齐时能量相干叠加成尖峰,而白噪声随机抵消,输出信噪比达到线性处理的上限。

参考答案(家长):声波到达不同位置的麦克风有时间差,同频率下时间差体现为相位差,测出相位差即可反推来波方向。

参考答案(家长):多了各频率随时间变化的信息(什么时候有什么音);代价是时间与频率分辨力互相制约,分段越细频率越糊。

参考答案(家长):sinc 函数(带限插值)——它恰好通过每个采样点且不引入超过奈奎斯特频率的成分,采样定理保证还原原信号。

参考答案(家长):带宽和信噪比;走远后接收功率下降、信噪比降低,容量上限随之下降,设备只能换低速但更可靠的调制方式。

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