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調查局三等申論題 110年 [電子科學組] 通信與系統

第 一 題

📖 題組:
二、假設一線性非時變(Linear Time-Invariant, LTI)系統之頻率響應H(f)的振幅(Magnitude)與相位(Phase)圖如下所示: 根據以下不同輸入訊號xi(t),請求出xi(t)經過該LTI系統的輸出訊號yi(t)。
題組圖片
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

x1(t) = cos(10πt) + cos(26πt)(10 分)

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看到輸入訊號為弦波的線性組合,應優先利用 LTI 系統特徵函數的性質(即弦波輸入必產生同頻率之弦波輸出,僅振幅與相位發生改變)。計算出輸入訊號的各頻率成分後,對照圖形找出對應頻率點的振幅增益 $|H(f)|$ 與相位偏移 $\angle H(f)$,再利用線性疊加原理合併即可得出答案。

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【解題思路】利用LTI系統對弦波信號的特徵響應特性,找出輸入信號頻率點對應的振幅增益與相位偏移,再根據線性疊加原理計算總輸出。 【詳解】 已知:

小題 (二)

x2(t) = cos(12πt) + cos(34πt)(10 分)

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考生看到此題應先將輸入的餘弦訊號轉換為對應的頻率(Hz),利用LTI系統對弦波訊號的特徵函數特性(Eigenfunction property)來解題。接下來,觀察題給的系統振幅與相位響應圖,分別求出對應頻率的振幅放大倍率與相位偏移量,最後代入疊加定理即可寫出輸出訊號。

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【解題思路】利用LTI系統對弦波訊號的特徵函數性質,輸入為 $\cos(2\pi f_0 t)$ 時,輸出為 $|H(f_0)|\cos(2\pi f_0 t + \angle H(f_0))$,再根據圖形找出對應頻率的響應值疊加即可。 【詳解】 已知:

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