普考申論題
114年
[電信工程] 通信系統概要
第 一 題
📖 題組:
一、依照定義,連續時間訊號(continuous-time signal)x(t)可區分為能量訊號(energy signal)、功率訊號(power signal)、或是既非能量訊號也非功率訊號。請求以下各小題中訊號的能量 E 與功率 P,並判斷是否為能量訊號?功率訊號?或既非能量訊號也非功率訊號?
一、依照定義,連續時間訊號(continuous-time signal)x(t)可區分為能量訊號(energy signal)、功率訊號(power signal)、或是既非能量訊號也非功率訊號。請求以下各小題中訊號的能量 E 與功率 P,並判斷是否為能量訊號?功率訊號?或既非能量訊號也非功率訊號?
📝 此題為申論題,共 4 小題
小題 (一)
x(t) = \int_{-$\infty}^{t} (\delta(\tau+2) - \delta(\tau-2))d\tau$(5 分)
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看到此題,首先應利用脈衝函數(Delta function)的積分等於單位步階函數(Step function)的特性將 x(t) 化簡,即可發現其波形為一個時間有限的方波(Rectangular pulse)。接著分別代入連續時間訊號的能量 E 與功率 P 的定義公式計算,根據『能量為有限值且功率為零』的特徵來判定訊號分類。
小題 (二)
x(t) = k t^{-1/4} u(t),k 是常數(5 分)
思路引導 VIP
看到判斷訊號類型的題目,應立刻寫下能量(E)與平均功率(P)的極限積分定義式。注意步階函數 u(t) 會將積分下限限制為0,接著分別計算 E 與 P 的極限定值,最後依據「能量有限則為能量訊號、功率有限非零則為功率訊號」的準則進行判定。
小題 (三)
x(t) = e^{-t}cos(t)u(t) (10 分)
思路引導 VIP
看到這類題目,首先要寫出訊號能量與功率的積分定義公式。注意到訊號中包含 u(t),因此積分下限從負無限大改為 0;接著觀察到指數衰減項 e^{-t},直覺上此訊號能量有限(為能量訊號),功率為 0,計算時需利用三角函數的半角公式將平方項降次以便積分。
小題 (四)
x(t) = e^{-t}cos(t) (5 分)
思路引導 VIP
考生看到此題應立刻聯想訊號的能量(Energy)與功率(Power)定義公式。需特別注意題目未給定單位步階函數 u(t),因此在 t 趨近於負無限大時訊號會呈指數發散,導致能量與功率皆為無限大;考慮到國考題目有時會漏打 u(t),建議在嚴格證明發散後,再補充假設 t ≥ 0 的計算以確保完整得分。