SISTEMAS Y CIRCUITOS ~ PROBLEMAS Curso Académico 2009-2010 1 Problemas Tema 2: Sistemas PROBLEMA 1. Dados los siguientes sistemas en tiempo continuo y las señales de entrada indicadas, determine las señales de salida correspondientes: a) Sistema T 1 : ( ( t x t y = y señal de entrada: ( ( { } ( 1 1 1 1 - - = - - t u e t x t . b) Sistema T 1 : ( ( t x t y = y señal de entrada: ( ( { } ( { } ) 3 ( 1 ) 3 ( 1 2 - - - + + - + = t u t u t u t u t x . c) Sistema T 2 : (29 ( dt t dx t y = y señal de entrada: ( t e t x - = 3 . d) Sistema T 2 : (29 ( dt t dx t y = y señal de entrada: ( ( ( 2 1 4 - Λ + - Λ = t t t x . PROBLEMA 2. Dados los siguientes sistemas en tiempo discreto y las señales de entrada indicadas, determine las señales de salida correspondientes: a) Sistema T 1 : [] [] ∑ -∞ = = n k k x n y y señal de entrada: [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 2 1 2 3 1 2 2 1 - + - - + + - + = n n n n n n x δ δ δ δ δ . b) Sistema T 2 : [] [ ] [] [ ] [] > + + ≤ = 0 , 2 0 , 0 n x n x n x n x n y y señal de entrada: [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] . 4 2 2 1 2 3 2 - + - - + + + - = n u n u n u n u n x . PROBLEMA 3. Considere la siguiente interconexión de sistemas: en la que T 1 : y(t) = 2x(t-2); T 2 : y(t) = dx(t)/dt y T 3 : y(t) = x(-t+1) a) Determine la relación entre la entrada x(t) y la salida y(t). b) Calcule la salida cuando la entrada es x(t) = u(t). PROBLEMA 4. Considere la siguiente interconexión de sistemas: en la que T 1 : y[n] = x[n-1] ; T 2 : y[n] = x[n+5] y T 3 : y[n] =x[n]-3 a) Determine la relación entre la entrada x[n] y la salida y[n]. T 1 T 3 y(t) x(t) + T 2 y[n] x[n] + T 1 T 3 T 2
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SISTEMAS Y CIRCUITOS ~ PROBLEMAS
Curso Académico 2009−2010
1
Problemas Tema 2: Sistemas
PROBLEMA 1. Dados los siguientes sistemas en tiempo continuo y las señales de entrada
indicadas, determine las señales de salida correspondientes:
a) Sistema T1: ( ) ( )txty = y señal de entrada: ( ) ( ){ } ( )1111 −−= −− tuetx t .
b) Sistema T1: ( ) ( )txty = y señal de entrada: ( ) ( ){ } ( ){ })3(1)3(12 −−−++−+= tututututx .
c) Sistema T2: ( ) ( )dt
tdxty = y señal de entrada: ( ) t
etx−=3 .
d) Sistema T2: ( ) ( )dt
tdxty = y señal de entrada: ( ) ( ) ( )214 −Λ+−Λ= tttx .
PROBLEMA 2. Dados los siguientes sistemas en tiempo discreto y las señales de entrada
indicadas, determine las señales de salida correspondientes:
INGENIERIA DE TELECOMUNICACION – Sistemas y Circuitos Problemas – 14/10/2008
Propiedades de los sistemas
1. Considere el sistema con relacion entrada-salida
y(t) = x(t2)
(a) ¿El sistema es invariante con el tiempo?
(b) ¿El sistema es causal?
(c) ¿El sistema es estable?
Sol. NO, NO, SI
2. Considere el sistema con relacion entrada-salida
y(t) = t2 x2(t)
(a) ¿El sistema es sin memoria?
(b) ¿El sistema es invariante con el tiempo?
(c) ¿El sistema es invertible?
(d) ¿El sistema es estable?
(e) ¿El sistema es causal?
(f) ¿El sistema es lineal?
Sol. SI, NO, NO, NO, SI, NO
3. Considere el sistema con relacion entrada-salida
y[n] = x[n] +1
2x[n − 1] +
1
2x[n + 1]
(a) ¿El sistema es sin memoria?
(b) ¿El sistema es invariante con el tiempo?
(c) ¿El sistema es estable?
(d) ¿El sistema es causal?
(e) ¿El sistema es lineal?
Sol. NO, SI, SI, NO, SI
4. Considere el sistema con relacion entrada-salida
y[n] = ex[n] + x[n]
(a) ¿El sistema es sin memoria?
(b) ¿El sistema es invariante con el tiempo?
(c) ¿El sistema es estable?
(d) ¿El sistema es causal?
(e) ¿El sistema es lineal?
Sol. SI, SI, SI, SI, NO
1
5. Considere el sistema con relacion entrada-salida
y(t) =
∫t
t−1x(τ) dτ
(a) ¿El sistema es sin memoria?
(b) ¿El sistema es invariante con el tiempo?
(c) ¿El sistema es estable?
(d) ¿El sistema es causal?
(e) ¿El sistema es lineal?
Sol. NO, SI, SI, SI, SI
6. Considere el sistema con relacion entrada-salida
y(t) =
∫t−1
t−2x3(τ) dτ
(a) ¿El sistema es sin memoria?
(b) ¿El sistema es invariante con el tiempo?
(c) ¿El sistema es estable?
(d) ¿El sistema es causal?
(e) ¿El sistema es lineal?
Sol. NO, SI, SI, SI, NO
7. Considere el sistema con relacion entrada-salida
y[n] =n+3∑
k=−∞
4x[k]
(a) ¿El sistema es sin memoria?
(b) ¿El sistema es invariante con el tiempo?
(c) ¿El sistema es estable?
(d) ¿El sistema es causal?
(e) ¿El sistema es lineal?
Sol. NO, SI, NO, NO, SI
8. Considere el sistema con relacion entrada-salida
y[n] =n−3∑
k=n−10
4x2[k] + x[k]
(a) ¿El sistema es sin memoria?
(b) ¿El sistema es invariante con el tiempo?
(c) ¿El sistema es estable?
(d) ¿El sistema es causal?
(e) ¿El sistema es lineal?
Sol. NO, SI, SI, SI, NO
2
INGENIERIA DE TELECOMUNICACION – Sistemas y Circuitos Problemas – 14/10/2008
Propiedades de los sistemas LIT
1. Considere el sistema con relacion entrada-salida
y[n] = x[n] +1
2x[n − 1]
(a) Halle la respuesta al impulso
(b) ¿El sistema es causal?
(c) ¿El sistema es estable?
Sol. h[n] = δ[n] + 12 δ[n − 1], SI, SI
2. Considere el sistema con respuesta al impulso
h[n] = δ[n] −π
2δ[n − 1] −
π
2δ[n + 1]
(a) ¿El sistema es sin memoria?
(b) ¿El sistema es estable?
(c) ¿El sistema es causal?
Sol. NO, SI, NO
3. Considere el sistema con respuesta al impulso
h[n] = u[n]
(a) ¿El sistema es sin memoria?
(b) ¿El sistema es estable?
(c) ¿El sistema es causal?
(d) Halle la respuesta s[n] al escalon unitario.
Sol. NO, NO, SI, s[n] = (n + 1)u[n].
4. Considere el sistema con respuesta al impulso
h[n] = e−5nu[n]
(a) ¿El sistema es sin memoria?
(b) ¿El sistema es estable?
(c) ¿El sistema es causal?
(d) Halle la respuesta s[n] al escalon unitario.
Sol. NO, SI, SI, s[n] =1 − e−5(n+1)
1 − e−5.
1
5. Considere el sistema con relacion entrada-salida
y[n] =n−1∑
k=−∞
2x[k]
(a) Halle la respuesta al impulso.
(b) ¿El sistema es sin memoria?
(c) ¿El sistema es estable?
(d) ¿El sistema es causal?
Sol. h[n] = 2u[n − 1], NO, NO, SI
6. Considere el sistema con relacion entrada-salida
y(t) = x(t) + x(t − 0.5) + x(t − 1) + x(t − 1.5)
(a) Halle la respuesta al impulso
(b) ¿El sistema es sin memoria?
(c) ¿El sistema es estable?
(d) ¿El sistema es causal?
Sol. h(t) = δ(t) + δ(t − 0.5) + δ(t − 1) + δ(t − 1.5), NO, SI, SI
7. Considere el sistema con respuesta al impulso
h(t) = 5Π(t)
(a) ¿El sistema es sin memoria?
(b) ¿El sistema es estable?
(c) ¿El sistema es causal?
(d) Halle la respuesta al escalon unitario
Sol. NO, SI, NO, s(t) =
{5(t + 1/2) −1/2 < t < 1/25 t ≥ 1/2
8. Considere el sistema con respuesta al escalon unitario
s(t) =(1 − e−t/10
)u(t)
(a) Halle la respuesta al impulso
(b) ¿El sistema es sin memoria?
(c) ¿El sistema es estable?
(d) ¿El sistema es causal?
Sol. h(t) = 110 e−t/10 u(t), NO, SI, SI
9. Considere el sistema con relacion entrada-salida
y(t) =
∫t−1
t−2π x(τ) dτ
(a) Halle la respuesta al impulso
2
(b) ¿El sistema es sin memoria?
(c) ¿El sistema es estable?
(d) ¿El sistema es causal?
Sol. h(t) = π Π(t − 3/2), NO, SI, SI
10. La respuesta de un sistema al ingreso x(t)=4 u(t+1) es
y(t) = 8 t2 u(t)
(a) Halle la respuesta al escalon unitario
(b) Halle la respuesta al impulso
(c) ¿El sistema es estable?
(d) ¿El sistema es causal?
Sol. s(t) = 2 (t − 1)2 u(t − 1), h(t) = 4(t − 1), NO, SI
3
INGENIERIA DE TELECOMUNICACION – Sistemas y Circuitos Problemas – 27/10/2008
Sistemas – Propiedades y convolucion
1. Considere el sistema cuya relacion entrada-salida es
y(t) = x3(t)
y considere la senal periodica x(t)
�t
�x(t)
−1
1
2
−1 1 2 3 4
(a) Encuentre y dibuje la salida del sistema a la senal x(t).
(b) Encuentre y dibuje la salida del sistema a la senal x1(t) = 2x(t − 1).
(c) ¿El sistema es causal?
(d) ¿El sistema es sin memoria?
(e) ¿El sistema es estable?
(f) ¿El sistema es invariante con el tiempo?
(g) ¿El sistema es LIT?
(h) ¿El sistema es invertible? Si lo es, encuentre el sistema inverso.
Sol. (sin dibujo) y(t) = x(t);
�t
�y1(t)
−8
8
16
−1 1 2 3 4
SI; SI; SI; SI; NO; SI sistema inverso y(t) = 3√
x(t).
2. Considere la senal w[n] = 10−2n. La senal x[n] = −w[n] δ[n + 1] se aplica al sistema LITcon respuesta al impulso h[n] = 5 e−n u[n].
(a) Encuentre y dibuje la salida del sistema.
(b) ¿El sistema es causal?
(c) ¿El sistema es estable?
1
Sol. (sin dibujo) y[n] =
{0 n < −1−500 e−n−1 n ≥ −1
; SI; SI.
3. Considere el sistema LIT con la respuesta al escalon unitario s(t) representada
�t
�s(t)
3
1
2
−1 1 2 3 4 5
(a) Encuentre y dibuje la respuesta al impulso.
(b) ¿El sistema es estable?
(c) ¿El sistema es causal?
Sol. �t
�h(t)
3
1
2
−1 1 2 3 4 5; SI; NO.
4. Considere el sistema con respuesta al impulso
h(t) = δ(t) − 12
δ(t − 1/2) +14
δ(t − 1)
(a) ¿El sistema es sin memoria?
(b) ¿El sistema es estable?
(c) ¿El sistema es causal?
(d) Encuentre y dibuje la respuesta s(t) al escalon unitario.
Sol. NO; SI; SI; s(t) = u(t) − 12 u(t − 1/2) + 1
4 u(t − 1)
�t
�s(t)
13/4
1/4
1/2
−1/2 1/2 1 3/2 2 5/2
5. Encuentre y dibuje la convolucion z(t) = x(t) ∗ y(t), con
(a) x(t) =
{t 0 < t < 10 otros
y(t) =
{−t −1 < t < 00 otros
(b) x(t) = −10 sin(4πt) y(t) = eπ Π(t + 5)
2
Sol. (sin dibujo) z(t) =
⎧⎪⎨⎪⎩
(t+1)2(2−t)6 −1 < t < 0
t3
6 − t2 + 1
3 0 < t < 10 otros
; z(t) = 0.
6. Encuentre y dibuje la convolucion z[n] = x[n] ∗ y[n] con
(a) x[n] =
⎧⎪⎨⎪⎩
2 −2 < n < 1−1 n = 10 otros
y[n] =
{−n −3 < n < 20 otros
(b) x[n] = ejπ 8π3 cos[4π
3 n] y(t) = u[n + 1] − u[n − 1]
Sol. (sin dibujo) z[n] =
⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩
4 n = −36 n = −20 n = −1−3 n = 0−2 n = 11 n = 20 otros
; z[n] = 12 ejπ 8π
3 .
7. Considere la conexion en serie de un sistema T1{·} con relacion entrada-salida y1(t) =2x2
1(t) y un sistema T2{·} con relacion entrada-salida y2(t) = x32(t).
(a) ¿Se puede representar la conexion en serie de T1{·} y T2{·} como un unico sistemaequivalente T{·}? Si es posible, ¿cual es relacion entrada-salida del sistema equiva-lente T{·}?
(b) ¿El sistema T{·} es causal?
(c) ¿El sistema T{·} es sin memoria?
(d) ¿El sistema T{·} equivalente a la serie de T2{·} y T1{·} (cambiando el orden)?
Sol. SI, la relacion entrada-salida T{·} es y(t) = 8x6(t); SI; SI; NO, la relacion entrada-salida de la serie de T2{·} y T1{·} es y(t) = 2x6(t).
8. Considere la conexion en serie de dos sistemas LIT T1{·} y T2{·}, con respuestas al impulso
h1[n] =
{−2 −2 ≤ n ≤ 10 otros
y h2[n] =
{5 n = 60 otros
, respectivamente.
(a) ¿Se puede representar la conexion en serie de T1{·} y T2{·} como un unico sistemaLIT equivalente T{·}? Si es posible, ¿cual es la respuesta al impulso del sistemaequivalente T{·}?
(b) ¿El sistema T{·} es causal?
(c) ¿El sistema T{·} es sin memoria?
(d) ¿El sistema T{·} es equivalente a la serie de T2{·} y T1{·} (cambiando el orden)?
Sol. SI, la respuesta al impulso de T{·} es h[n] = h1[n] ∗ h2[n] =
{−10 4 ≤ n ≤ 70 otros
; SI;
NO; SI, siendo h1[n] ∗ h2[n] = h2[n] ∗ h1[n].
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Sistemas y Circuitos Curso Académico 2008−2009 Segunda Entrega de Problemas Tema 2: Sistemas. Apellidos y Nombre 1: _____________________________________________________________ Apellidos y Nombre 2: _____________________________________________________________