信號(hào)處理習(xí)題及答案

1、信號(hào)一般分為

和

兩類(lèi)。

2、信號(hào)的描述方法常用的有

和

兩種。3、周期信號(hào)用

展開(kāi)到頻域描述；瞬變非周期信號(hào)用

展開(kāi)到頻域描述。4、周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn)是

；瞬變非周期信號(hào)頻譜的特點(diǎn)是

。5、信號(hào)的有效值又稱(chēng)為，它表示信號(hào)的

。6、繪制周期信號(hào)的單邊頻譜圖，依據(jù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式是

，雙邊頻譜圖的依據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式是。

第1章習(xí)題一、填空題確定性信號(hào)隨機(jī)信號(hào)時(shí)域描述頻域描述傅里葉級(jí)數(shù)傅里葉變換離散性、諧波性、收斂性連續(xù)性均方根值平均能量傅里葉級(jí)數(shù)的三角函數(shù)展式傅里葉級(jí)數(shù)的復(fù)指數(shù)函數(shù)展式二、判斷題（用√或×表示）

1、信號(hào)的時(shí)域描述與頻域描述包含相同的信息量。（）2、非周期信號(hào)的頻譜一定是連續(xù)的。（）3、具有離散頻譜的信號(hào)一定是周期信號(hào)。（）4、單位脈沖函數(shù)的函數(shù)值等于無(wú)窮大，強(qiáng)度為1。（）5、若的頻譜為，則的頻譜為。（）第1章習(xí)題三、單選題1、描述周期信號(hào)的數(shù)學(xué)工具是（

）A.相關(guān)函數(shù)B.傅氏級(jí)數(shù)C.拉氏級(jí)數(shù)D.傅氏變化2、已知為單位沖擊函數(shù)，則積分的函數(shù)值為（

）A.5B.0C.10D.任意值

C

B

第1章習(xí)題3、如果周期函數(shù)是一個(gè)奇函數(shù)，則傅里葉系數(shù)，和中（

）A.,B.C.

是偶函數(shù)D.是奇函數(shù)

C

A

第1章習(xí)題4、若的頻譜為，則頻譜為的時(shí)域函數(shù)為（）A.

B.C.

D.5、若的頻譜為，則的頻譜為

。（a為常數(shù)）（

）A.

B.C.

D.

D

第1章習(xí)題6、若的頻譜為，則的的頻譜為A.

B.C.

D.

B

四、分析計(jì)算題1、已知信號(hào)如圖所示：第1章習(xí)題求其傅立葉級(jí)數(shù)的三角函數(shù)展開(kāi)和復(fù)指數(shù)函數(shù)展開(kāi)式，并作出各自的頻譜圖。五、簡(jiǎn)答題1、簡(jiǎn)要說(shuō)明信號(hào)的分類(lèi)及描述方法。第1章習(xí)題第1章習(xí)題2、什么是信號(hào)的時(shí)域描述和頻域描述？?jī)烧哂泻螀^(qū)別？3、什么是時(shí)間尺度改變特性？其對(duì)測(cè)試工作有何意義？解:直接觀(guān)測(cè)或記錄到的信號(hào)，一般是以時(shí)間為獨(dú)立變量的，稱(chēng)其為時(shí)域描述。信號(hào)時(shí)域描述能反映信號(hào)幅值隨時(shí)間的變化關(guān)系，而不能明確信號(hào)的頻率組成關(guān)系。把信號(hào)的時(shí)域描述通過(guò)適當(dāng)方法可變成信號(hào)的頻域描述。解:時(shí)域壓縮，頻域擴(kuò)展，幅值降低；時(shí)域擴(kuò)展，頻域壓縮，幅值升高。時(shí)域壓縮，提高了處理信號(hào)的效率。但頻域信號(hào)頻帶加寬，對(duì)儀器設(shè)備通頻帶的要求也提高了。反過(guò)來(lái)，時(shí)域擴(kuò)展，處理信號(hào)的效率會(huì)下降，但頻域信號(hào)頻帶變窄，對(duì)儀器設(shè)備通頻帶的要求也降低了。第1章習(xí)題4、什么是時(shí)移特性？它反映了什么規(guī)律？5、簡(jiǎn)述單位脈沖函數(shù)的采樣性質(zhì)和卷積性質(zhì)。信號(hào)在時(shí)域中平移，頻域中幅頻譜不變，相頻譜（相位）會(huì)變化。6、什么是各態(tài)歷經(jīng)隨機(jī)過(guò)程？答：若平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程任一樣本函數(shù)的時(shí)間平均統(tǒng)計(jì)特性等于該過(guò)程的集合平均統(tǒng)計(jì)特性，則稱(chēng)該隨機(jī)過(guò)程是各態(tài)歷經(jīng)的（遍歷性）。思考題：圖示為一存在質(zhì)量不平衡的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，大、中、小齒輪的齒數(shù)分別為40,20,10。大齒輪為輸入軸，轉(zhuǎn)速為600r/min，若在齒輪箱機(jī)殼上測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)頻譜如下所示：

試判斷哪一個(gè)齒輪軸存在質(zhì)量不平衡問(wèn)題？

第1章習(xí)題分析：轉(zhuǎn)子不平衡的典型故障特征為工頻突出。齒數(shù)為40的大齒輪為輸入軸，轉(zhuǎn)頻600r/min，即工頻為10Hz；根據(jù)相互嚙合的齒輪轉(zhuǎn)速與齒數(shù)成反比的關(guān)系，可知齒數(shù)為20的中齒輪，工頻為20Hz；齒數(shù)為10的小齒輪，工頻為40Hz。由頻譜圖可知，40Hz的頻率成分最為突出，故小齒輪軸存在轉(zhuǎn)子不平衡的問(wèn)題。第1章習(xí)題一、填空題

1、一個(gè)理想的測(cè)試裝置應(yīng)具有單值的、確定的

。2、線(xiàn)性系統(tǒng)可用

方程描述。3、測(cè)試裝置的特性可分為

特性和

特性。4、為了求取測(cè)試裝置本身的動(dòng)態(tài)特性，常用的實(shí)驗(yàn)方法是

和

。5、描述測(cè)試裝置動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型有

、

、

述。階躍響應(yīng)法靜態(tài)常系數(shù)線(xiàn)性微分脈沖響應(yīng)函數(shù)h(t)頻率響應(yīng)函數(shù)H(ω)習(xí)題傳遞函數(shù)H(s)動(dòng)態(tài)頻率響應(yīng)法輸入輸出關(guān)系

6、輸入、輸出，裝置的脈沖響應(yīng)函數(shù)，它們?nèi)唛g的關(guān)系是

。7、測(cè)試裝置在穩(wěn)態(tài)下，其輸出信號(hào)的變化量與其輸入信號(hào)的變化量之比值，稱(chēng)為

。8、相同測(cè)試條件下，當(dāng)輸入量由小增大和由大減小時(shí)，所得輸出量最大差值稱(chēng)為

。9、一階系統(tǒng)的主要特征參數(shù)有

。10.二階系統(tǒng)的主要特征參數(shù)有

和

。

靈敏度y（t）=x（t）*h（t）回程誤差時(shí)間常數(shù)τ固有頻率阻尼比二、判斷對(duì)錯(cuò)題（用√或×表示）

1、傳遞函數(shù)相同的各種裝置，其頻率響應(yīng)函數(shù)與脈沖響應(yīng)函數(shù)亦相同。（）

2、幅頻特性是指系統(tǒng)輸出與輸入信號(hào)的幅值比與頻率的關(guān)系。（）

3、相頻特性是指系統(tǒng)輸出與輸入信號(hào)的相位比與頻率的關(guān)系。（）

4、各系統(tǒng)串聯(lián)時(shí)，總的相頻特性等于各組成系統(tǒng)相頻特性的乘積。（）

5、頻率保持特性指的是任何測(cè)試裝置輸出信號(hào)的頻率總等于輸入信號(hào)的頻率。（）6、一階系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)τ越小越好。（）

7、二階系統(tǒng)阻尼比越小越好。（）

8、測(cè)試裝置進(jìn)行不失真測(cè)試的條件是其幅頻特性為常數(shù)，相頻特性為零（）三、單項(xiàng)選擇題

1、傳感器的靜態(tài)特性中，單位輸出所需要的輸入量，稱(chēng)為（）

A.線(xiàn)性度B.靈敏度C.分辨力D.回程誤差

2、關(guān)于傳遞函數(shù)的特點(diǎn)，下列敘述正確的是。（

）

A.與具體的物理結(jié)構(gòu)有關(guān)B.反映系統(tǒng)的傳輸和響應(yīng)特性C.與輸入有關(guān)D.不能反映了測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性CB

3、線(xiàn)性度表示靜態(tài)標(biāo)定曲線(xiàn)

的程度。

A.接近真值B.偏離理想曲線(xiàn)C.正反行程的不重合D.輸出比輸入4、測(cè)試裝置的頻響函數(shù)是裝置動(dòng)態(tài)特性在

中的描述。A.幅值域B.時(shí)域C.頻率域D.復(fù)數(shù)域

BC

5、時(shí)間函數(shù)為的一階裝置，輸入頻率為=的正弦信號(hào)，則其輸出與輸入間的相位差是

。 A.0oB.-45oC.-90oD.-180o

6、測(cè)試裝置的脈沖響應(yīng)函數(shù)與它的頻率響應(yīng)函數(shù)間的關(guān)系是

。 A.傅氏變換對(duì)B.卷積C.拉氏變換對(duì)D.微分。

BA四、分析計(jì)算題1、某測(cè)試裝置為一線(xiàn)性系統(tǒng)，其傳遞函數(shù)為：

求其對(duì)周期信號(hào)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)y(t)。

線(xiàn)性系統(tǒng)具有疊加性和頻率保持特性。解：已知

則：即：

四、分析計(jì)算題2、一個(gè)一階系統(tǒng)在測(cè)100Hz正弦信號(hào)時(shí)要求幅值誤差不超過(guò)5%，則其時(shí)間常數(shù)應(yīng)取多少？若該裝置測(cè)200Hz信號(hào)時(shí)其幅值誤差和相位差各是多少？四、分析計(jì)算題3、設(shè)某力傳感器可作為二階系統(tǒng)處理。已知傳感器的固有頻率為800Hz，阻尼比為0.14，問(wèn)使用該傳感器測(cè)頻率為400Hz正弦力時(shí)，其幅值比和相位差各是多少？若將阻尼比改為0.7，則幅值比和相位差作何變化？四、簡(jiǎn)答題1、什么是線(xiàn)性系統(tǒng)的頻率保持特性？有何意義？一個(gè)系統(tǒng)處于線(xiàn)性工作范圍內(nèi)，當(dāng)其輸入是正弦信號(hào)時(shí)，它的穩(wěn)態(tài)輸出一定是與輸入信號(hào)同頻率的正弦信號(hào)，只是幅值與相位有所變化。若系統(tǒng)的輸出信號(hào)含有其他頻率成分時(shí)，可以認(rèn)為是外界干擾的影響或系統(tǒng)內(nèi)部噪聲等原因所致，可采用濾波等方法予以排除。2、一階系統(tǒng)中的時(shí)間常數(shù)對(duì)系統(tǒng)有何意義？時(shí)間常數(shù)是反映系統(tǒng)特性的重要參數(shù)，實(shí)際上決定了該裝置適應(yīng)的頻率范圍。3、影響二階系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的參數(shù)有哪些？對(duì)系統(tǒng)有何意義？二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性參數(shù)是固有頻率和阻尼比。然而在通常的頻率使用范圍中，有以固有頻率的影響最為重要。二階系統(tǒng)固有頻率的選擇要以其工作頻率范圍為依據(jù)。固有頻率應(yīng)避開(kāi)工作頻率。當(dāng)屬入接近固有頻率時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)生共振，應(yīng)避開(kāi)。阻尼比一般選在0.6~0.8之間。4、測(cè)試裝置的靜態(tài)特性包括哪些？答：測(cè)試裝置靜態(tài)特性描述指標(biāo):(1)線(xiàn)性度,(2)靈敏度,(3)回程誤差,(4)分辨率,(5)零點(diǎn)漂移和靈敏度漂移5、如何測(cè)定測(cè)試裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)？

答：依次用不同頻率的正弦信號(hào)通過(guò)系統(tǒng)，測(cè)出系統(tǒng)輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的幅值和相位。則對(duì)某一個(gè)頻率，輸出與輸入信號(hào)的幅值比就是該頻率對(duì)應(yīng)的幅頻特性，輸出與輸入信號(hào)的相位差就是該頻率對(duì)應(yīng)的相頻特性。6、測(cè)試裝置實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)試的條件是什么？

不失真測(cè)試的時(shí)域條件：y（t）=A0x（t-t0）不失真測(cè)試的頻域條件：幅頻特性和相頻特性應(yīng)分別滿(mǎn)足:A(ω)=A0=常數(shù)(ω)=-t0ω第3章習(xí)題

一、填空題1、傳感器的工作原理中，金屬電阻應(yīng)變片是基于

。半導(dǎo)體應(yīng)變片的是基于

。電感式傳感器是基于

。

磁電式傳感器是基于

。

壓電式傳感器是基于

。光電式傳感器是基于

。熱電式傳感器是基于

?；魻栐腔?/p>

。磁阻元件是基于。

應(yīng)變效應(yīng)壓阻效應(yīng)電磁感應(yīng)原理電磁感應(yīng)原理壓電效應(yīng)光電效應(yīng)熱電效應(yīng)霍爾效應(yīng)磁阻效應(yīng)第3章習(xí)題

2、利用外界環(huán)境變化導(dǎo)致電阻率變化工作的傳感器有

、

、

、

、、。3、電感式傳感器可分為

和

兩種。4、電容式傳感器分為

、

和

。5、對(duì)非線(xiàn)性傳感器采用

來(lái)改善其性能。6、可用于實(shí)現(xiàn)非接觸式測(cè)量的傳感器有

、、等。

半導(dǎo)體應(yīng)變片熱電阻傳感器氣敏傳感器磁阻元件熱敏傳感器濕敏傳感器極距變化型面積變化型介質(zhì)變化型差動(dòng)型變極距型電容式傳感器變氣隙型可變磁阻式傳感器渦流式傳感器自感型互感型第3章習(xí)題

11、光電效應(yīng)按其作用原理又可分

、

、。12、光纖傳感器按調(diào)制方式可分為

、

、

、。6、光纖傳感器由

、

和

3層組成。

強(qiáng)度調(diào)制頻率調(diào)制相位調(diào)制偏振調(diào)制外光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng)光生伏打效應(yīng)芯子包層保護(hù)層二、選擇題D1、壓電式傳感器目前多用于測(cè)量（）A.靜態(tài)的力B.動(dòng)態(tài)的力C.速度D.加速度與動(dòng)態(tài)的力.2、能夠感受濕度的電容式傳感器屬于（）的電容傳感器A.相對(duì)面積B.極距C.介質(zhì)D.參數(shù)3、電渦流效應(yīng)中，線(xiàn)圈阻抗的變化與（）有關(guān)A.線(xiàn)圈和金屬板間的距離B.被測(cè)物體的材料密度C.渦流的大小D.線(xiàn)圈所通電流的大小

4、光電池能把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能，是基于（）A.霍爾效應(yīng)B.壓電效應(yīng)C.內(nèi)光電效應(yīng)D.光生伏特效應(yīng)

CAD二、選擇題B5、下列傳感器中

是基于壓阻效應(yīng)的。A.金屬應(yīng)變片B.半導(dǎo)體應(yīng)變片C.壓敏電阻D.變阻器式傳感器6、金屬絲應(yīng)變片在測(cè)量構(gòu)件的應(yīng)變時(shí)，電阻的相對(duì)變化主要由

來(lái)決定的。A.貼片位置的溫度變化B.電阻絲幾何尺寸的變化C.電阻絲材料的電阻率變化D.貼片位置強(qiáng)度的變化7.下列傳感器中，屬于能量控制型傳感器是

和

，能量轉(zhuǎn)換型傳感器是

和

。A.熱電偶B.應(yīng)變片C.電容式D.壓電式

BBCAD三、簡(jiǎn)答題1、請(qǐng)闡述傳感器的多種分類(lèi)方法？

2、簡(jiǎn)述壓電傳感器原理，為什么壓電傳感器不適于靜態(tài)測(cè)量？3、光纖傳感器和電類(lèi)傳感器相比，主要區(qū)別在哪里，有哪些優(yōu)點(diǎn)？4、傳感器選用的基本原則是什么，請(qǐng)舉一例說(shuō)明。

（P69）

(P92)(P107,P110)(P124)第4章習(xí)題

一、填空題1、電橋按所采用激勵(lì)電源類(lèi)型分為

和

兩種。2、在調(diào)制解調(diào)技術(shù)中，將被調(diào)制的低頻信號(hào)稱(chēng)為

，高頻振蕩信號(hào)稱(chēng)為

。3、RC低通濾波器的RC越

，則截至頻率越高。4、調(diào)幅波可以看作載波與調(diào)制波的

。5、理想濾波器在通帶內(nèi)的幅頻特性應(yīng)為

，相頻特性的斜率為

。6、將頻率的變化復(fù)原為原來(lái)電壓幅值的變化稱(chēng)為

。

直流電橋調(diào)制波交流電橋載波低乘積常數(shù)常數(shù)鑒頻二、選擇題C1、電路中鑒頻的作用是（）A.使高頻電壓轉(zhuǎn)變成直流電壓B.使電感量轉(zhuǎn)變成電壓量.C.使頻率變換轉(zhuǎn)換成電壓變化C.使頻率轉(zhuǎn)換成電流2、電橋這種測(cè)量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化變?yōu)椋ǎ┑妮敵觥.電阻B.電容C.電壓或電流D.電荷3、載波頻率為f0,調(diào)制信號(hào)的最高頻率為fm，兩者關(guān)系為（）A.f0

=fm

B.f0

>>fm

C.fm

>f0

D.fm

>>f0

4、電容傳感器如果采用調(diào)頻測(cè)量電路，此時(shí)傳感器電容是振蕩器（）的一部分。A.負(fù)載B.隔直電路C.諧振電路D.反饋回路

CBC5.在一定條件下RC帶通濾波器實(shí)際上是低通濾波器與高通濾波器(