检测技术与信号处理课后习题-课件

1、检测技术与信号处理作业参考1.3 用量程为150V的0.5级电压表和量程为30V的1.5级电压表分别测量25V电压，请问哪一个测量准确度高？为什么使用电压表时应尽可能在电压表量程上限的三分之二以上使用？解： 因电表准确度等级是以引用相对误差定义的，而电表各刻度点的额定相对误差是不同的，刻度点愈偏离测量上限，则额定相对误差愈大，而对测量者来说，真正关心的是额定相对或实际相对误差。若测量时用在仪表测量上限的三分之二以下，则额定相对误差较大，电表准确读不能得到充分利用。量程为150V的0.5级电压表的测量误差（用绝对误差表示）=0.5%150V=0.75V；量程为30V的1.5级电压表的测量误差（用

2、绝对误差表示）=1.5%30V=0.45V。说明测量25V电压时用量程为30V的1.5级的电压表的测量准确度高。1.4 解：基于极限误差的表达方式；基于t分布的表达方式；基于不确定度的表达方式（上面 ）补充题：S=24 a= 0.05, T0.05(7)=2.365 , , v=7, a= 0.053-2答： 4V-40V3-101.求指数函数 的频谱2.求符号函数和单位阶跃函数的频谱3.求被截断的余弦函数 的傅里叶变换X(t)-11t0X(t)1t0-TT1-1x(t)4.求指数衰减振荡信号 的频谱5.求正弦信号 的绝对均值 和均方根值解题参考1.求指数函数 的频谱解:2.求符号函数和单位阶

3、跃函数的频谱解:X(t)-11t0X(t)1t0+1 t0-1 t03.求被截断的余弦函数 的傅里叶变换解:利用傅里叶变换的频域卷积和冲激函数卷积性质即可求解-TT1x(t)-1所以截断后的结果为4.求指数衰减振荡信号 的频谱解:利用傅里叶变换的频域卷积和冲激函数卷积性质即可求解5.求正弦信号 的绝对均值|x|和均方根值xrms解:傅里叶变换性质部分1、利用冲激函数的抽样特性，求下列表达式的值（1）（2）（3）（4）2、求如图所示的周期方波的复频谱E-E-T1-T1/2T1/2T104、已知 利用傅里叶变换的性质求下列信号的傅里叶变换（1）（2）（3）（4） 为单位阶跃函数，5、利用卷积定理求

4、 的傅里叶变换2、求如图所示的周期方波的复频谱解：周期方波可表示为E-E-T1-T1/2T1/2T103、求如图所示周期三角波的（1）直流分量（2）基波有效值（3）信号有效值（4）平均功率（5）该信号带宽的功率占信号总功率的比值ET1/2T10-T1/2-T1解：（1）（2）把其展开成傅立叶三角函数级数，求n=1时的分量的平方和的开平方（3）（4）平均功率（5）该信号带宽的功率占信号总功率的比值4、已知 利用傅里叶变换的性质求下列信号的傅里叶变换（1）（2）（3）（4） 为单位阶跃函数，5、利用卷积定理求 的傅里叶变换7-1. 求h(t)的自相关函数解:衰减指数信号h(t)为能限信号，所以自相

5、关函数按下面定义计算7-3. 求方波与正弦波的互相关函数(如图)-11T1-1tty(t)x(t)解：方波的表达式为正弦波为：7-4. 某一系统的输入信号为x(t),若输出y(t)与输入x(t)相同,输入的自相关函数 和输入输出互相关函数之间的关系为试说明该系统其什么作用?系统X(t)y(t)T解：因为 与 波形相同，所以有所以即系统起到延时的作用，其滞后延时时间为T所以7-6. 已知一信号的自相关函数为 ,请求信号的均方值 和有效值解:根据自相关函数的性质,可知在 具有最大值,并且等于其均方值有效值1. 求h(t)的自相关函数2. 假定有一个信号由两个频率,相角均不相等的余弦函数叠加而成,

6、求x(t)的自相关函数3. 已知一信号的自相关函数为 ,请求信号的均方值 和有效值6. 对三个余弦信号进行采样,采样频率fs=4Hz,求三个采样输出序列.比较三个输出结果,画出 的波形及采样点位置,并解释频率混叠现象1. 求h(t)的自相关函数解: 根据自相关 函数的定义,可得2. 假定有一个信号由两个频率,相角均不相等的余弦函数叠加而成, 求x(t)的自相关函数解: 由于该信号的两个分量 和 的频率不相等,根据正余弦函数的正交性或自相关函数的性质可以知道, x(t)的两个分量之间的互相关函数为03. 已知一信号的自相关函数为 ,请求信号的均方值 和有效值解:根据自相关函数的性质,可知在 具有

7、最大值,并且等于其均方值有效值6. 对三个余弦信号进行采样,采样频率fs=4Hz,求三个采样输出序列.比较三个输出结果,画出 的波形及采样点位置,并解释频率混叠现象解:由题意,可得抽样信号函数为对于 ,其采样序列为0对于 ,其采样序列为0对于 ,其采样序列为0比较采样结果发现，不同频率的信号经相同采样频率采样后，采样值相同。频率混叠：频域中，频谱重叠的现象。第一个信号采样后不发生频率混叠。第二个信号采样后发生频谱混叠。第三个信号采样后发生频谱混叠。1 调频与调幅信号有什么相同之处？有何不同之处？2 低通、高通、带通和带阻滤波器各有什么特点？画出他们近似的幅频特性。3 已知某调制信号 ，如果1)

8、它是调频波，且KFM=4，试求基带信号f(t); 2)它是调相波，且KPM=4，试求基带信号f(t);4 设基带信号 对载波 进行常规调幅，为避免包络失真，A0，Am的取值应当满足什么条件？5 基带信号f(t)如图所示， （1）画出调相波的波形 （2）画出调频波的波形Amt6 A/D转换器输入模拟信号的最高频率为10kHz，采样频率的下限是多少？完成一次A/D转换的时间上限是多少？7 信号数字化出现混叠的原因，请在频域进行分析。8 信号采样为什么会出现能量泄漏，请在频域进行分析。1 调频与调幅信号有什么相同之处？有何不同之处？答：相同之处： 两种信号都是使用基带信号对载波信号进行调制，改变载波

9、信号的幅值或频率、相位； 不同之处： 调幅信号是使载波信号的幅值随着基带信号的幅值的改变而成线性改变，载波信号的频率不发生变化； 调频信号则是使载波信号的相位或者频率随着基带信号的改变而而成线性改变；抗干扰性好；2 低通、高通、带通和带阻滤波器各有什么特点？画出他们近似的幅频特性。答：低通滤波器就是可以让低于某一频率的信号通过，高于该频率的信号会受到抑制；高通滤波器就是高于某一频率的信号可以通过，低于该频率的信号会受到抑制；带通滤波器则是让高于频率f1而低于频率f2的信号通过，在f1,f2之外的信号则受到抑制；带阻滤波器则是在频率f1和f2之间频率受到抑制，而f1,f2的频率可以通过。近似的幅

10、频特性如图示低通滤波器带阻滤波器带通滤波器高通滤波器3 已知某调制信号 ，如果1)它是调频波，且KFM=4，试求基带信号f(t); 2)它是调相波，且KPM=4，试求基带信号f(t);解: (1) KFM=4 因为 所以FM的瞬时相位(1) KPM=4 因为 所以4 设基带信号 对载波 进行常规调幅，为避免包络失真，A0，Am的取值应当满足什么条件？解:设A为基带信号的幅值,则必须有A/A0=1,而也就是当5 基带信号f(t)如图所示， （1）画出调相波的波形 （2）画出调频波的波形Amt解:(1)调相波的波形Amt疏密（2）调频波的波形Amt最疏最密6 A/D转换器输入模拟信号的最高频率为1

11、0kHz，采样频率的下限是多少？完成一次A/D转换的时间上限是多少？解:根据采样定理,可得采样频率下限是完成一次A/D转换的时间上限是7 信号数字化出现混叠的原因，请在频域进行分析。解：信号数字化实际是进行采样，根据采样原理，知道 采样过程可以看作是连续信号x(t)与冲激函数序列p(t)抽样的结果,则若设由上面可见,连续时间信号经过理想采样后,其频谱将以采样频率为间隔重复,即频谱产生了周期延拓.若x(t)是带限信号,若果 ,则延拓后的采样频谱不会重叠,否则就会产生频率混叠现象;另外,实际采样过程与理想采样是有区别的,只能用窄矩形脉冲序列代替理想冲激抽样序列,而矩形脉冲对连续信号抽样后,就会把连

12、续信号的频谱进行sinc函数式的拓展,产生能量泄漏,可能把有限的频谱拓宽成了无限的频谱,产生频率混叠.见下图.不满足抽样定理时产生频率混叠现象8 信号采样为什么会出现能量泄漏，请在频域进行分析。 设有余弦信号x(t), 用矩形窗函数w(t)与其相乘，得到截断信号: y(t) =x(t)w(t) 将截断信号谱 XT()与原始信号谱X()相比较可知，它已不是原来的两条谱线，而是两段振荡的连续谱. 原来集中在f0处的能量被分散到两个较宽的频带中去了，这种现象称之为频谱能量泄漏。检测技术与信号处理复习提纲数字信号处理部分1 信号的分类2 周期信号及其傅里叶级数分解和频谱 级数分解计算方法3 时限信号及

13、其傅里叶变换和频谱 傅里叶变换的计算方法4 傅里叶变换的性质 利用性质快速求解频谱5 随机信号的特征参数 均值，均方值，方差，概率密度函数的求解方法6 典型激励信号及其傅里叶频谱1 一阶无源、有源滤波器(不考试)2 二阶无源、有源滤波器(不考试)3 滤波器基本分类及特性、品质因素、带宽4 调制与解调 幅值调制及其解调的方法； 幅值调制过调制问题 两种频率调制方法及其解调的方法；1 采样原理及定理 分析以及计算2 能量泄漏及频率混叠原因 频域分析1 随机信号的自相关函数、互相关函数及其性质计算，性质应用2 随机信号的功率谱分析 计算，性质应用3 相干函数及其意义4 倒频谱分析技术的原理(不考试)

14、5 频谱细化技术方法 (不考试)（例如测速、测距、分析起因等）Z 变换以及离散傅立叶变换1 序列z变换及其收敛域,零点,极点（不考试）2 z变换的特性（不考试）3 z反变换及其解法（不考试）4 离散傅里叶级数及离散傅里叶变换（不考试）5 离散傅里叶变换的性质6 DFT的改进-快速傅里叶变换（不考试）7 FFT参数的选择原理8 FFT注意的问题（不考试）9 数字滤波器（不考试）10 IIR和FIR滤波器的设计方法（不考试）11醉翁亭记 1反复朗读并背诵课文，培养文言语感。2结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。3把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。4体会作者的思想感情，理解作者

15、的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下岳阳楼记，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊于岳阳楼记的千古名篇醉翁亭记。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(10071072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永

16、丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职

17、，欧阳修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。醉翁亭记就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字1初读文章，结合工具书梳理文章字词。2朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山

18、水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望之”是总起词语，故应从其后断句。【教学提示】引导学生在反复朗读的过程中划分朗读节奏，在划分节奏的过程中感知文意。对于部分结构复杂的句子，教师可做适当的讲解引导。目标导学三：结合注释，翻译训练1学生结合课下注释和工具书自行疏通文义，并画出不解之处。【教学提示】节奏划分与明确文意相辅相成，若能以节奏划分引导学生明确文意

19、最好；若学生理解有限，亦可在解读文意后把握节奏划分。2以四人小组为单位，组内互助解疑，并尝试用“直译”与“意译”两种方法译读文章。3教师选择疑难句或值得翻译的句子，请学生用两种翻译方法进行翻译。翻译示例：若夫日出而林霏开，云归而岩穴暝，晦明变化者，山间之朝暮也。野芳发而幽香，佳木秀而繁阴，风霜高洁，水落而石出者，山间之四时也。直译法：那太阳一出来，树林里的雾气散开，云雾聚拢，山谷就显得昏暗了，朝则自暗而明，暮则自明而暗，或暗或明，变化不一，这是山间早晚的景色。野花开放，有一股清幽的香味，好的树木枝叶繁茂，形成浓郁的绿荫。天高气爽，霜色洁白，泉水浅了，石底露出水面，这是山中四季的景色。意译法：太

20、阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见我的积累本。目标导学四：解读文段，把握文本内容1赏析第一段，说说本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此运用了怎样的艺术手法。明确：首先以“环滁皆山也

21、”五字领起，将滁州的地理环境一笔勾出，点出醉翁亭坐落在群山之中，并纵观滁州全貌，鸟瞰群山环抱之景。接着作者将“镜头”全景移向局部，先写“西南诸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南诸峰之中，视野集中到最佳处。再写琅琊山“蔚然而深秀”，点山“秀”，照应上文的“美”。又写酿泉，其名字透出了泉与酒的关系，好泉酿好酒，好酒叫人醉。“醉翁亭”的名字便暗中透出，然后引出“醉翁亭”来。作者利用空间变幻的手法，移步换景，由远及近，为我们描绘了一幅幅山水特写。2第二段主要写了什么？它和第一段有什么联系？明确：第二段利用时间推移，抓住朝暮及四季特点，描绘了对比鲜明的晦明变化图及四季风光图，写出了其中的“乐

22、亦无穷”。第二段是第一段“山水之乐”的具体化。3第三段同样是写“乐”，但却是写的游人之乐，作者是如何写游人之乐的？明确：“滁人游”，前呼后应，扶老携幼，自由自在，热闹非凡；“太守宴”，溪深鱼肥，泉香酒洌，美味佳肴，应有尽有；“众宾欢”，投壶下棋，觥筹交错，说说笑笑，无拘无束。如此勾画了游人之乐。4作者为什么要在第三段写游人之乐？明确：写滁人之游，描绘出一幅太平祥和的百姓游乐图。游乐场景映在太守的眼里，便多了一层政治清明的意味。太守在游人之乐中酒酣而醉，此醉是为山水之乐而醉，更是为能与百姓同乐而醉。体现太守与百姓关系融洽，“政通人和”才能有这样的乐。5第四段主要写了什么？明确：写宴会散、众人归的

23、情景。目标导学五：深入解读，把握作者思想感情思考探究：作者以一个“乐”字贯穿全篇，却有两个句子别出深意，不单单是在写乐，而是另有所指，表达出另外一种情绪，请你找出这两个句子，说说这种情绪是什么。明确：醉翁之意不在酒，在乎山水之间也。醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。这种情绪是作者遭贬谪后的抑郁，作者并未在文中袒露胸怀，只含蓄地说：“醉能同其乐，醒能述以文者，太守也。”此句与醉翁亭的名称、“醉翁之意不在酒，在乎山水之间也”前后呼应，并与“滁人游”“太守宴”“众宾欢”“太守醉”连成一条抒情的线索，曲折地表达了作者内心复杂的思想感情。目标导学六：赏析文本，感受文本艺术特色1在把握作者复杂感情的基础上朗读文本。2反复朗读，请同学说说本文读来有哪些特点，为什么会有这些特点。(1)句法上大量运用骈偶句，并夹有散句，既整齐又富有变化，使文章越发显得音调铿锵