测试技术与信号处理试题库完整

./第一章习题测试信号的描述与分析选择题1.描述周期信号的数学工具是〔〕。A.相关函数B.傅氏级数C.傅氏变换D.拉氏变换2.傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的〔〕。A.相位B.周期C.振幅D.频率3.复杂的信号的周期频谱是〔〕。A．离散的B.连续的C.δ函数D.sinc函数4.如果一个信号的频谱是离散的。则该信号的频率成分是〔〕。A.有限的B.无限的C.可能是有限的,也可能是无限的5.下列函数表达式中,〔〕是周期信号。B.C.6.多种信号之和的频谱是〔〕。A.离散的B.连续的C.随机性的D.周期性的７.描述非周期信号的数学工具是〔〕。A.三角函数B.拉氏变换C.傅氏变换D.傅氏级数８.下列信号中,〔〕信号的频谱是连续的。A.B.C.９.连续非周期信号的频谱是〔〕。A.离散、周期的B.离散、非周期的C.连续非周期的D.连续周期的10.时域信号,当持续时间延长时,则频域中的高频成分〔〕。A.不变B.增加C.减少D.变化不定11.将时域信号进行时移,则频域信号将会〔〕。A.扩展B.压缩C.不变D.仅有移相12.已知为单位脉冲函数,则积分的函数值为〔〕。A．6B.0C.1213.如果信号分析设备的通频带比磁带记录下的信号频带窄,将磁带记录仪的重放速度〔〕,则也可以满足分析要求。A.放快B.放慢C.反复多放几次14.如果,根据傅氏变换的〔〕性质,则有。A.时移B.频移C.相似D.对称15.瞬变信号x〔t〕,其频谱X〔f〕,则∣X〔f〕∣²表示〔〕。信号的一个频率分量的能量B.信号沿频率轴的能量分布密度C.信号的瞬变功率16.不能用确定函数关系描述的信号是〔〕。A.复杂的周期信号B.瞬变信号C.随机信号18.时域信号的时间尺度压缩时,其频谱的变化为〔〕。A.频带变窄、幅值增高B.频带变宽、幅值压低C.频带变窄、幅值压低D.频带变宽、幅值增高19.信号,则该信号是<>.A.周期信号B.随机信号C.瞬变信号20.数字信号的特性是〔〕。A.时间上离散、幅值上连续B.时间、幅值上均离散C.时间、幅值上都连续D.时间上连续、幅值上量化二、填空题信号可分为和两大类。确定性信号可分为和两类,前者的频谱特点是＿离散的＿＿＿。后者的频谱特点是＿连续的＿＿＿。绘制周期信号x〔t〕的单边频谱图,依据的数学表达式是＿傅氏三角级数中的各项系数〔＿＿＿,而双边频谱图的依据数学表达式是＿|＿＿＿。周期信号的傅氏三角级数中的n是从＿＿＿到＿＿＿＿展开的。傅氏复指数级数中的n是从＿＿＿＿到＿＿＿＿展开的。周期信号x〔t〕的傅氏三角级数展开式中：表示＿＿＿,表示＿＿＿,表示＿＿＿,表示＿＿＿,表示＿＿＿,表示＿＿＿。工程中常见的周期信号,其谐波分量幅值总是随谐波次数n的增加而＿＿＿的,因此,没有必要去那些高次的谐波分量。周期方波的傅氏级数：周期三角波的傅氏级数：,它们的直流分量分别是＿＿＿和＿＿＿。信号的收敛速度上,方波信号比三角波信号＿＿＿。达到同样的测试精度要求时,方波信号比三角波信号对测试装置的要求有更宽的＿＿＿。窗函数ω〔t〕的频谱是,则延时后的窗函数的频谱应是＿＿＿。信号当时间尺度在压缩时,则其频带＿＿＿其幅值＿＿＿。单位脉冲函数的频谱为＿＿＿,它在所有频段上都是＿＿＿,这种信号又称＿＿＿。余弦函数只有＿＿＿谱图,正弦函数只有＿＿＿谱图。因为为有限值时,称为＿＿＿信号。因此,瞬变信号属于＿＿＿,而周期信号则属于＿＿＿。计算积分值：＿＿＿。单位脉冲函数与在点连续的模拟信号的下列积分：＿＿＿。这一性质称为＿＿＿。已知傅氏变换对,根据频移性质可知的傅氏变换为＿＿＿。已知傅氏变换对：时,则=＿＿＿。非周期信号,时域为x〔t〕,频域为,它们之间的傅氏变换与逆变换关系式分别是：=＿＿＿,x〔t〕=＿＿＿。三、计算题三角波脉冲信号如图1-1所示,其函数与频谱表达式为图1-1求：当时,求的表达式。一时间函数f〔t〕与其频谱函数F〔ω〕如图1-2所示已知函数,示意画出x〔t〕和X〔ω〕的函数图形。当时,X〔ω〕的图形会出现什么情况？〔为f〔t〕中的最高频率分量的角频率〕图1-2图1-3所示信号a〔t〕与其频谱A〔f〕。试求函数的傅氏变换F〔f〕并画出其图形。图1-3求图1-4所示三角波调幅信号的频谱。图1-4参考答案一、选择题1.B2.C3.A4.C5.B6.C7.C8.C9.C10.C11.D12.C13.B14.A15.B16.C17.C18.B19.C20.B二、填空题1.确定性信号；随机信号2.周期信号；非周期信号；离散的；连续的3.均方根值；均方值4.傅氏三角级数中的各项系数〔等〕傅氏复指数级数中的各项系数〔〕。5.0；+∞；–∞；+∞6.—余弦分量的幅值；—正弦分量的幅值；—直流分量；--n次谐波分量的幅值；--n次谐波分量的相位角；--n次谐波分量的角频率7.衰减8.A；A/2；更慢；工作频带9.展宽；降低；慢录快放10.1；等强度；白噪声11.实频；虚频12.能量有限；能量有限；功率有限13.14.；脉冲采样15.16.17.三、计算题1.解：函数图形见图1-5所示。图1-52.解：见图1-6所示。图〔a〕为调幅信号波形图,图〔b〕为调幅信号频谱图。当时,两边图形将在中间位置处发生混叠,导致失真。3.解：由于并且所以F〔f〕的频谱图见图1-7所示：图1-74.解：图1-8所示调幅波是三角波与载波的乘积。两个函数在时域中的乘积,对应其在频域中的卷积,由于三角波频谱为：余弦信号频谱为卷积为第二章习题测试系统的基本特性一、选择题1.测试装置传递函数H〔s〕的分母与〔〕有关。A.输入量x〔t〕B.输入点的位置C.装置的结构2.非线性度是表示定度曲线〔〕的程度。A.接近真值B.偏离其拟合直线C.正反行程的不重合3.测试装置的频响函数H〔jω〕是装置动态特性在〔〕中的描述。A．幅值域B.时域C.频率域D.复数域4.用常系数微分方程描述的系统称为〔〕系统。A.相似B.物理C.力学D.线性5.下列微分方程中〔〕是线性系统的数学模型。A.B.C.6.线性系统的叠加原理表明〔〕。A.加于线性系统的各个输入量所产生的响应过程互不影响B.系统的输出响应频率等于输入激励的频率C.一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应,等于原信号的响应乘以该倍数7.测试装置能检测输入信号的最小变化能力,称为〔〕。A.精度B.灵敏度C.精密度D.分辨率8.一般来说,测试系统的灵敏度越高,其测量X围〔〕。A.越宽B.越窄C.不变9.测试过程中,量值随时间而变化的量称为〔〕。A.准静态量B.随机变量C.动态量10.线性装置的灵敏度是〔〕。A.随机变量B.常数C.时间的线性函数11.若测试系统由两个环节串联而成,且环节的传递函数分别为,则该系统总的传递函数为〔〕。若两个环节并联时,则总的传递函数为〔〕。A.B.C.D.12.输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系就是〔〕。A.幅频特性B.相频特性C.传递函数D.频率响应函数13.时间常数为τ的一阶装置,输入频率为的正弦信号,则其输出与输入间的相位差是〔〕。A.-45°B-90°C-180°14.测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是〔〕。A.卷积B.傅氏变换对C.拉氏变换对D.微分15.对不变线性系统的频率响应函数等于〔〕。A.系统的正弦输出与正弦输入比B.系统稳态正弦输出的傅氏变换与正弦输入的傅氏变换之比C.用虚指数函数表示系统稳态正弦输出与正弦输入之比16.对某二阶系统输入周期信号,则其输出信号将保持〔〕。A.幅值不变,频率、相位改变B.相位不变,幅值、频率改变C.频率不变,幅值、相位改变17.二阶装置,用相频特性中〔ω〕=-90°时所对应的频率ω作为系统的固有频率的估计值,则值与系统阻尼频率ξ的大小〔〕。A.有关B.无关C.略有关系D.有很大关系18.二阶系统的阻尼率ξ越大,则其对阶跃输入的时的响应曲线超调量〔〕。A.越大B.越小C.不存在D.无关19.二阶装置引入合适阻尼的目的是〔〕。A.是系统不发生共振B.使得读数稳定C.获得较好的幅频、相频特性20.不失真测试条件中,要求幅频特性为〔〕,而相频特性为〔〕。A.线性B.常数C.是频率的函数二、填空题1.一个理想的测试装置应具有单值的、确定的＿＿＿。2.测试装置的特性可分为＿＿＿特性和＿＿＿特性。3.测试装置的静态特性指标有＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿。4.描述测试装置动态特性的数学模型有＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿等。5.测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统,则称为＿＿＿系统。若其输入、输出呈线性关系时,则称为＿＿＿系统。6.线性系统中的两个最重要的特性是指＿＿＿和＿＿＿。7.测试装置在稳态下,其输出信号的变化量与其输入信号的变化量之比值,称为＿＿＿,如果它们之间的量纲一致,则又可称为＿＿＿。8.测试装置的输出信号拉氏变换与输入信号拉氏变换之比称为装置的＿＿＿。9.测试装置对单位脉冲函数δ〔t〕的响应,称为＿＿＿记为h〔t〕,h〔t〕的傅氏变换就是装置的＿＿＿。10.满足测试装置不失真测试的频域条件是＿＿＿和＿＿＿。11.为了求取测试装置本身的动态特性,常用的实验方法是＿＿＿和＿＿＿。12.测试装置的动态特性在时域中用＿＿＿描述,在频域中用＿＿＿描述。13.二阶系统的主要特征参数有＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿。14.已知输入信号x〔t〕=30cos〔30t+30°〕,这时一阶装置的A〔ω〕=0.87,=-21.7°,则该装置的稳态输出表达式是：y〔t〕=＿＿＿。15.影响一阶装置动态特性参数是＿＿＿,原则上希望它＿＿＿。16.二阶系统的工作频率X围是＿＿＿。17.输入x〔t〕,输出y〔t〕,装置的脉冲响应函数h〔t〕,它们三者之间的关系是＿＿。18.测试装置的频率响应函数为H〔jω〕,则｜H〔jω〕｜表示的是＿＿＿,∠H〔jω〕表示的是＿＿＿,它们都是＿＿＿的函数。19.信号x〔t〕=,输入τ=0.5的一阶装置,则该装置的稳态输出幅值A=＿＿＿,相位滞后=＿＿＿。20.一个时间常数τ=5s的温度计,插入一个以15℃/min速度线性降温的烘箱内,经半分钟后取出,温度计指示值为90℃,这时,烘箱内的实际温度应为参考答案一、选择题1.C2.B3.C4.D5.B6.A7.D8.B9.C10.B11.B,A12.B13.A14.B15.B16..C17.B18.B19.C20.B；A二、填空题1.输出—输入关系2.静态特性；动态特性3.灵敏度；非线形度；回程误差4.微分方程；传递函数；频率响应函数5.定常〔时不变〕；线形6.线形叠加性；频率保持性7.灵敏度；放大倍数8.传递函数9.脉冲响应函数；频率响应函数10.幅频特性为常数；相频特性为线形11.阶越响应法；频率响应法12.微分方程；频率响应函数13.静态灵敏度；固有频率；阻尼率14.26.1cos〔30t+8.315.时间常数τ；越小越好16.17.；卷积关系18.输出与输入的幅值比〔幅频特性〕；输出与输入的相位差〔相频特性〕；频率19.20.88.75典型例题例1.测试系统分别由环节的串联、并联和反馈回路构成,如下图所示,求图示各系统的总灵敏度。〔为各环节的灵敏度〕解：〔1〕系统由串联环节组成时〔图a〕总灵敏度为〔2〕系统由并联环节组成时〔图b〕总灵敏度为〔3〕系统由并反馈回路组成时〔图c〕总灵敏度为例2.求周期信号x〔t〕=0.5cos10t+0.2cos〔100t-45°〕,通过传递函数为的装置后得到的稳态响应。解：设式中,当系统有输入时,则输出为,且式中,,同样可求得当输入为时,有输出为,且此装置对输入信号x〔t〕具有线形叠加性。系统输出的稳态响应为：例3.试求传递函数为和的俩每个个环节串联后组成的系统的总灵敏度。解：求当S=0时的两传递函数之值两环节串联后系统的总灵敏度为S=3.0×41=123例4.设一力传感器可作为二阶凝结处理,已知传感器的固有频率,阻尼比ξ=0.14时,用其测量正弦变化的外力,频率f=400Hz,求振幅比A〔ω〕与φ〔ω〕是多少？若ξ=0.7时,则A〔ω〕与φ〔ω〕将改变为何值？解：〔1〕按题意,当时,即,且ξ=0.14则有即此时的幅值比为A〔ω〕=1.31,相位移为-10.57°。〔2〕当ξ=0.7时可解得A〔400〕=0.975；φ〔400〕=-43.03°即幅值比为：A〔400〕=0.975；相位移为-43.03°。第三章习题常用传感器一、选择题1.电涡流式传感器是利用〔〕材料的电涡流效应工作的。A.金属导电B.半导体C.非金属D.2.为消除压电传感器电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响,可采用〔〕。A.电压放大器B.电荷放大器C.前置放大器3.压电式加速度计,其压电片并联时可提高〔〕。A.电压灵敏度B.电荷灵敏度C.电压和电荷灵敏度4.调频式电涡流传感器的解调电路是〔〕。A.整流电路B.相敏检波电路C.鉴频器5.压电式加速度传感器的工作频率应该〔〕其固有频率。A.远高于B..等于C远低于6.下列传感器中〔〕是基于压阻效应的。A.金属应变片B.半导体应变片C.压敏电阻7.压电式振动传感器输出电压信号与输入振动的〔〕成正比。A.位移B.速度C.加速度8.石英晶体沿机械轴受到正应力时,则会在垂直于〔〕的表面上产生电荷量。A.机械轴B.电轴C.光轴9.石英晶体的压电系数比压电陶瓷的〔〕。A.大得多B.相接近C.小得多10.金属丝应变片在测量构件的应变时,电阻的相对变化主要由〔〕来决定的。A.贴片位置的温度变化B.电阻丝几何尺寸的变化C.电阻丝材料的电阻率变化11.电容式传感器中,灵敏度最高的是〔〕。A.面积变化型B.介质变化型C.极距变化型12.极距变化型电容传感器适宜于测量微小位移量是因为〔〕A.电容量微小影响灵敏度B.灵敏度与极距的平方成反比,间距变化大则产生非线形误差C.非接触测量13.压电材料按一定方向放置在交变电场中,其几何尺寸将随之发生变化,这称为〔〕效应。A.压电B.压阻C.压磁D.逆压电14.下列传感器中,能量控制型传感器是〔〕和〔〕,能量转换型传感器是〔〕和〔〕。A.光电式B.应变片C.电容式D.压电式二、填空题1.可用于实现非接触式测量的传感器有＿＿＿和＿＿＿等。2.电阻应变片的灵敏度表达式为,对于金属应变片来说：S=＿＿＿,而对于半导体应变片来说S=＿＿＿。3.具有＿＿＿的材料称为压电材料,常用的压电材料有＿＿＿和＿＿＿。4.当测量较小应变值时应选用＿＿＿效应工作的应变片,而测量大应变值时应选用＿＿＿效应工作的应变片。5.电容器的电容量,极距变化型的电容传感器其灵敏度表达式为：＿＿＿。6.极距变化型的电容传感器存在着非线形度,为了改善非线形度与提高传感器的灵敏度,通常采用＿＿＿的形式。7.差动变压器式传感器工作时,如果铁芯做一定频率的往复运动时,其输出电压是＿＿＿波。8.光电元件中常用的有＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿。9.不同的光电元件对于不同波长的光源,其灵敏度是＿＿＿。10.发电式传感器有＿＿＿、＿＿＿等,而参量式的传感器主要是＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿等。11.压电传感器在使用＿＿＿放大器时,其输出电压几乎不手电缆长度变化的影响。12.超声波探头是利用压电片的＿＿＿效应工作的。13.电阻应变片的电阻相对变化率是与＿＿＿成正比的。14.电容式传感器有＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿3种类型,其中＿＿＿型的灵敏度最高。15.霍尔元件是利用半导体元件的＿＿＿特性工作的。参考答案一、选择题1.A2.B3.B4.C5.C6.B7.B8.B9.C10.B11.C12.B13.D14.B；C；A；D二、填空题1.涡流式；电容式2.3.压电效应；石英晶体；压电陶瓷4.压阻效应；应变效应5.6.差动连接7.调幅波8.光敏电阻；光敏晶体管；光电池9.不相同的10.磁电式；压电式；电阻；电容；电感11.电荷12.逆压电13.应变值ε14.面积；极距；介质；极距15.磁敏特性〔霍尔效应〕典型例题例1.以阻值R=120Ω,灵敏度S=2的电阻应变片与阻值R=120Ω的固定电阻组成的电桥,供桥电压为3V,并假定负载为无穷大,当应变片的应变值为2με和2000με时,分别求出单臂、双臂电桥的输出电压,并比较两种情况下的电桥的灵敏度。〔με：微应变,即〕解：〔1〕单臂电桥输出电压。当应变片为2με时,当应变值为2000με时的输出电压为〔2〕双臂电桥输出电压。①当应变片为2με时,②当应变值为2000με时的输出电压为〔3〕双臂电桥比单臂电桥的电压输出灵敏度提高一倍。例2.有一钢板,原长,钢板弹性模量,使用BP-3箔式应变片R=120Ω,灵敏度系数S=2,测出的拉伸应变值为300με。求：钢板伸长量,应力与。如果要测出1με应变值则相应的是多少？解：因为,则有如果要测出1με应变值,则第四章习题模拟信号处理一、选择题1.在动态测试中,电桥的输出量通常采用〔〕。A.电阻量B.电压量C.电流量D.电感量2.直流电桥同一桥臂增加应变片数时,电桥灵敏度将<>。A.增大B.减少.C.不变D.变化不定3.为提高电桥的灵敏度,可采取的方法是〔〕A.半桥双臂各串联一片电阻应变片B.半桥双臂各并联一片电阻应变片C.适当提高电桥的电源电压D.增大应变片的初始电阻值4.为了保证实现极距变化型差动电容传感器的差动工作,传感器的两个电容应当连接成〔〕。A.并联电路B.串联电路C.电桥电路5.交流电桥的供桥电压频率为,输出信号最高频率为。它们之间的关系应满足〔〕。A.B.C.D.6.电阻应变仪常用交流供桥的原因是〔〕。Ａ.为了提高电桥的灵敏度Ｂ.为了使放大器设计简单与提高抗电源干扰能力Ｃ.可以使用相敏检波电路７.调制可以看成是调制信号与载波信号〔〕。Ａ.相乘Ｂ.相加Ｃ.相减Ｄ.相除８.在调幅信号的解调过程中,相敏检波的作用是〔〕。Ａ.恢复载波信号Ｂ.恢复调制信号的幅值和极性Ｃ.恢复已调制波Ｄ.恢复调制信号的幅值９.用一缓变的综合信号来调制一载波,得到的调幅波的频带宽度为〔〕。Ａ.〔1000-10〕～〔1000＋10〕Ｂ.-〔1000+100〕～〔1000＋100〕Ｃ.〔1000－100〕～〔1000＋100〕10.滤波器的带宽B和建立时间的乘积是〔〕。A.常数B.信号频率的函数C.随机变量11.要使RC低通滤波器的通带加宽,则RC值应〔〕。A.增加B.减少C.不变12.在一定条件下RC带通滤波器实际上是低通滤波器与高通滤波器〔〕而成的。A.串联B.并联C.串并联D.叠加13.理想滤波器的滤波因素〔〕。A.-1B.0C14.如甲滤波器2.5,乙滤波器3.5,则滤波器的选择性〔〕。A.甲比乙好B.乙比甲好C.不能进行比较15.滤波器的上、下截止频率为,中心频率则它们的关系是〔〕。A.B.C.16.滤波器的—3dB频率截止频率,是指信号幅值衰减为输入幅值的〔〕处的频率。A.B.1C./2D.1/217.已知某倍频程滤波器的下截止频率为300,则其上截止频率为〔〕,其中心频率为〔〕。A.150B1000C.600D.300E.450F.300G.100H.225二、填空题1.载波为的电桥,当单臂输入调制信号时,其输出调幅拨的幅值为＿＿＿,频率＿＿＿相位＿＿＿。＿＿＿2.将电桥接成差动方式可以提高＿＿＿,改善＿＿＿,进行＿＿＿补偿。3.为了补偿温度变化给应变测量带来的误差,工作应变片与温度补偿应变片应接在＿＿＿桥臂上。4.调幅信号由载波的＿＿携带信号信息,而调频信号则由载波的＿＿携带信号信息。5.调制有＿＿＿、＿＿＿、和＿＿＿三种类型,将调制高频振荡的缓变信号称为＿＿＿,载送缓变信号的高频振荡称为＿＿＿,经调制后的高频振荡波称为＿＿＿。6.调幅过程在频域相当于＿＿＿过程,调幅装置实际上是一个＿＿＿,典型的调幅装置是＿＿＿。7.调幅波的解调器是＿＿＿,调频波的解调器是＿＿＿。8.调幅波经过相敏检波后,既能恢复信号电压的＿＿＿,又能反映其＿＿＿。9.建立滤波器正确工作状态所需的上升时间与滤波器的＿＿＿成正比,它们的乘积取值在＿＿＿为好。10.滤波器的＿＿＿和＿＿＿要求是相互矛盾的。11.RC低通滤波器中的RC值越大,则其上限频带越＿＿＿。12.滤波器因素λ=＿＿＿,理想的滤波器的λ=＿＿＿。13.带通滤波器的中心频率与上、下截止频率间的关系是＿＿＿。参考答案选择题1.B2.C3.C4.C5.D6.B7.A8.B9.C10.A11.B12.A13.C14.A15.A16.C17.C；D二、填空题1.为正时与载波同相位,为负时与载波反相位180°2.灵敏度；非线性；温度3.相邻4.幅值；频率5.调幅；调频；调相；调制波；载波；已调波6.频率搬移；乘法器；电桥7.相敏检波器；鉴频器8.幅值；极性9.带宽B；5～1010.选择性；响应速度11.窄12.1～5；113.典型例题例1.现有四个电路元件：电阻,电感L和电容C,拟接成四臂交流电桥,试画出能满足电桥平衡的正确接桥方法,并写出该电桥的平衡条件。〔设电桥激励为,电桥输出为〕解：正确的接桥方法如下图所示。电桥平衡条件是：例2.有人使用电阻应变仪时,发现灵敏度不够,于是试图在工作电桥上增加电阻应变片数以提高灵敏度。试问,在半桥双臂上各串联一片的情况下,是否可以提高灵敏度？为什么？答：不能提高灵敏度。因为半桥双臂时,其输出电压为当两桥臂各串联电阻应变片时,其电阻的相对变化量为即仍然没有发生变化,故灵敏度不变。要提高灵敏度只能将双臂电桥改为全桥联接。这时例3.用电阻应变片与双臂电桥测量悬臂梁的应变ε。其贴片与组桥方法如下图所示。已知图中,上、下贴片位置对称,应变片的灵敏度系数k=2。应变值,电桥供桥电压。试分别求出图〔b〕、图〔c〕组桥时的输出电压？解：如图〔b〕组桥时的输出电压为如图〔c〕组桥时的输出电压为例4.