1、机械电测技术 本次作业是本门课程本学期的第 1 次作业，注释如下： 一、单项选择题 (只有一个选项正确，共 9 道小题 ) 1. 在下面四个选项中模拟信号为（ ） (A) (B) (C) (D) 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： C 解答参考： 2. 在下面四个选项中数字信号为（ ） (A) (B) (C) (D) 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： D 解答参考： 3. 数字信号的特点是（ ） (A) 时间与幅值均离散 (B) 时间连续，幅值离散 (C) 时间与幅值均连续 (D) 时间离散，幅值连续 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： A 解答参考： 4. 关于随机信号，
2、以下描述中正确的是（ ） (A) 随机信号是能量信号 (B) 随机信号的频域特性可以用相关函数来研究 (C) 平稳的随机信号一定是各态历经的随机信号 (D) 随机信号就是样本函数的总体 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： D 解答参考： 5. 时域信号持续时间压缩，则频域中低频成分（ ） (A) 不变 (B) 增加 (C) 减少 (D) 变化不定 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： C 解答参考： 6. 信号中的高频成分增加，则信号的持续时间（ ） (A) 不变 (B) 增加 (C) 减少 (D) 变化不定 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： C 解答参考： 7. 已知信号
3、x（ t）的频谱是 X(f)，若 x（ t）为虚奇函数，则 X(f)是（ ） (A) 实偶函数 (B) 虚奇函数 (C) 虚偶函数 (D) 实奇函数 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： D 解答参考： 8. (A) 偶函数 (B) 奇函数 (C) 非奇非偶函数 (D) 无法判断 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： A 解答参考： 9. 周期的离散时间信号的频谱是（ ） (A) 离散频率的非周期函数 (B) 离散频率的周期函数 (C) 连续频率的非周期函数 (D) 连续频率的周期函数 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： B 解答参考： （注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成
4、，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客观题答案。 ) 二、主观题 (共 11 道小题 ) 10. 定常线性系统的主要特性有： _、 _、 _、 _、 _等。 参考答案： 齐次性、叠加性、频率保持性、微分特性、积分特性 11. 描述测试装置静态特性的参数主要有 _、 _、 _、 _、 _、_、 _等。 参考答案： 灵敏度、分辨力、线性度、滞环、重复性、稳定度、漂移 12. 在描述测量仪表静态特性的指标中 _，灵敏度是指，而滞后性是指 _。 参考答案： 测试装置在稳态下输出的变化量对输入的变化量之比 测量仪表的正向（加载）和反向（卸载）特性的不一致程度 13. 根据基准直线的不同，常见
5、的线性度包括 _、 _、 _等。 参考答案： 理论线性度、端基线性度、最小二乘法线性度 14. 测试系统的动态特性是指 ，常用的动态特性指标有 和 。 参考答案： 研究测试装置（系统）的输出量随时间变化的曲线与被测量随同一时间变化的曲线的一致程度或接近程度 时间常数 上升时间等 15. 信号是指 _，随机信号是指 _。 参考答案： 传载信息的物理量函数，随时间变化的某种物理量 该信号不能重复出现，不能表示为时间的函数 16. 按信号的性质可将其分为 _信号和 _信号，按信号数学表示式中的独立变量的取值方式又可将其分为 _信号和 _信号。 参考答案： 确定性 随机 连续 离散 17. 信号的时域
6、描述反映了 _，信号的频域描述反映了 _。 参考答案： 以时间为独立变量、直接观测或记录到的信号 以频率为独立变量、研究信号中各频率成分的幅值、相位与频率之间的关系 18. 信号的时域描述以 _为独立变量，而信号的频域描述则 _以为独立变量。 参考答案： 时间 频率 19. 周期信号是 _的信号，从能量与功率的角度分类，周期信号属于 _信号，而瞬变非周期信号属于 _信号。 参考答案： 按一定时间间隔重复出现、无始无终 功率 能量 20. 周期信号的频谱特点： _、 _、 _。 参考答案： 离散性、谐波性、收敛性 本次作业是本门课程本学期的第 3 次作业，注释如下： 一、单项选择题 (只有一个选
7、项正确，共 9 道小题 ) 1. 采样定理是指（ ） (A) (B) (C) (D) 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： D 解答参考： 2. 连续信号 f（ t）的占有频带为 0 10k Hz，经均匀采样后，构成一离散时间信号。为了保证能够从离散时间信号中恢复原信号 f（ t），则采样周期的值最大不得超过（ ） (A) 5 10-5s (B) 2.5 10-5s (C) 10-4s (D) 10-3s 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： A 解答参考： 3. (A) 2 秒钟和 400 (B) 2 秒钟和 4000 (C) 10 秒钟和 400 (D) 10 秒钟和 4000 你
8、选择的答案： 未选择 错误 正确答案： B 解答参考： 4. (A) (B) (C) (D) 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： C 解答参考： 5. 时域信号被截断之后其频谱会形成（ ）现象 (A) 频谱混叠 (B) 量化误差 (C) 栅栏效应 (D) 频谱泄漏 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： D 解答参考： 6. 采用下列窗函数对信号截取后造成的频谱泄漏最小的对称窗函数是（ ） (A) 三角窗 (B) 矩形窗 (C) 汉宁窗 (D) 指数窗 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： C 解答参考： 7. (A) 选择合适的窗函数 (B) 频谱细化 (C) 提高时域采样频率
9、(D) 整周期截断信号 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： B 解答参考： 8. 两个不同频率的周期信号是（ ） (A) 相关的 (B) 无法判断 (C) 有时相关有时不相关 (D) 不相关的 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： D 解答参考： 9. 相关函数是在（ ）域上来描述随机信号的。 (A) 时间 (B) 空间 (C) 幅值 (D) 频率 你选择的答案： 未选择 错误 正确答案： A 解答参考： （注意：若有主观题目，请按照题目，离线完成，完成后纸质上交学习中心，记录成绩。在线只需提交客观题答案。 ) 二、主观题 (共 15 道小题 ) 10. 什么是频谱泄漏？请简述其产生
10、原因及抑制的方法。 参考答案： 答：由于矩形窗函数的频谱 W( )是无限带宽的 sinc 函数，故 X( )*S( )*W( )也将变成无限带宽的信号，这种信号能量在频率轴分布扩展的现象称为频谱泄漏。 由于计算机只能处理有限长时间序列，故无限长信号必须做截断处理，即乘以有限宽矩形窗函数，即： x(t)s(t)w(t)，所以就造成了频谱泄漏 为了减小或抑制泄漏，可以选用不同形式的窗函数来对时域信号进行加权处理，以改善时域截断处的不连续状况。所选择的窗函数应力求其频谱的主瓣宽度窄些、旁瓣幅度小些。窄的主瓣可以提高频率分辨力；小的旁瓣可以减小泄漏。 11. 什么是栅栏效应？试分析时域栅栏效应和频域栅
11、栏效应对信号及其频谱有何影响。 参考答案： 答： 对一函数实行采样，实质上就是“摘取”采样点上对应的函数值。其效果有如透过栅栏的缝隙观看外景一样，只有落在缝隙前的少数景象被看到，其余景象都被栅栏挡住，视为零。这种现象被称为栅栏效应。 不管是时域采样还是频域采样，都有相应的栅栏效应。只不过时域采样如满足采样定理要求，栅栏效应不会有什么影响。然而频域采样的栅栏效应则影响颇大，“挡住”或丢失的频率成分有可能是重要的或具有特征的成分，以致于整个处理失去意义。 12. 请简述相关函数在工程实际中有哪些应用？ 参考答案： 答：互相关函数的性质使它在工程应 用中具有重要的价值，它是在噪声背景下提 取有用信息
12、的一个非常有效的手段。如果我们对一个线性系统（例如某个部件、结构或某台机床）激振，所测得的振动信号中常常含有大量的噪声干扰。根据线性系统的频率保持性，只有和激振频率相同的成分才可能是由激振而引起的响应，其它成分均是干扰。因此只要将激振信号和所测得的响应信号进行互相关处理，就可以得到由激振而引起的响应幅值和相位差，消除了噪声干扰的影响。这种应用相关分析原理来消除信号中的噪声干扰、提取有用信息的处理方法叫做相关滤波。它是利用互相关函数同频相关、不同频不相关的性质来 达到滤波效果的。 13. 参考答案：14. 平稳随机信号经低通滤波器后作数字频谱分析，设仅对信号中 500Hz 以下频率成分感兴趣，希
13、望以 0.5Hz 的频率分辨力分析其频谱，求： （ 1）采样频率 fs；（ 2）采样点数 N；（ 3）截断长度 T。 参考答案： 15. 参考答案： 16. 模 数转换的主要步骤包括采样、 _和 _，其中采样是指 _。 参考答案： 保持 量化 对连续的模拟信号按一定时间间隔抽取相应的瞬时值的过程 17. 量化是指把采样信号的幅值与某个最小数量单位的一系列整数倍比较，以最接近于采样信号幅值的最小数量单位的倍数来代替该幅值，这一过程称为量化，对分辨率为 12 位、量程为 10V 的 A/D 转换芯片来说，最大量化误差为 _（ V）。 参考答案： 0.0012 18. 根据滤波器的选频作用可将其分为 _、 _、 _、 _四种。 参考答案： 低通、高通、带通、带阻 19. 从函数的奇偶性来看，自相关函数是 _函数，而互相关函数则 _是函数。 参考答案： 偶 非奇非偶 20. 测量 参考答案： 测量是指 把待测量直接或间接地与另一同类的已知量进行比较，用已知量作为计量单位，求得待测量的过程 。 21. 频率的单位“赫兹”是国际单位制中的 _单位。 参考答案： 导出 22. 反映测量结果和真值接近程度的量称为 _ ，其中表示测量结果中系统误差大小的量为 _ ，表示测量结果中随机误差大小的量为 _。
