测试技术与信号处理题库

第1页共32页第一章习题测试信号的描述与分析一、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函数DSINC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。A5COS10XT当T当BIN2TTTTC0COSATXE6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傅氏级数下列信号中，（）信号的频谱是连续的。A12SINSIN3XTATBTB53050CSIATXTET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变化不定第2页共32页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12SIN,XTT的函数值为（）。2XTTDTA6B0C12D任意值13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。1T00TJETA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）表示（）。A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1TXTEA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1信号可分为和两大类。2确定性信号可分为和两类，前者的频谱特点是离散的第3页共32页。后者的频谱特点是连续的。3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|。4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。5周期信号X（T）的傅氏三角级数展开式中表示，表示，表NANB0A示，表示，表示,表示。NAN06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。7周期方波的傅氏级数周期三角波的傅氏级10021COSS3AXTTT数，它们的直流分量分别是20024COS3592AXTTT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。8窗函数（T）的频谱是，则延时后的窗函数的频谱应是SINCF2T。9信号当时间尺度在压缩时，则其频带其幅值。10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T。11余弦函数只有谱图，正弦函数只有谱图。12因为为有限值时，称为信号。因此，瞬变信号属于2LIMTXTDXT，而周期信号则属于。13计算积分值。5TTED14单位脉冲函数与在点连续的模拟信号的下列积分0T0FT。这一性质称为。FTD第4页共32页15已知傅氏变换对，根据频移性质可知的傅氏变换为。1F02JFTE16已知傅氏变换对时，则112212XTXFXTXFXTTX和当。F17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F分别是，X（T）。XF三、计算题1三角波脉冲信号如图11所示，其函数及频谱表达式为/2图112020ATTXTT当当当2SINAFXFC求当1DXTT时，求11XTXF及的表达式。2一时间函数F（T）及其频谱函数F（）如图12所示已知函数00OSMXT设，示意画出X（T）和X（）的函数图形。当0M时，X（）的图形会出现什么情况（M为F（T）中的最高频率分量的角频率）第5页共32页图123图13所示信号A（T）及其频谱A（F）。试求函数的傅氏01COS2FTAFT变换F（F）并画出其图形。图134求图14所示三角波调幅信号的频谱。图14参考答案一、选择题1B2C3A4C5B6C7C8C9C10C11D12C13B14A15B16C17C18B19C20B二、填空题第6页共32页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（0,NNABA）。,NNC50；6余弦分量的幅值；正弦分量的幅值；直流分量；N次谐波分NANB0AA量的幅值；N次谐波分量的相位角；N次谐波分量的角频率N07衰减8A；A/2；更慢；工作频带9展宽；降低；慢录快放101；等强度；白噪声11实频；虚频12能量有限；能量有限；功率有限135E14；脉冲采样0FT151612XFF172JTEDF三、计算题1解函数图形见图15所示。1020ATDXT当当当T第7页共32页图15122SINXFJFXFAFC2解见图16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。BB3解由于01COS2FTAFTT并且0001COS2ATAFFF所以000211FFFFFFAA第8页共32页F（F）的频谱图见图17所示图174解图18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，0COST对应其在频域中的卷积，由于三角波频谱为2SINFC余弦信号频谱为001FF卷积为2SICF200NSIN4FC第9页共32页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（J）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。ABC25DYDXTT2DYXTT2105DYXT6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，其测量范围（）。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12,HS统总的传递函数为（）。若两个环节并联时，则总的传递函数为（）。AB12HS12HS第10页共32页CD12HS12/HS12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时间常数为的一阶装置，输入频率为的正弦信号，则其输出与输入间的1相位差是（）。A45B90C18014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（）。00SINXTATA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（）90时所对应的频率作为系统的固有频率的估计值，则值与系统阻尼频率的大小（）。NA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、填空题第11页共32页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YX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（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（30T30），这时一阶装置的A（）087，217，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范围是。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（J），则H（J）表示的是，H（J）表示的是，它们都是的函数。19信号X（T），输入05的一阶装置，则该装置的稳态输出幅值A6SIN23T，相位滞后。20一个时间常数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。第12页共32页参考答案一、选择题1C2B3C4D5B6A7D8B9C10B11B，A12B13A14B15B16C17B18B19C20B；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14261COS（30T83）15时间常数；越小越好1605N17；卷积关系YTXHT18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19360A208875第13页共32页典型例题例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）123,S解（1）系统由串联环节组成时（图A）123YSX总灵敏度为123YSX（2）系统由并联环节组成时（图B）123YX总灵敏度为123YSX（3）系统由并反馈回路组成时（图C）21XYS总灵敏度为12YSXS例2求周期信号X（T）05COS10T02COS（100T45），通过传递函数为的装置后得到的稳态响应。105HS解设12XTXT式中，0COS0,COS145T当系统有输入时，则输出为，且1XTY第14页共32页112105COSYTTARG式中，1,01049COS286YTT同样可求得当输入为时，有输出为，且2XT2Y0207COS56YT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1200049COS8617COS15TYTT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53224NS总灵敏度。解求当S0时的两传递函数之值220041153413NSS两环节串联后系统的总灵敏度为S3041123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80NFHZ比014时，用其测量正弦变化的外力，频率F400HZ，求振幅比A（）及（）是多少若07时，则A（）及（）将改变为何值解（1）按题意，当时，即402802N,且014则有05N22221441310505NNA第15页共32页240AR1057ONCTG即此时的幅值比为A（）131，相位移为1057。（2）当07时可解得A（400）0975；（400）4303即幅值比为A（400）0975；相位移为4303。第16页共32页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D2PVF2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第17页共32页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/12DRSELS，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。0AC6极距变化型的电容传感器存在着非线形度，为了改善非线形度及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。第18页共32页参考答案一、选择题1A2B3B4C5C6B7B8B9C10B11C12B13D14B；C；A；D二、填空题1涡流式；电容式212SE3压电效应；石英晶体；压电陶瓷4压阻效应；应变效应5002ADCS6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14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R120，灵敏度S2的电阻应变片与阻值R120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2和2000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。第19页共32页（微应变，即）610解（1）单臂电桥输出电压。当应变片为2时，6614120314OIIRUSV当应变值为2000时的输出电压为630OU（2）双臂电桥输出电压。当应变片为2时，661210312OIIRUSV当应变值为2000时的输出电压为630OU（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BP3箔式应变片1LM12EPAR120，灵敏度系数S2，测出的拉伸应变值为300。求钢板伸长量，应力L及。如果要测出1应变值则相应的是多少,/R/R解因为，则有L641764213003200MEPARS如果要测出1应变值，则第20页共32页66210RS第21页共32页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（0FMF）。ABCD0MF0MF0MF0MF6电阻应变仪常用交流供桥的原因是（）。为了提高电桥的灵敏度为了使放大器设计简单及提高抗电源干扰能力可以使用相敏检波电路调制可以看成是调制信号与载波信号（）。相乘相加相减相除在调幅信号的解调过程中，相敏检波的作用是（）。恢复载波信号恢复调制信号的幅值和极性恢复已调制波恢复调制信号的幅值用一缓变的综合信号来调制一载波COS20CS0ETATBT第22页共32页，得到的调幅波的频带宽度为（）。SIN20IUTET（100010）（100010）HZHZ（1000100）（1000100）（1000100）（1000100）10滤波器的带宽B和建立时间的乘积是（）。ETA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（）。A1B0C114如甲滤波器25，乙滤波器35，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（）。21,CF0FABC012CFF1012C16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。AB1C/2D1/2217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HZHZ心频率为（）。HZA150B1000C600D300E450F30023G100H22545二、填空题1载波为的电桥，当单臂输入调制信号时，其输出调0SINET0SINT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。第23页共32页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。11RC低通滤波器中的RC值越大，则其上限频带越。12滤波器因素，理想的滤波器的。13带通滤波器的中心频率与上、下截止频率间的关系是。0F第24页共32页参考答案一、选择题1B2C3C4C5D6B7A8B9C10A11B12A13C14A15A16C17C；D二、填空题1为正时与载波同相位，为负时与载波反相位18001/4ETT2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；51010选择性；响应速度11窄1215；113012CCFFF第25页共32页典型例题例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12,R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IU桥输出为）OU解正确的接桥方法如下图所示。电桥平衡条件是121LRJC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12OIRU当两桥臂各串联电阻应变片时，其电阻的相对变化量为2R第26页共32页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OIRU例3用电阻应变片及双臂电桥测量悬臂梁的应变。其贴片及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1210K2。应变值，电桥供桥电压。试分别求出图（B）、图（C）组桥时303IUV的输出电压OUR解如图（B）组桥时的输出电压为1112211203OIIIIIIRRUUUUKV如图（C）组桥时的输出电压为111122224032OIIIIIIRRRUUUURKV例4下图中所示为两支流电桥，其中图（A）称为卧式桥，图（B）称为立式桥，且第27页共32页。为应变片，为固定电阻。试求在电阻应变片阻值变12340RR12,34,R化为时，两电桥的输出电压表达式并加以比较。解图（A）中，卧式桥的输出电压为1142230002OBDIIIIRRUUURU图（B）中，立式桥的输出电压为112243000022241OBDIIIIIRRUUURRUUR由此可知，当时，得，在忽略了高阶无穷小之后，两电桥200OIR的输出电压是一样的，均为，不同之处是立