第二章 信号分析基础

（一）填空题

1、 测试的基本任务是获取有用的信息，而信息总是蕴涵在某些物理量之中，并依靠它们来

传输的。这些物理量就是 ，其中目前应用最广泛的是电信号。

2、 信号的时域描述，以 为独立变量；而信号的频域描述，以 为独立变量。 3、 周

期

信

号

的

频

谱

具

有

三

个

特

点： ， ， 。 4、 非周期信号包括 信号和 信号。

5、 描述随机信号的时域特征参数有 、 、 。 6、 对信号的双边谱而言，实频谱（幅频谱）总是 对称，虚频谱（相频谱）总是 对

称。

7、信号x(t)的均值μx表示信号的 分量，方差?x描述信号的 。 7、 当延时τ＝0时，信号的自相关函数Rx(0)= ，且为Rx(τ)的 值。 9、 周期信号的自相关函数是 周期信号，但不具备原信号的 信息。 10、

为了识别信号类型，常用的信号分析方法有 、

2

和 。

11、为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、 和 12、

设某一信号的自相关函数为Acos(??)，则该信号的均方值为?x= ，2均方根值为xrms= 。

（二）判断对错题（用√或×表示）

1、 各态历经随机过程一定是平稳随机过程。（ ） 2、 信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。（ ） 3、 非周期信号的频谱一定是连续的。（ ）

4、 非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。（ ） 5、 随机信号的频域描述为功率谱。（ ） 6、 互相关函数是偶实函数。（ ）

（三）单项选择题

1、下列信号中功率信号是（ ）。

A.指数衰减信号 B.正弦信号、C.三角脉冲信号 D.矩形脉冲信号 2、周期信号x(t) = sin(t/3)的周期为（ ）。

A. 2π/3 B. 6π C. π/3 D. 2π 3、下列信号中周期函数信号是（ ）。

A.指数衰减信号 B.随机信号 C.余弦信号、D.三角脉冲信号 4、设信号的自相关函数为脉冲函数，则自功率谱密度函数必为（ ）。

A. 脉冲函数 B. 有延时的脉冲函数 C. 零 D. 常数 5、两个非同频率的周期信号的相关函数为（ ）。

A. 0 B. 1 C. π D. 周期信号

6、概率密度函数提供的信号的信息是（ ）。

A. 沿频率轴分布 B. 沿时域分布 C. 沿幅值域分布 D. 沿强度分布 7、不能用确定的数学公式表达的信号是（ ）。

A．复杂周期信号 B．瞬态信号 C．随机信号 D.非周期信号 8、已知函数x(t)的傅里叶变换为X(f)，则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为（ ）。

A． 2X(

（四）简答和计算题

1、 求正弦信号x(t)?x0sin?t的绝对均值μ

|x|和均方根值

f2f2) B．X() C． X(f) D． 2X(f) 3333xrms。

22、 求正弦信号x(t)?x0sin(?t??)的均值?x，均方值?x，和概率密度函数p(x)。 3、 求指数函数x(t)?Ae?at(a?0,t?0)的频谱。

4、 求被截断的余弦函数x(t)???cos?0t?0|t|?T|t|?T的傅立叶变换。

5、 求指数衰减振荡信号x(t)?e?atsin?0t(a?0,t?0)的频谱。 6、已知信号x(t)?4cos(2?f0t??4)，试计算并绘图表示

（1）傅里叶级数实数形式的幅值谱、相位谱； （2）傅里叶级数复数形式的幅值谱、相位谱； （3）幅值谱密度。

7、 已知信号x(t)?A0?A1cos(?1t??1)?A2sin?(2t??2)，求信号的自相关函数

。 Rx(?)，并画出自功率谱Sx(?)（双边幅值谱）8、 求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。 9、 相关滤波器的基本原理是什么？举例说明其工程应用。 10、

试根据一个信号的自相关函数图形，讨论如何确定该信号中的常值分量和周期成

分。 11、

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Rx(?)和输入—输出的互相关函数Rxy(?)之间的关系为Rx(?)?Rx(??T)，试说明该系统起什么作用？

第三章 测试系统的基本特性

（一）填空题

1、 某一阶系统的频率响应函数为H(j?)?12j??1，输入信号x(t)?sint，则输出信号2y(t)的频率为?? ，幅值y? ，相位?? 。

41?n1.52、 试求传递函数分别为和的两个环节串联后组成的系统

3.5s?0.5s2?1.4?ns??n2和 。

3、 当测试系统的输出y(t)与输入x(t)之间的关系为y(t)?A0x(t?t0)时，该系统能实现

测试。此时，系统的频率特性为H(j?)? 。 4、 传感器的灵敏度越高，就意味着传感器所感知的 越小。 5、 一个理想的测试装置，其输入和输出之间应该具有 关系为最佳。

（二）选择题

1、 不属于测试系统的静特性。

（1）灵敏度 （2）线性度 （3）回程误差 （4）阻尼系数 2、 从时域上看，系统的输出是输入与该系统 响应的卷积。

（1）正弦 （2）阶跃 （3）脉冲 （4）斜坡

3、 两环节的相频特性各为Q1(?)和Q2(?)，则两环节串联组成的测试系统，其相频特性

为 。

2的总灵敏度。为了获得测试信号的频谱，常用的信号分析方法有 、

Q1(?)Q2(?) （2）Q1(?)?Q2(?) （3）（1）

4、 一阶系统的阶跃响应中，超调量 。

（1）存在，但<5％ （2）存在，但<1 （3）在时间常数很小时存在 （4）不存在 5、 忽略质量的单自由度振动系统是 系统。

Q1(?)Q2(?)Q1(?)?Q2(?) （4）

Q1(?)?Q2(?)（1）零阶 （2）一阶 （3）二阶 （4）高阶 6、 一阶系统的动态特性参数是 。

（1）固有频率 （2）线性度 (3)时间常数 （4）阻尼比

7、 用阶跃响应法求一阶装置的动态特性参数，可取输出值达到稳态值 倍所经过的时间作为时间常数。

（1）0.632 （2）0.865 （3）0.950 （4）0.982 8、属于传感器动态特性指标的是（ ）。

（1）重复性 （2）线性度 （3）灵敏度 （4）固有频率 9、测试装置能检测输入信号的最小变化能力，称为（ ）。

（1） 精度 （2）灵敏度 （3）分辨率 （4）精密度 10、不属于测试系统的静特性是（ ）。

（1）灵敏度 （2）.线性度 （3）回程误差 （5阻尼系数

（三）判断对错题（用√或×表示）

1、 一线性系统不满足“不失真测试”条件，若用它传输一个1000Hz的正弦信号，则必然

导致输出波形失真。（ ）

2、 在线性时不变系统中，当初始条件为零时，系统的输出量与输入量之比的拉氏变换称为

传递函数。（ ）

3、 当输入信号x(t)一定时，系统的输出y(t)将完全取决于传递函数H(s)，而与该系统

的物理模型无关。（ ）

4、 传递函数相同的各种装置，其动态特性均相同。（ ） 5、 测量装置的灵敏度越高，其测量范围就越大。（ ） 6、 幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。（ ）

（四）简答和计算题

1、 什么叫系统的频率响应函数？它和系统的传递函数有何关系？ 2、 测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？ 3、 测试装置实现不失真测试的条件是什么？

4、 某测试装置为一线性时不变系统，其传递函数为H(s)?1。求其对周期信号

0.005s?1x(t)?0.5cos10t?0.2cos(100t?45?)的稳态响应y(t)。

5、 将信号cos?t输入一个传递函数为H(s)?内的输出y(t)的表达式。

1的一阶装置，试求其包括瞬态过程在1??s6、有一传感器，其实测的输入/输出特性曲线（校准曲线）与拟合直线的最大偏差为△Lmax=4℃，而理论满量程测量范围为（－40～120）℃，试求该传感器的线性度。

7、压电式加速度传感器与电荷放大器联接，电荷放大器又与一函数记录仪联接,如下图所示。已知，传感器的电荷灵敏度kq=100pC/g，电荷放大器ku=1mv/pC，被测加速度a=0.5g。若函数记录仪的灵敏度ky=2mm/mV，求记录仪在纸上的移动距离y=?

a 压电式传感器 kq 电荷放大器 ku 题2图

函数记录仪 ky y

第四章 信号调理

（一）填空题

1、 电桥的作用是把电感、电阻、电容的变化转化为 输出的装置。 2、 在桥式测量电路中，按照 的性质，电桥可分为直流和交流电桥。

3、 在桥式测量电路中，根据工作时阻抗参与变化的 可将其分为半桥与全桥测量电路。

4、 调幅是指一个高频的正（余）弦信号与被测信号 ，使高频信号的幅值随被测信

号的 而变化。信号调幅波可以看作是载波与调制波的 。 5、 调频波的解调又称为 。

6、 调频是利用信号电压的 控制一个振荡器，使其输出为等幅波，而 与信号电压成正比。

7、 常用滤波器的上、下截止频率fc1、fc2的定义为 ，其带宽B

＝ ，若为倍频程滤波器fc1与fc2的关系为 。 8、 RC低通滤波器中RC值愈 ，则上截止频率愈低。