1．根据滤波器的选频作用，一般将滤波器分为低通、高通、带通和带阻滤波器。下图为这些滤波器的幅频特性，请分别标注出来。并列出4个实际滤波器的主要特征参数。（6分）
A(f)10A(f)10A(f)10A(f)10fc1fc2ffc1ffc1fc2ffc2f
(a) 带通 (b) 高通 (c) 带阻 (d) 低通
主要特征参数（任选4个）：
(1) 截止频率(2) 带宽(3) 纹波幅度4) 品质因子5) 倍频程选择性6) 滤波器因数 2．下图为同一正弦信号分别用相同时宽的矩形窗和汉宁窗截断后得到的频谱图。请指出下面二个频谱图分别采用以上哪个窗函数得到的，并说出这两种窗函数的主要特点。（6分）
幅度 0
频率
幅度 Fs/2
0
频率
Fs/2
(a) 汉宁窗 (b) 矩形窗
答：矩形窗的特点：主瓣比较集中。但旁瓣较高，并有负旁瓣，导致变换中带进了高频
干扰和泄漏，甚至出现负谱现象。
汉宁窗的特点：主瓣较宽，旁瓣较低，衰减速度也较快。但带宽加宽，使得频率分辨力下降。
3. 一阶系统受到一个阶跃输入的作用，在2秒时达到输入最大值的20%，试求：测试系统的时间常数和当输出达到最大值的95%时，需多长时间？（6分）
??y?t?τ解： ?1?e?1?eτ?20%
x?t?t22??In?0.8? ττ?9s
?1?1y?t1?τ当输出达到最大值的95%时，?1?e?1?e9?95%
x?t1?tt?t19e?0.05
t1??9?In?0.05??27s
4．下图为动态应变仪工作框图，请指出图中A、B和C分别代表什么？并说明B和C在系统中的作用是什么？（6分）
x(t)0xm(t)t0x0(t)t0x(t)t0t试件A放大器振荡器BC显示记录y(t)0t
答：A 电桥 将电阻、电容、电感等参数变化转换为电压或电流输出B相敏检波 解调
C 低通滤波器 选取低频信号，抑制或衰减掉其他不需要的成分
1.信号分析和处理必需遵循的原则有哪几点？（4分）答：① 各环节的输入量与输出量之间应保持一一对应的关系，并尽量不失真；（2’）② 尽可能减小或消除各种干扰。（2’） 2.周期信号的频谱具有哪几个特点？（6分）
答：① 周期信号的频谱是离散的。（2’）② 每条谱线只出现在基波频率的整倍数上，基波频率是各分量频率的公约数。（2’）③ 各频率分量的谱线高度表示该谐波的幅值或相位角。工程中常见的周期信号，其谐波幅值总的趋势是随谐波次数的增高而减小的。因此，在频谱分析中没必要取那些次数过高的谐波分量。（2’）
3.现有电阻R1和R2，电感L和电容C，连结成四臂交流电桥，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。（设激励为ui，输出为uo）。（5分） 答：正确的接桥方法如图所示：（3’）
电桥的平衡条件是：
R1R2?jwL?1L?（2’） jwCC4.有人在使用电阻应变片时，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，在半桥上各串联一片的情况下，是否可以提高灵敏度？为什么？（5分）
答：不能提高灵敏度。因为半桥双臂时，其输出电压为：
uo?1?R（2’） ui2R2?R?R（2’） ?2RR当量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连接。这时uo?ui?R。（1’） R5.什么是调制和解调？为什么要调制？（5分）
答：所谓调制，就是在调制信号（测试信号）的控制下，使载波信号（工作信号）的某些参数（如幅值、频率、相位）发生变化的过程。（2’）解调，就是从已调制波中恢复出调制信号的过程一般的被测量，如力、位移、应变等，经传感器检测变换后，常常是一些缓变的电信号。（1’）经过调制后，采用交流放大，比直接用直流放大，效果好；另外，调制波抗干扰能力强，也便于传输。（2’） 6.在机械工程中常见的有哪些参数的测量？（5分）
答：在机械工程的测试过程中，常见的参数测量有：应力的测量；应变的测量；扭矩的测量、振动信号的测量；声强测量；声发射测量；位移的测量；流量的测量；压力的测量等。（每一种0.5分） 1
、
已
知
周
期
方
波
的
傅
立
叶
级
数
展
开
式
8A?11??sin?0t?sin3?0t?sin5?0t??? ??35?为
x(t)?试绘出该周期方波的单边幅值谱，并说明其频谱特点。
答：
2分
频谱特点：离散性、谐波性、递减性 3分(每答对一个得1分)
2、二阶测试装置的两个动态特性参数是什么？为了实现不失真测试，如何确定其取值范围？{固有频率(?n)和阻尼比(?) 为了实现不失真,阻尼比(?)取值0.6 ~ 0.8; 工作频率取值小于等于0.58?n 2分(每答对一个得1分) 3分(每答对一个得1.5分)}
3、何谓不失真测试？实现测试不失真的测试装置的幅频和相频特性应如何？ 答：:《输出y(t)与输入x(t)满足关系y(t)=A0x(t-t0), 其中A0和t0为常数, 则为不失真测试。 2分
或者用文字描述上述关系，描述正确2分，不完整1分，错误不得分。
实现不失真测试的测试装置的有：幅频特性为 A(ω)= A0 = 常数 1.5分
相频特性为 φ(ω)=?t0? 1.5分
4、信号的预处理包括那些环节？ 答：（1）电压幅值调理（或者放大）（2）滤波（或者滤去高频） （3）隔离直流分量（或者隔直） （4）如原信号进行调制，则应先进行解调（或者解调）
4、为什么在动态电阻应变仪上除了设有电阻平衡旋钮外，还设有电容平衡旋钮？ 答：动态电阻应变仪采用的是纯电阻交流电桥（1分），即使各桥臂均为电阻，由于导线间存在分布电容（1分），相当于在各桥臂上并联了一个电容，因此，除了电阻平衡外，还须有电容平衡（3分）。 5分
5、测得两个同频正弦信号的相关函数波形如图1，问：
图1
（1）这一波形是自相关函数还是互相关函数？为什么？（2)从波形中可以获得信号的哪些信息？
答：1）互相关函数，因为是非奇非偶函数。（2）频率信息：正弦波形的频率与此波形频率相同
相位信息：两正弦波形之间的相位差就是此波形中的初相位 1分 幅值信息：此波形的振幅是两个正弦波振幅乘积的一半 1分
1．简述信号的时域描述和频域描述？