《测试信号分析与处理》复习题资料

第一章 信号及其描述

（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。

（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、 信号均值描述信号的强度。（ ）

（三）简答和计算题

1、 求正弦信号t x t x ωsin )(0=的绝对均值μ|x|和均方根值

x rms 。

2. 求指数衰减信号0()sin at x t e ωt -=的频谱

解答： ()0001sin()2j t j t t e e j -=-ωωω 所以()001()2j t j t at

x t e e e j --=-ωω 单边指数衰减信号1()(0,0)at x t e a t -=>≥的频谱密度函数为

112201()()j t at j t a j X f x t e dt e e dt a j a ∞∞----∞-====++??ωωωωω

根据频移特性和叠加性得： []001010222200222000222222220000()()11()()()22()()[()]2[()][()][()][()]

a j a j X X X j j a a a a j a a a a ??---+=

--+=-??+-++??--=-+-+++-++ωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωωω

指数衰减信号的频谱图 指数衰减信号

第二章 测试系统的基本特性

（一）填空题

1、 测量装置不受噪声影响而能获得不失真输出的测量值

的上限为ymax ，下线为ymin,则测量装置的动态范围表

达式为： ，单位为

2、 某一阶系统的频率响应函数为1

21)(+=ωωj j H ，输入信号2sin

)(t t x =，则输出信号)(t y 的频率为=ω ，幅值

=y ，相位=φ 。

3、 测试信号的静态特性指标

有： 、 、 、 、 稳定度和漂移。

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。

6、 若要求测试系统的输出波形不失真，则其幅频特性和相

频特性应分别满足：

、 。

（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)(1ωQ 和)(2ωQ ，则两环节串联组成

的测试系统，其相频特性为 。

（1）)()(21ωωQ Q （2）)()(21ωωQ Q + （3）

)

()()()(2121ωωωωQ Q Q Q +（4）)()(21ωωQ Q - 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。

（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

（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

出量与输入量的拉氏变换之比称为传递函数。（√）3、当输入信号)(t x一定时，系统的输出)(t y将完全取决于

传递函数)(s

H，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

1、测试装置的静态特性和动态特性各包括那些？

2、测试装置实现不失真测试的条件是什么？

第三章常用传感器

（一）填空题

1、属于能量控制型的传感器

有？等，属于能量转换型的传感器有等（每个至少举例两个）。

2、金属电阻应变片与半导体应变片的物理基础的区别在

于：前者利用引起的电阻变化，后者利用变化引起的电阻变化。

3、为了提高变极距电容式传感器的灵敏度、线性度及减

小外部条件变化对测量精度的影响，实际应用时常常采用工作方式。

4、压电式传感器的测量电路（即前置放大器）有两种形

式：放大器和放大器，后接放大器时，可不受连接电缆长度的限制。

5、涡流式传感器的变换原理是利用了金属导体在交流磁

场中的效应。

6、压电式传感器是利用某些物质的而工作

的。

（二）选择题

1、电阻应变片的输入为。

（1）力（2）应变（3）速度（4）加速度

2、结构型传感器是依靠的变化实现信号变换的。（1）本身物理性质（2）体积大小（3）结构参数（4）电阻值

3、不能用涡流式传感器进行测量的是。

（1）位移（2）材质鉴别（3）探伤（4）非金属材料

4、变极距型电容传感器的输出与输入，成关

系。

（1）非线性（2）线性（3）反比（4）平方

5、半导体式应变片在外力作用下引起其电阻变化的因素

主要是。

（1）长度（2）截面积（3）电阻率（4）高通6、压电式传感器输出电缆长度的变化，将会引起传感器

的产生变化。

（1）固有频率（2）阻尼比（3）灵敏度（4）压电常数

7、在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而且不受

油污等介质影响的是传感器。

（1）电容式（2）压电式（3）电阻式（4）电涡流式

8、 自感型可变磁阻式传感器，当气隙δ变化时，其灵敏度

S 与δ之间的关系是：S ＝ 。

（1）δ

1k （2）δk （3）2-δk （4）2--δk

（三）判断对错题（用√或×表示）

1、 滑线变阻器式传感器不适于微小位移量测量。（ ）

2、 涡流式传感器属于能量控制型传感器（ ）

3、 压电加速度计的灵敏度越高，其工作频率越宽。（ ）

第四章 信号调理、记录和显示

（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、 常用滤波器的上、下截止频率1c f 、2c f 的定义

为 ，其带宽B ＝ ，中

心频率和1c f 、2c f 的关系为 。

6、 RC 低通滤波器中RC 值愈 ，则上截止频率愈

低。

（二）选择题

1、 设有一电路，1R 是工作桥臂，2R ，3R ，4R 是固定电阻，

且4321R R R R ===。工作时1112R R R ?+→，则电桥输出电压≈

y e （ ）。0e 为电桥的电源电压。

（1）0114e R R ? （2）0112e R R ? （3）011e R R ? （4）01

12e R R ? 2、 调幅过程相当于在时域中将调制信号与载波信

号 。

（1）相乘 （2）相除 （3）相加 （4）相减

3、 一选频装置，其幅—频特性在∞→2f 区间近于平直，在

02→f 区间急剧衰减，这叫 滤波器。

（1）低通 （2）高通 （3）带通 （4）带阻

4、 一带通滤波器，其中心频率是0f ，-3dB 带宽是B ，则

滤波器的品质因数Q 等于 。

（1）B f +0 （2）B f -0 （3）B f 0 （4）B f 0

（三）判断对错题（用√或×表示）

1、 平衡纯电阻交流电桥须同时调整电阻平衡与电容平

衡。 （ ）

2、 调幅波是载波与调制信号的叠加。 （ ）

3、 带通滤波器的波形因数λ值越大，其频率选择性越好。

（ ）

4、 将高通与低通滤波器串联可获得带通或带阻滤波器。 （ ）

第五章 信号处理初步

（一）填空题

1、 在数字信号处理中，为避免频率混叠，应使被采样的模拟信号成为 ，还应使采样频率满足采样定理即 。

2、 如果一个信号的最高频率为50Hz ，为了防止在时域采样过程中出现混叠现象，采样频率应该大于 Hz 。

3、 x(t)的自相关函数定义为 ，

4、 用于评价系统的输出信号和输入信号之间的因果性。

（二）判断对错题（用√或×表示）

1、 A/D 转换器的位数越多，则量化误差越小。（ ）

2、 对于周期信号，经整周期采样后，可完全避免栅栏效应。（ ）

3、 互相关函数是偶实函数。（ ）

4、 利用系统输入x(t)与输出y(t)的自功率谱密度函数，可求该系统的频率响应函数。（ ）

5、 若系统是完全线性的，则输入-输出的相干函数一定为

1。（ ）

（三）简答和计算题

1、 已知信号)sin()cos()(2221110?ω?ω++++=t A t A A t x ，求信号的自相关函数)(τx R 。

2、 求频率相同的单位方波和正弦波的互相关函数。

参考答案

第一章 信号及其描述

（一）1、信号；2、时间（t ），频率（f ）；3、离散性，谐波

性，收敛性；4、准周期，瞬态非周期；5、均值x μ，均方值2x ψ，方差2x σ；6、偶，奇；

（二）1、√；2、√；3、╳；4、╳；5、√；

（三）1、π0

2x ，20x ；2、0，220

x ，)cos(10?ωπ+t x ；3、f j a A π2+；

4、()()T f c T T f c T )2(sin )2(sin 00ωπωπ-++；

5、

fa j f a πωπω44202220

+--；

第二章 测试装置的基本特性

（一）1、1/2，2/1， 45-；2、123；3、傅立叶变换法，滤

波器法；4、00t j e A ω-；5、被测量；6、线性；

（二）（4）（3）（2）（4）（2）（3）（1）

（三）╳ √ √ √ ╳ ╳

（四）略

第三章 常用传感器

（一）1、电阻、电感、电容、涡流；压电、磁电；2、金属

丝的几何变形，半导体材料的电阻率变化；3、差动；

4、电荷，电压，电荷；

5、涡电流；

6、mv / (m/s)；

7、压电效应。

（二）（2）（3）（4）（2）（3），（3）（4）（4）（2）

（三）√ √ ╳ ╳

（四）略

第四章 信号调理、处理和记录

（一）1、电压或电流；2、激励电压；3、桥臂数；4、相乘，

相乘；5、鉴频；6、幅值，频率；7、幅频特性曲线降为最大值的21倍时对应的频率为截止频率；12c c f f B -=；122c c f f =，8、大；

（二）（1）（1）（3）（2）（4）

（三）√ ╳ ╳ √

第五章 信号处理初步

（一）；3、有限带宽，h s

f f 2>；4、100；5、2x σ，0；6、相干函数；7、A A ,；8、周期图法；9、功率密度，能谱；10、时域，频域；

（二）1、╳；2、√；3、√；4、√；5、╳；6、╳；7、

╳；

（三）1、τωτωτ2221212

0cos 2cos 2)(A A A R x ++=， [][])()(4

)()(4)(2222112

120ωωδωωδωωδωωδω++-+++-+=A A A S x ； 2、ωτπτsin 2

)(=xy R ；

3、同频相关、不同频不相关；

4、信号的常值分量为其自相关函数均值的开方，周期

成分与其自相关函数周期成分的频率相同、幅值成比例关系；

5、该系统的作用是使信号幅值不变、相位提前T ；

6、??-∞∞-==ππππ2/12/1221)(sin df dt t c ；