如何将人声频率范围围为20hz到2mhz的交流信号转化为同频的方波信号

信号频率_百度百科
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周期性的信号均有其对应的频率,而且可以透过转换为不同频率弦波的和。而大部分信号(周期性或非周期性)可以用转换成在不同频率下对应的振幅及相位,此种考虑信号或系统频率相关部分的分析方式称为。许多物理元件的特性会随着输入讯号的频率而改变,例如电容在低频时阻抗变大,高频时阻抗变小,而电感恰好相反,高频时阻抗变大,低频时阻抗变小。一个线性非时变系统的特性也会随频率而变化,因此也有其频域下的特性,是输入振幅相同,频率不同的弦波,将各频率输出的振幅和相位相对频率绘制成图,可以显示一个系统频域下的特性。有些系统的定义是以频域为准,例如只允许低于一定频率的讯号通过。
信号频率信号带宽
是信号频谱的宽度,也就是信号的最高频率分量与最低频率分量之差,譬如,一个由数个正弦波叠加成的方波信号,其最低频率分量是其基频,假定为f =2kHz,其最高频率分量是其7次谐波频率,即7f =7×2=14kHz,因此该信号带宽为7f - f =14-2=12kHz。
信道带宽则限定了允许通过该信道的信号下限频率和上限频率,也就是限定了一个频率通带。比如一个信道允许的通带为1.5kHz至15kHz,其带宽为13.5kHz,上面这个方波信号的所有频率成分当然能从该信道通过,如果不考虑衰减、时延以及噪声等因素,通过此信道的该信号会毫不失真。然而,如果一个基频为1kHz的方波,通过该信道肯定失真会很严重;方波信号若基频为2kHz,但最高谐波频率为18kHz,带宽超出了信道带宽,其高次谐波会被信道滤除,通过该信道接收到的方波没有发送的质量好;那么,如果方波信号基频为500Hz,最高频率分量是11次谐波的频率为5.5kHz,其带宽只需要5kHz,远小于信道带宽,是否就能很好地通过该信道呢?其实,该信号在信道上传输时,基频被滤掉了,仅各次谐波能够通过,信号波形一定是不堪入目的。
通过上面的分析并进一步推论,可以得到这样一些结果:
(1)如果信号与信道带宽相同且频率范围一致,信号能不损失频率成分地通过信道;
(2)如果带宽相同但频率范围不一致时,该信号的频率分量肯定不能完全通过该信道(可以考虑通过频谱搬移也就是调制来实现);
(3)如果带宽不同而且是信号带宽小于信道带宽,但信号的所有频率分量包含在信道的通带范围内,信号能不损失频率成分地通过;
(4)如果带宽不同而且是信号带宽大于信道带宽,但包含信号大部分能量的主要频率分量包含在信道的通带范围内,通过信道的信号会损失部分频率成分,但仍可能被识别,正如数字信号的基带传输和语音信号在电话信道传输那样;
(5)如果带宽不同而且是信号带宽大于信道带宽,且包含信号相当多能量的频率分量不在信道的通带范围内,这些信号频率成分将被滤除,信号失真甚至严重畸变;
(6)不管带宽是否相同,如果信号的所有频率分量都不在信道的通带范围内,信号无法通过;
(7)不管带宽是否相同,如果信号频谱与信道通带交错,且只有部分频率分量通过,信号失真。
另外,我们在分析在信道上传输的信号时,不能总是认为其一定占满整个信道,比如频带传输;即使信号占据整个信道,也不一定总是把它想像成一个方波,它也可能是其它的波形,比如在一个单频的正弦波上寄载其它或数字信号而形成的复合波形。我们再举一些实例,进一步明晰信号与信道的带宽问题。
信号频率范围领域
第一个例子仍是数字方波信号的基带传输(信号可能从零频率,也可能不是从零开始,直至某个较高的频率分量占满整个信道带宽,该较高频率分量通常由信道上限频率决定),我们知道,数字方波信号带宽可以无限,但信道带宽总是有限的,因此信道带宽限定了通过信道的信号带宽。如果信号基频和部分谐波能通过该信道,一般说来,接收到信号是可以被识别出的;如果信道的下限频率高于信号的基频,则基频甚至部分谐波被滤除,由于基频包含了信号的大部分能量(在时域图上反映出是所有叠加的信号波形中振幅最大的波形),因此接收到的信号难以识别。所以传输方波的信道要求其下限频率要低于信号的基频。
第二个例子是电话信道,假定其频率范围从300~3300Hz,带宽为3kHz,而语音信号频谱则一般为100Hz~7kHz的范围。电话信道将语音信号频谱掐头去尾,因为语音信号的主要能量集中在中心的一些频率分量附近,所以通过电话信道传输的语音信号,虽有失真,但仍能分辨。
第三个例子是电话线数字载波,即把数字信号调制到音频载波信号上,该载波是正弦波。电话线数据传输并不占满整个,而是取中间部分频带,即600~3000Hz,带宽2400Hz。假定采用(最简单的做法是通过在每个信号单元保留载波或除去载波来表示二进制的两种取值),如果采用全双工通信方式,则需将电话线数据信道一分为二,每个子信道各占1200Hz带宽,一个600~1800Hz,另一个Hz;两个子信道的载波频率是各子信道中的中心频率,即分别为1200Hz和2400Hz,换句话说,每个中心频率两边各有一个600Hz的边带。
数字调频术和调相技术更复杂些,在时域上看,它们的每个信号单元周期时间可以与调幅相同;但从频域上看,每个周期内使载波频率和相位随着所表示的数值变化而发生改变,信号相位的变化实际上在幅-频频域图上也表现为频率的变化。尤其是当每个信号单元包含多个比特的情况,会产生多个频率分量。对于每个信号单元包含1个比特的情况,数字调频的每个子信道需要两个不同的频率表示二进制数字,也就是说,在2400Hz的数据信道上有四个中心频率以及它们的边带。也就是说,分为了四段频带,600~1200Hz、Hz、Hz、Hz;中心频率分别为900Hz、1500Hz、2100Hz和2700Hz。
第四个例子是无线调幅广播的模拟载波,即把语音、音乐等音频数据生成的原始电信号调制到具有某个广播频率的载波上(实际是频谱搬移,将相对较低的20Hz~20kHz频谱搬迁到较高300kHz~3MHz的频谱上)。无线信道利用的是自由空间,带宽似乎可以达到整个频谱,但实际上并非如此,首先,不同波段的频率需要不同的传播方式(地表导波、对流层散射、电离层反射、视线定向、空间转发)才能发挥最佳效率,不可能只采用一种传播方式使用如此广阔的频带;其次,频带跨度太大,不同频率分量传播的时延相差较远,不利于信号的正确识别和还原,数据率也因高低难以兼顾而受限;再则,无线信道是一种共享的公用广播信道,为了避免不同信源的相互干扰,在全球或者局部范围,必须进行信道分割与分配,分割出的每个信道根据不同的用途,其带宽相距很大,但不管多宽,都是很有限的;无论何种信号(即使理论上带宽无限的信号)在实际的传输中也不必一定要非常宽,也是允许损失一定频率成分的。无线调幅广播以载波频率为中心频率,将原始信号作为两个相同的边带(上下边带)寄载到该载波上。
信号频率“带宽”来表示信道的数据传输速率
因此通信信道最大传输速率与信道之间存在着明确的关系,所以人们可以用“带宽”去取代“速率”。例如,人们常把网络的“高数据传输速率”用网络的“高带宽”去表述。因此“带宽”与“速率”在的讨论中几乎成了同义词。
中国通信学会是全国通信...
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文档介绍:
信号源的设计和制作(题A)
在给定±12V电源电压条件下,设计并制作一个正弦波信号源。
二、基本要求
(1)输出信号频率:20Hz~200kHz;
(2)信号幅度:负载50Ω时,输出电压峰峰值为1~5V可调;
(3)信号源输出电阻为50Ω;
(4)输出方波信号。
三、发挥部分
(1)显示信号的频率和幅度;
(2)提高信号的输出频率至1MHz;
(3)提高信号的输出电压峰峰值;
(4)自行扩展信号源功能。
注:此题仅限于大一学生选题,不得选用DDS芯片实现该项目。
李萨如图形演示装置(题B)
李萨如图形是由在互相垂直的方向上的两个频率成简单整数比的简谐振动所合成的规则的、稳定的闭合曲线,借助李萨如图形可以测量出两个信号的频率比与相位差。
在示波器的Y通道(CH2)和X通道(CH1)分别接入频率为fY和fx的等幅正弦信号,则在显示屏上观测到的李萨如图形主要取决于fY和fx的频率比和相位差。例如,当fY/fx=2,且相位差为0时,屏幕上显示“∞”,如图1(a)。当fY/fx=1和fY/fx=3时,不同相位差的李萨如曲线如图1(b)所示(供参考)。
设计并制作一个李萨如图形演示装置,系统结构如图2所示。设计的正弦波发生器频率为900KHz,峰峰值为2V。分别通过分频和移相电路后得到的两路正弦波接入到示波器两通道,将示波器设置成X-Y时基模式,观测并记录不同频率和相位差时的李萨如图形。
图2 系统结构示意图
二、基本要求
(1)设计的正弦波发生器产生的正弦波信号频率为900KHz,峰峰值为2V;
(2)设计的分频电路对正弦信号可分别实现1、2分频,作为示波器的X轴信号;分频电路可由波形变换、方波分频、滤波等单元电路构成,实现对正弦波的分频。
(3)设计的移相电路可分别实现0°、45°、90°、180°的移相,增益为1,误差不大于5%,移相后的信号作为Y轴信号。
(4)分别观测不同分频系数(1、2)和不同移相(0°、45°、90°、180°)时的李萨如图形;
三、发挥部分
(1) 分频电路的分频系数可取1、2、3,并程控;
(2) 移相电路能实现0~180°范围内的程控移相,步进值不大于15°,误差不大于5°。移相值可通过按键步进或自定义输入设置;
(3) 移相电路的步进值可减小到5°;
(4) 正弦波发生器的频率提高到3MHz,频率可步进或自定义输入设置;
(5) 其它。
声音辅助运动系统(题C)
声音接收模块
50cm*50cm坐标纸
网格1cm*1cm
图1、系统组成示意图
系统组成示意图如图1所示:设计一套声音辅助运动系统,在一块不大于1m2的平板上贴一张50cm×50cm的坐标纸,平板倾斜75度角放置,纸上画有1cm间距的网格,在其四边中心外侧5cm处分别固定安装一个声音接收模块,声音接收模块通过导线将声音信号传输到信息处理模块,声音定位系统根据声响模块通过空气传播到各声音接收模块的声音信号,判定声响模块所在的位置坐标,再通过两边电机拉动绳子调节发声模块到指定位置。
二、基本要求
(1) 设计制作一个声响模块,含信号产生电路、放大电路和微型扬声器等,声音信号的基波频率为500Hz左右,周期性地发出声音,持续时间约为1s。要求声响模块采用3V以下电池供电,功耗不大于200mW。
 (2) 设计制作四路声音接收模块,由麦克风、放大电路等组成,并分别与信息处理模块相连接,以便将频率为500Hz左右的信号传送至信息处理模块。
(3) 设计制作一个信息处理模块,要求该模块能根据从声音接收模块传来的信号判断声响模块所在位置的x、y坐标,并以数字形式显示x、y坐标值,位置坐标值误差的绝对值不大于3cm。在声响模块上做标记代表该模块的坐标。
(4)手动将模块放置于坐标纸上任意位置,通过电机调节,可将声响模块移动到图纸中心处,坐标(25cm,25cm),时间小于30秒。
三、发挥部分
(1) 改善接收信号的放大电路性能,改进算法,进一步提高定位精度,x、y坐标值,误差的绝对值不大于1cm。 
(2) 在控制系统上指定坐标,声响模块能够移动到指定坐标处,误差不大于1cm,时间30秒。
(3) 具有显示声响模块移动轨迹的功能。声响模块上装备标记笔,当声响模块在坐标纸上按指定路径移动时,在坐标纸上画出移动轨迹,液晶显示屏能动态显示声响模块移动的轨迹,显示的轨迹与声响模块移动的路径一致。 
(4) 其它。
(1) 注意预留测量声响模块功耗的电流电压和信号放大电路输出信号的测试点。 
(2)采用三个声音接收模块即可实现定位,第四个模块可对定位作进一步校正。 
(3)不允许声响模块与其他电路有任何连接,并要求在声响模块上做出明显标记,以便清晰判读模块所在坐标数值。
(4)声响模块移动轨迹的显示要求采用分辨率不低于128×64的液晶显示屏。 
(5)注意声音通过其它传播介质带来的影响
一种简易风洞模拟控制装置(题D)
设计制作一种简易风洞模拟控制装置,风洞由圆管、连接部与风机构成,如右图1所示。圆管竖直放置,长度约40cm,内径大于4cm且内壁平滑,小球(直径4cm白色或黄色乒乓球)可在其中上下运动;管体外壁应有A、B、C、D等长标志线(标志线封闭),BC段有1cm间隔的短标志线;可从圆管外部观察管内小球的位置;连接部实现风机与圆管的气密性连接,圆管底部应有防止小球落入连接部的格栅。控制系统通过调节风机(风扇)的转速,实现小球在风洞中的位置控制。
二、基本要求
小球置于圆管底部,启动后10秒内控制小球向上到达BC段,并维持5秒以上。
当小球维持在BC段时,用长形纸板(宽度为风机直径的三分之一)遮挡风机的进风口(纸板放置中心与风机中心重合),小球继续维持在BC段内,调整时间越短分数越高。
以C点的坐标为0cm、B点的坐标为12用键盘设定小球的高度位置(单位:cm),启动后使小球稳定地处于指定的高度3秒以上,上下波动不超过±1cm。
以适当的方式实时显示小球的高度位置及小球维持状态的计时。
三、发挥要求
小球置于圆管底部,启动后5秒内控制小球向上到达圆管顶部处A端,且不跳离,维持5秒以上。
小球置于圆管底部,启动后30秒内控制小球完成如下运动:向上到达AB段并维持3~5秒,再向下到达CD段并维持3~5秒;再向上到达AB段并维持3~5秒,再向下到达CD段并维持3~5;再向上冲出圆管(可以落到管外)。
风机停止时用手将小球从A端放入风洞,小球进
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下载次数:A 电压灵敏度 B 电荷灵敏度 C 电压和电荷灵敏度 26频式电涡流传感器的解调电路是____. A 电荷放大器 B 相敏检波器 C 鉴频器 27电式加速度传感器的工作频率应____其固有频率。 A 远高于 B 等于 C 远低于 28_的基本工作原理是基于压阻效应。 A 金属应变片 B 半导体应变片 C 压敏电阻 29条纹光栅传感器是____的。 A 数字脉冲式 B 直接数字编码式 C 调幅式 30电阻应变片的电阻相对变化主要是由于电阻丝的_____变化产生的。 A 尺寸 B 电阻率 31调幅电桥的载波频率通常是调制信号频率的_____. A 10倍以上 B 1/10以下 C 0.7倍左右 32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 33四臂交流电桥平衡,若两相邻臂接入二电阻,另外两相邻臂应接入_____ 的阻抗元件。 A 性质不同 B 性质相同 34英晶体沿机轴受到正应力,则会在垂直于____的面上产生电荷。 A 机轴 B 电轴 C 光轴
35向回转误差运动测试中,车床类机床应采用____。 A 单向法 B 双向法 36高频反射式电涡流传感器,其等效电路如图4所示,其等效阻抗分为等效电阻R和等效电感L两部分,M为互感系数。当线圈与金属板之间距离δ减少时,上述等效参数变化为_____。 A R减小,L不变,M增大 B R增大,L减小,M增大
C R减小,L增大,M减小 D
R增大,L增大,M增大 37变磁阻式电感传感器,当线圈匝数N及铁芯截面积A0确定后,原始气隙δ0越小,则电感L______。 A 越小 B 满足不失真条件 C 阻抗匹配 38通射线示波器水平扫描信号是_____。 A 正弦波 B 锯齿波 C 三角波 D 方波 39英晶体的压电系数比压电陶瓷(PZT)的_____。 A 大得多 B 相近 C 小得多 40个频率不同的正弦信号合成的周期信号,合成信号的周期是_____. A 各信号周期的最小公倍数 B 各信号周期的最大公约数 C 各信号周期的平均值 41期信号的频谱是_____。 A 连续的 B 离散的 C 基频的整倍数 42个同频方波的互相关函数曲线是_____。 A 余弦波 B 方波 C 三角波 43期信号x(t)和y(t)为两个周期信号,T为其共同周期,其互相关函数表达式为Rxy(τ)=______。 A 与x(t)同周期的周期信号 B 逐步衰减为零 C 常数 44个不同频的简谐信号,其互相关函为_____。 A 周期信号 B 常数τ C 零 45字信号处理中,采样频率fa与被测信号中最高频率成分fc的关系应为_____。 A fa=fc B fa>2fc C fa<fc D fa≈0.7fc 46信号的特征是_____。 A 时间上离散幅值上连续 B 时间上和幅值上都离散 C 时间上团结幅值上量化 D 时间上和幅值上都连续 47个同频正弦信号的互相关函数_______ A 只保留二信号的幅值和频率信息 B 只保留幅值信息 C 保留二信号的幅值、频率和相位差信息 48号χ(t)的自功率谱密度函数Sx(f)是_______ A χ(t)的付里叶变换 B χ(t)的自相关函数Rx(τ)的付里变换 C 与χ(t)的幅值频谱X(f)相待的 49号χ(t)和y(t)的互谱Sxy(f)是______ A χ(t)和y(t)的卷积的付里变换 B χ(t)和y(t)付里变换的乘积C 互相头函数Rxy(τ)的付里变换 D χ(t).y(t)的付里变换 50波是____ A 截波幅值随调制信号频率而变 B 截波幅值随调制信号幅值而变C 截波频率随调制信号幅值而变 51信号经解调后必须经过____ A 高通滤波器 B 低通滤波器 C 相敏检波器 52波器的倍频程数n值越小,其品质因数Q______ A 越高 B 越低 C 不变 53带宽滤波器的带宽B与其中心频率?0_______ A 比值为常数 B 无关 C 成反比 D 成反比
54试工作的任务主要是从复杂的信号中提取(
)。 A. 干扰噪声信号B. 正弦信号C. 有用信息D. 频域信号 55率密度函数提供了随机信号(
)的信息。 A频率域分布B. 沿幅值域分布C. 沿时域分布
D. 强度方向 56时域信号的时移,则频谱变化为(
D. 相移 57磁带快录慢放,放演信号的频谱带宽(
)。 A. 变窄,幅值压低
B. 扩展,幅值压低
C. 扩展,幅值增高 D. 变窄,幅值增高 58阶系统作测量装置时,为获得较宽的工作频率范围,则系统的阻尼比应(
)。 12A. 愈大愈好
B. 愈小愈好C. 接近2
D.接近2 58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=(
D. -kδ -2-259中鉴频器的作用是(
)。 A高频电压转变成直流电压 B使电感量转变为电压量C频率变化转变成电压变化 D频率转化成电流 60量位移的传感器中,符合非接触式测量且不受油污等介质影响的是(
)传感器。 A.电容式
D.电涡流式 61频装置,其幅频特性在f1~f2区间急剧衰减(f2>f1),在0~f1和f2~∞之间近于平直,这叫(
)滤波器。 A.低通
B.高通C.带通
D.带阻 62电缆的长短不影响压电式传感器的灵敏度,应选用( )放大器。 A.电压
D.积分 63式记录仪的特点是(
)。 A录缓变信号幅值准确率高
B记录缓变信号幅值准确率低
C记录中频信号幅值准确性高
D记录高频信号准确性高 64历经随机过程必须是(
)。 A.平稳随机过程
C.集合平均统计特征随时间呈周期性变化D非周期性的 65=0时,自相关函数值Rx(τ) (
)。 A.等于零 B.等于无限大C.为最大值
D.为平均值 66时为了不产生混叠,采样频率必须大于信号最高频率的(
)倍。 A.4
D.5 67系统,当相频特性中φ(ω)=-90°时所对应的频率ω作为系统固有频率ωn的估计,该值与系统阻尼比的大小(
)。 A.无关
B.略有关系C.有关 D.呈线性关系 三、名词解释 非线性度
滤波器的频率分辨力
采样 四、问答题 1.简述不平衡电桥的工作原理,并画出工作原理图。 2.平衡电桥的工作原理图,并简述其工作原理。 3.示周期三角波的傅立叶级数的三角展开式。
4简述涡流式传感器的工作原理,并画出工作示图。 5.直流电桥平衡条件是什么?交流电桥平衡条件是什么?试说明动态电阻应变仪除需电阻平衡外,还需调电容平衡的原因? 6.电容式极距变化型传感器灵敏度的因素有哪些?提高其灵敏度可以采取哪些措施,带来什么后果? 7、比较极距变化型与面积变化型电容传感器的灵敏度, 8、请利用欧拉公式推导正弦函数的实频图与虚频图。 9、已知一个周期性三角波,其周期为T,当t=0时峰值为A,画出该波的频谱图。 10、简述交流电桥的平衡条件。 11、简述选用传感器的原则。
12.欲对机床的振动情况进行测量。试选择某种传感器,给出可行性方案,并简述工作过程。 13、在动态电阻应变仪上,为什么除了设有电阻平衡旋钮外,还
设有电容平衡旋钮?为什么电桥激励电压频率为10KHz,而工作频率为0~1500Hz? 14、某系统的输入信号为x(t),输出为y(t),若输出 y(t) 与输入x(t)相同,输入的自相关函数Rx(τ)和输入――输出的互相关函数Rxy(τ)之间的关系为Rx(τ)=Rxy(τ+T),试说明该系统起什么作用?为什么? 15.试从一阶环节对阶跃响应特性和所取“稳定时间”,讨论低通滤波器的带宽和建立时间Te的关系。 16.欲测液位,试采用某种传感器进行测量,绘出可行性方案,并简述工作过程。 17.试说明二阶装置阻尼比多采用ζ=0.6~0.7的原因。 18、某系统的输入信号为x(t),输出为y(t),若输出 y(t) 与输入x(t)相同,输入的自相关函数Rx(τ)和输入――输出的互相关函数Rxy(τ)之间的关系为Rx(τ)=Rxy(τ+T),试说明该系统起什么作用?为什么? 19.在动态电阻应变仪上,为什么除了设有电阻平衡旋钮外,还设有电容平衡旋钮?为什么电桥激励电压频率为10KHz,而工作频率为0~1500Hz? 20.试用某种传感器对压力P进行测量,请绘出可行性方案原理图,并简述工作过程。 21.某信号的自相关函数为Acosωτ,试确定该信号表达式。 22.现用灵敏度为s的电阻应变片组成全桥,测量某构件的应变,若已知应变变化规律为ε(t),电桥激励电压u0 = Ecosω0t (ω0>ωn)。试画出电桥输出电压的波形及其频谱。若 ω0<ωn时,将会出现什么现象,从信号处理的角度分析,如何避免这种现象? 23.试从一阶惯性环节对阶跃响应特性和所取“稳定时间”,讨论低通滤波器的带宽和建立时间Te的关系。 24.周期信号的频谱有什么特点?在《谐波分析实验》中,为何各次谐波的幅值变化规律不很理想(如有的不是等幅三角波,有的幅值相差较远等)?为何合成后的波形与标准方波相差较大? 25.试用三种传感器分别对压力P进行测量,请绘出可行性方案原理图,并简述工作过程。 26.说明极距变化型电容传感器的工作原理及应用特点。 27.避免频率混叠应采取哪些措施? 28.试用某种传感器对压力P进行测量,请绘出可行性方案原理图,并简述工作过程。 29.某信号的自相关函数为Acosωτ,试确定该信号表达式。 30.试从一阶惯性环节对阶跃响应特性和所取“稳定时间”,讨论低通滤波器的带宽和建立时间Te的关系。 31.周期信号的频谱有什么特点? 32.减轻负载效应采取哪些措施? 33.多通道数据采集系统有哪些结构形式? 34.试分析为什么应用互相关分析可以消除信号中的噪声干扰? 35.简述电涡流传感器的工作原理。 36.电容式传感器有哪几种测量电路? 37.传感器选用应考虑的基本原则有哪些? 38.请谈谈通过本门课程学习后你对工程测试技术的认识,以及你对课程内容、教学手段和教学方法的意见和建议。 39.试举出3个你学习、生活中接触到的测试技术应用实例,简要说明其作用和工作原理? 40.在频谱分析中窗函数有什幺作用 ?
41.请分别举出三种接触式传感器和非接触式传感器。简要说明其工作原理。 42.周期信号的频谱有什么特点?在《谐波分析实验》中,为何各次谐波的幅值变化规律不很理想(如有的不是等幅三角函数波、有的幅值与理论相差较远等)?为何合成后的波形与标准方波相差较大? 43.若将高、低通网络直接串联,(1)问是否能组成带通滤波器?为什么? (2)若能组成,试写出上、下截止频率的表达式,并计算带通滤波器的中心频率。(3)推导出该网络的传递函数。 44.用电阻应变片组成全桥,测某物件的应变,已知其变化规律为ε(t)=A+Acos100t,若电桥激励电压为u0,u0=Esin10000t,试求:写出电桥的输出电压表达式;电桥输出的频谱(包括幅频谱、相频谱)。 45、欲测量液体压力。试选用合适的传感器及测量电路,给出可行性方案。 46、某一系统的输出信号为x(t), 若输出y(t)与输入x(t)相同,输入的自相关函数Rx(τ)和输入-输出的互相关函数Rxy (τ)之间的关系为Rx (τ)=Rxy(T+τ),试说明该系统起什么作用。 47、差动型变磁阻式电感传感器在使用时常把两个线圈接在电桥的两个相邻桥臂中,试问:此电桥需接入何种激励电压?该电桥的输出电压是何波形?输出电压的幅值与传感器的什么量有关?输出电压大小能否反映被测量的方向?欲知被测量的方向,测量电路中应带有什么环节? 48、抗混滤波器的作用是什么? 它选用何种滤波器? 其截止频率如何确定? 49、某信号的自相关函数为Acosωτ,试确定该信号的表达式。 50、用三种传感器分别对转速进行测量,请绘出可行性方案原理图,并简述工作过程。 51、欲测量液体压力。试选用合适的传感器及测量电路,给出可行性方案。 52.选用合适的非接触式传感器测量一旋转轴的转速和轴心轨迹,画出传感器布置示意图并说明其测量原理。 53.欲设计一种测量轴两端受力后的相对扭转变形角的方法,画出示意图并说明其工作原理。 六、计算题: 1、某个信号的付氏展开式为x(t)=20-10cos(ωt)-4cos(3ωt-π/2),画出其频谱图。 2、用时间常数为0.001秒的一阶装置对正弦信号进行测量,要求振幅误差在5/100以内,求该装置能够测量的正弦信号的最高频率。 3、用一个时间常数为0.35秒的一阶装置去测量周期分别为1秒,2秒和5秒的正弦信号,问幅值误差分别为多少? 4、用电阻应变片组成全桥,测某物件的应变,已知其变化规律为ε(t)=A+Bcos10t+Acos100t,若电桥激励电压为u0,u0=Esin10000t,试求: (1) 写出电桥的输出电压表达式; (2) 电桥输出的频谱(包括幅频谱、相频谱)。 5.设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频率为800Hz,阻尼比为ξ=0.7。 (1)用该传感器作频率为400Hz正弦力测试时,其幅值比A(ω)和相角差φ(ω)各为多少? (2)若用其测量频率为400Hz的方波信号,输出信号是否失真?为什么?作出输出信号的波形图。 6.液体温度传感器是一阶传感器,现已知某玻璃水银温度计特性的微分方程为 4dy/dx+2y = 2×103x。y:水银柱高(m),x:被测温度(°)求:(1)水银温度计的 传递函数; (2)温度计的时间常数及静态灵敏度;(3)若被测水温是频率为0.5Hz的正弦信号,求此时的振幅误差和相角误差。 7、已知调幅波x(t)=100+30cosΩt+20cos4Ωt)(cosω0t),其中,f0=10KHz。求:(1)x(t)所包含的各分量的频率与幅值;(2)绘出调制信号的频谱和调幅波的频谱(包括幅频谱、相频谱)。}

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