检测技术与信号处理平时作业

一. 判断题

【 】1. 磁电式速度传感器是利用电磁感应原理。对

【 】2. 测量正确度描述了测量结果中粗大误差大小的程度。错 【 】3. 确定信号中那些不具有周期重复性的信号称为非周期信号。对

【 】4. 当一个空气微粒偏离其平衡位置时，就有一个压力的临时增加，据此可描

述声强为功率面积。错

【 】5. 应变片式位移传感器是将位移量转换为应变量。对

二. 单向选择

1. 通过与国家基准对比或校准来确定量值单位的为 B 。

A.国家基准 (B) 副基准 C.计量基准 D.企业基准

2. 下列不属于量值的是 D 。

A. 2m B.30kg C.4s D. A

3. 同一量多次测量时，误差的正负号和绝对值以不可预知的方式变换称为 B 。

A.系统误差 B.随机误差 C.相对误差 D.绝对误差 4. D 中那些不具有周期重复性的信号称为非周期信号。

A.离散信号 B.阶跃信号 C.不确定信号 D.确定信号

5. 周期信号的强度可用峰值、 C 、有效值、和平均功率来描述。

A.真值

《信号与系统》平时作业

一、简答题（共100分，每题25分）

1、已知信号f(t)的波形如图(a)所示，请画出下列函数的波形

f?t?

(1)f(6?2t)2

d1?f(6?2t)?(2) dtt O12解：（1）波形如下

（2）波形如下

2、某连续系统的框图如图(a)所示，写出该系统的微分方程。 f?t??y??t?y??t?y?t? ?

???? a1 a0

(a)

?，左侧积分器的输解：设图中右侧积分器的输出信号为 f ( t )，则其输入信号为 f ( t )

入信号为 f ( t )? ?，则 f ( t ) = f ( t) ? ?+a1 f ( t) ? +a0 f ( t)

3、系统的输入为x(t)，输出为y(t)，系统关系如下,判断系统是否是因果系统.

(1) y?t??x?t?cos?t?1?(2) y?t??x??t? 解：（1）在这个系统中，任何时刻t的输出等于在同一时刻的输入再乘以一个随时间变化

信号专业资料

一、测试系统基本组成及类型1 基本组成传感器：拾取信号， 将振动信号变为电荷信号 电荷放大器：放大信号， 将电荷信号变为电压信号

A/D卡：转换信号， 将电压信号变为数字信号 计算机：分析信号 进行诊断

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2.测量量

– 振动位移– 振动速度 – 振动加速度

3、振动的位移、速度、加速度指标 位移： x(t)=A*sin(2πft+φ) A-振幅，大小 f-频率，快慢 速度： v(t)=dx(t)/dt=fAcos(2πft+φ) 加速度：a(t)=dv(t)/dt=-f2Asin(2πft+φ) 三者间频率 f 不变，最大幅值呈 f 倍递增 位移xmax=A 速度 vmax=fA 加速度 amax=f2A

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安装方法

压电加速度计的安装方法 1.钢螺栓 2.绝缘螺栓和云母垫 3.磁铁吸附 4.胶合 5.蜡和橡胶泥粘附 6手持探头

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二、采样定理为保证采样后信号能真实地保留原始模拟信号信 息，信号采样频率必须至少为原信号中最高频率成 分的2倍，亦称仙农(香农)定理。

f s 2 f max注意：满足采样定理时，只保证不发生混叠，而不 能保证采样信号能真实地反映原信号 x(t) 。工程实际 中采样频率通常大

目 录

摘 要

在科学技术迅速发展的今天，几乎所有的工程技术领域中存在数字信号，这些信号进行有效处理，以获取我们需要的信息，正有力地推动数字信号处理学科的发展。为了对信号进行可视化直观分析，引入MATLAB 作为信号仿真与调试工具，借助于M APLE 内核提供的信号处理工具箱不仅可以生成信号，还可计算系统的响应，并完成对连续系统的时域、频域及复频域的分析。通过实例表明了便捷性，可以提高工作效率，同时也证明了M ATLAB在理论分析中的重要性，因此MATLAB成为信号分析与处理的一种重要的工具。本文将就MATLAB在信号除噪和信号延迟两方面的应用进行分析与介绍。 关键词：信号仿真，响应，信号分析与处理

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（一） 信号除噪

一． MATLAB简介

MATLAB是功能强大的科学及计算软件，它不但具有以矩阵为基础的强大数学计算和分析功能，而且还具有丰富的可视化图形表现功能和方便的程序设计功能。MATLAB的应用领域极为广泛，除了数学计算和分析外，还被广泛地应用于自动控制、系统仿真、数字信号处理、图形图像分析、数理统计、人工智能、虚拟现实技术、通信工程、金融系统等领域，因此，MATLAB是面向21世纪的计算机程序设计及科学计算语言。

二．课题的

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.δ函数 D.sinc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。

A. x(t)???5cos10???????当t?0??????????????????

?0???????????????????当t?0B.x(t)?5sin20?t?10cos10?t?????????t???) C.x(t)?20e?atcos20?t?????(???t???)

6.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 ７.描述

习题

1. 试述信号的分类和描述方法。时域和频域描述方法各自有什么特点及用途？请用图示的方

法对单位直流信号、单位脉冲信号、正弦信号、余弦信号进行描述。 2. 周期信号和非周期信号（瞬变信号）的频谱各有什么特点？ 3. 试述傅里叶变化的主要性质。

4. 试述自相关函数和互相关函数的含义，分别说明它们

在工程上有哪些应用？

5. 求图1所示求单边指数信号x(t)?Ee?at(a?0，t?0) 的频谱X(ω)，并做出频谱图。

6. 求被截断的余弦信号（题图2）的傅氏变

换X(ω)。

7. 连续信号在数字化的过程中会出现哪些

问题，如何防止这些问题的出现？ 8. 判断并改错题

1) 矩形脉冲信号是一个周期信号，频谱为常数。( )

2) 准周信号频谱是离散的，所以其为周期信号。（） 3) 周期相同的两个周期信号的互相关函数仍是周期函数，但其周期变，相位信息丢失。（） 4) 周期单位脉冲信号的频谱是非周期信号。（） 9. 某信号的自相关函数图形如题图3所示，试分

析该信号是什么类型的信号，并在图中表示出ψx=?、μx=？

2

图1 题图2 题图3 10. 某车床加工外圆表面时，表面振纹主要由转

绪论

.列出几项你身边传感测试技术的应用例子。

解：光电鼠标，电子台称，超声波测距，超声波探伤等。

第1章传感器的基本概念

1. 什么叫做传感器的定义？

最广义地来说，传感器是一种能把物理量、化学量以及生物量转变成便于利用的电信号的器件。

2.画出传感器系统的组成框图，说明各环节的作用。

答：

被测量 敏 感 元 件 转 换 元件 基 本 转 换电路 电量 传感器系统的组成框图 传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成， 1）.敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。

2）.转换元件：以敏感元件的输出为输入，把输入转换成电路参数。 3）.转换电路：上述电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。

3.传感器有哪几种分类 ？

按被测量分类 ——物理量传感器 ——化学量传感器 ——生物量传感器 按测量原理分类 阻容 力敏 光电 声波 按输出型式分类 数字传感器 模拟传感器

1.总结学过的滤波器设计方法，用matlab仿真例子分析不同设计方法的滤波器的性能及适应场合。

答：

1.1模拟低通滤波器的设计方法 1.1.1 Butterworth滤波器设计步骤： ⑴.确定阶次N

① 已知Ωc、Ωs和As求Butterworth DF阶数N

1 由： A??10lgH(j?)??10lg 2Nsas1?(?s/?c)A/10lg(10s?1) 求出N：N? 2lg(?s/?c)② 已知Ωc、Ωs和Ω=Ωp(???3dB)的衰减Ap 求Butterworth DF阶数N

p

lg(10p?1) N?2lg(?/?)pcA/102 得到N：③ 已知Ωp、Ωs和Ω=Ωp的衰减Ap 和As 求Butterworth DF阶数N

1A??10lgH(j?)??10lg 由 p ap1?(?p/?c)2N 则：(?p/?c)2N?10Ap/102?1,(?s/?c)2N?10As/10?1

求出N:lg[(10AP/10?1)(10As/10?1)]N? 2lg(?p/?s)⑵.用阶次N确定

现代信号处理课程作业

1. 做一个网络检索，简述现代信号处理技术的主要特征和技术特点，并阐述信号处理在实际工程中的应用情况

代信号处理技术的主要特征和技术特点：

1)精度高：在模拟系统的电路中，元器件精度要达到10-3以上已经不容易了，而数字系统17位字长可以达到10-5的精度，这是很平常的。例如，基于离散傅里叶变换的数字式频谱分析仪，其幅值精度和频率分辨率均远远高于模拟频谱分析仪。

2) 灵活性强：数字信号处理采用了专用或通用的数字系统，其性能取决于运算程序和乘法器的各系数，这些均存储在数字系统中，只要改变运算程序或系数，即可改变系统的特性参数，比改变模拟系统方便得多。

3) 可以实现模拟系统很难达到的指标或特性：例如：有限长单位脉冲响应数字滤波器可以实现严格的线性相位；在数字信号处理中可以将信号存储起来，用延迟的方法实现非因果系统，从而提高了系统的性能指标；数据压缩方法可以大大地减少信息传输中的信道容量。

4)可以实现多维信号处理：利用庞大的存储单元，可以存储二维的图像信号或多维的阵列信号，实现二维或多维的滤波及谱分析等。 信号处理在实际工程中的应用情况：

数字信号处理是利用计算机或专用计算机或专用处理设备，以数据形式对信号进

生物医学信号检测与处理

吴建盛吴建孟

摘要：本文简要介绍了生物医学信号处理的研究现状，并针对生物医学数字信号的特点介绍了生物医学信号处理的一些现代方法。这些方法包括生物医学信号的检测、滤波、频谱分析、小波分析和神经网络分析。

关键词：生物医学信号信号检测信号处理中图分类号：Q811文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2011.09.004

信号处理的领域是相当广泛而又深入的，已在不同程度上渗透到几乎所有的医疗卫生领域。从预防医学、基础医学到临床医学，从医疗、科研到健康普查，都已有许多成功的例子，如心电图分析，脑电图分析，视网膜电图分析，光片处理，图像重建，健康普查的医学统计，疾病的自动诊断，细胞、染色体显微图像处理，血流速度测定，生物信号的混沌测量等等。对生物医学信号进行的处理称为生物医学信号处理。生物医学信号有一维、二维之分，一般而言，将一维信号称为信号，二维信号称为图像。自然界广泛存在的生物医学信号是连续的，由于计算机巨大的计算能力，一般先用转换器将连续信号转换成数字信号，然后在计算机内用各种方法编制成的软件进行分析处理。1生物医学信号检测[1]

生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息