檢測技術與信號處理課后習題-課件

1、檢測技術與信號處理作業(yè)參考1.3 用量程為150V的0.5級電壓表和量程為30V的1.5級電壓表分別測量25V電壓，請問哪一個測量準確度高？為什么使用電壓表時應盡可能在電壓表量程上限的三分之二以上使用？解： 因電表準確度等級是以引用相對誤差定義的，而電表各刻度點的額定相對誤差是不同的，刻度點愈偏離測量上限，則額定相對誤差愈大，而對測量者來說，真正關心的是額定相對或?qū)嶋H相對誤差。若測量時用在儀表測量上限的三分之二以下，則額定相對誤差較大，電表準確讀不能得到充分利用。量程為150V的0.5級電壓表的測量誤差（用絕對誤差表示）=0.5%150V=0.75V；量程為30V的1.5級電壓表的測量誤差（用

2、絕對誤差表示）=1.5%30V=0.45V。說明測量25V電壓時用量程為30V的1.5級的電壓表的測量準確度高。1.4 解：基于極限誤差的表達方式；基于t分布的表達方式；基于不確定度的表達方式（上面 ）補充題：S=24 a= 0.05, T0.05(7)=2.365 , , v=7, a= 0.053-2答： 4V-40V3-101.求指數(shù)函數(shù) 的頻譜2.求符號函數(shù)和單位階躍函數(shù)的頻譜3.求被截斷的余弦函數(shù) 的傅里葉變換X(t)-11t0X(t)1t0-TT1-1x(t)4.求指數(shù)衰減振蕩信號 的頻譜5.求正弦信號 的絕對均值 和均方根值解題參考1.求指數(shù)函數(shù) 的頻譜解:2.求符號函數(shù)和單位階

3、躍函數(shù)的頻譜解:X(t)-11t0X(t)1t0+1 t0-1 t03.求被截斷的余弦函數(shù) 的傅里葉變換解:利用傅里葉變換的頻域卷積和沖激函數(shù)卷積性質(zhì)即可求解-TT1x(t)-1所以截斷后的結果為4.求指數(shù)衰減振蕩信號 的頻譜解:利用傅里葉變換的頻域卷積和沖激函數(shù)卷積性質(zhì)即可求解5.求正弦信號 的絕對均值|x|和均方根值xrms解:傅里葉變換性質(zhì)部分1、利用沖激函數(shù)的抽樣特性，求下列表達式的值（1）（2）（3）（4）2、求如圖所示的周期方波的復頻譜E-E-T1-T1/2T1/2T104、已知 利用傅里葉變換的性質(zhì)求下列信號的傅里葉變換（1）（2）（3）（4） 為單位階躍函數(shù)，5、利用卷積定理求

4、 的傅里葉變換2、求如圖所示的周期方波的復頻譜解：周期方波可表示為E-E-T1-T1/2T1/2T103、求如圖所示周期三角波的（1）直流分量（2）基波有效值（3）信號有效值（4）平均功率（5）該信號帶寬的功率占信號總功率的比值ET1/2T10-T1/2-T1解：（1）（2）把其展開成傅立葉三角函數(shù)級數(shù)，求n=1時的分量的平方和的開平方（3）（4）平均功率（5）該信號帶寬的功率占信號總功率的比值4、已知 利用傅里葉變換的性質(zhì)求下列信號的傅里葉變換（1）（2）（3）（4） 為單位階躍函數(shù)，5、利用卷積定理求 的傅里葉變換7-1. 求h(t)的自相關函數(shù)解:衰減指數(shù)信號h(t)為能限信號，所以自相

5、關函數(shù)按下面定義計算7-3. 求方波與正弦波的互相關函數(shù)(如圖)-11T1-1tty(t)x(t)解：方波的表達式為正弦波為：7-4. 某一系統(tǒng)的輸入信號為x(t),若輸出y(t)與輸入x(t)相同,輸入的自相關函數(shù) 和輸入輸出互相關函數(shù)之間的關系為試說明該系統(tǒng)其什么作用?系統(tǒng)X(t)y(t)T解：因為 與 波形相同，所以有所以即系統(tǒng)起到延時的作用，其滯后延時時間為T所以7-6. 已知一信號的自相關函數(shù)為 ,請求信號的均方值 和有效值解:根據(jù)自相關函數(shù)的性質(zhì),可知在 具有最大值,并且等于其均方值有效值1. 求h(t)的自相關函數(shù)2. 假定有一個信號由兩個頻率,相角均不相等的余弦函數(shù)疊加而成,

6、求x(t)的自相關函數(shù)3. 已知一信號的自相關函數(shù)為 ,請求信號的均方值 和有效值6. 對三個余弦信號進行采樣,采樣頻率fs=4Hz,求三個采樣輸出序列.比較三個輸出結果,畫出 的波形及采樣點位置,并解釋頻率混疊現(xiàn)象1. 求h(t)的自相關函數(shù)解: 根據(jù)自相關 函數(shù)的定義,可得2. 假定有一個信號由兩個頻率,相角均不相等的余弦函數(shù)疊加而成, 求x(t)的自相關函數(shù)解: 由于該信號的兩個分量 和 的頻率不相等,根據(jù)正余弦函數(shù)的正交性或自相關函數(shù)的性質(zhì)可以知道, x(t)的兩個分量之間的互相關函數(shù)為03. 已知一信號的自相關函數(shù)為 ,請求信號的均方值 和有效值解:根據(jù)自相關函數(shù)的性質(zhì),可知在 具有

7、最大值,并且等于其均方值有效值6. 對三個余弦信號進行采樣,采樣頻率fs=4Hz,求三個采樣輸出序列.比較三個輸出結果,畫出 的波形及采樣點位置,并解釋頻率混疊現(xiàn)象解:由題意,可得抽樣信號函數(shù)為對于 ,其采樣序列為0對于 ,其采樣序列為0對于 ,其采樣序列為0比較采樣結果發(fā)現(xiàn)，不同頻率的信號經(jīng)相同采樣頻率采樣后，采樣值相同。頻率混疊：頻域中，頻譜重疊的現(xiàn)象。第一個信號采樣后不發(fā)生頻率混疊。第二個信號采樣后發(fā)生頻譜混疊。第三個信號采樣后發(fā)生頻譜混疊。1 調(diào)頻與調(diào)幅信號有什么相同之處？有何不同之處？2 低通、高通、帶通和帶阻濾波器各有什么特點？畫出他們近似的幅頻特性。3 已知某調(diào)制信號 ，如果1)

8、它是調(diào)頻波，且KFM=4，試求基帶信號f(t); 2)它是調(diào)相波，且KPM=4，試求基帶信號f(t);4 設基帶信號 對載波 進行常規(guī)調(diào)幅，為避免包絡失真，A0，Am的取值應當滿足什么條件？5 基帶信號f(t)如圖所示， （1）畫出調(diào)相波的波形 （2）畫出調(diào)頻波的波形Amt6 A/D轉(zhuǎn)換器輸入模擬信號的最高頻率為10kHz，采樣頻率的下限是多少？完成一次A/D轉(zhuǎn)換的時間上限是多少？7 信號數(shù)字化出現(xiàn)混疊的原因，請在頻域進行分析。8 信號采樣為什么會出現(xiàn)能量泄漏，請在頻域進行分析。1 調(diào)頻與調(diào)幅信號有什么相同之處？有何不同之處？答：相同之處： 兩種信號都是使用基帶信號對載波信號進行調(diào)制，改變載波

9、信號的幅值或頻率、相位； 不同之處： 調(diào)幅信號是使載波信號的幅值隨著基帶信號的幅值的改變而成線性改變，載波信號的頻率不發(fā)生變化； 調(diào)頻信號則是使載波信號的相位或者頻率隨著基帶信號的改變而而成線性改變；抗干擾性好；2 低通、高通、帶通和帶阻濾波器各有什么特點？畫出他們近似的幅頻特性。答：低通濾波器就是可以讓低于某一頻率的信號通過，高于該頻率的信號會受到抑制；高通濾波器就是高于某一頻率的信號可以通過，低于該頻率的信號會受到抑制；帶通濾波器則是讓高于頻率f1而低于頻率f2的信號通過，在f1,f2之外的信號則受到抑制；帶阻濾波器則是在頻率f1和f2之間頻率受到抑制，而f1,f2的頻率可以通過。近似的幅

10、頻特性如圖示低通濾波器帶阻濾波器帶通濾波器高通濾波器3 已知某調(diào)制信號 ，如果1)它是調(diào)頻波，且KFM=4，試求基帶信號f(t); 2)它是調(diào)相波，且KPM=4，試求基帶信號f(t);解: (1) KFM=4 因為 所以FM的瞬時相位(1) KPM=4 因為 所以4 設基帶信號 對載波 進行常規(guī)調(diào)幅，為避免包絡失真，A0，Am的取值應當滿足什么條件？解:設A為基帶信號的幅值,則必須有A/A0=1,而也就是當5 基帶信號f(t)如圖所示， （1）畫出調(diào)相波的波形 （2）畫出調(diào)頻波的波形Amt解:(1)調(diào)相波的波形Amt疏密（2）調(diào)頻波的波形Amt最疏最密6 A/D轉(zhuǎn)換器輸入模擬信號的最高頻率為1

11、0kHz，采樣頻率的下限是多少？完成一次A/D轉(zhuǎn)換的時間上限是多少？解:根據(jù)采樣定理,可得采樣頻率下限是完成一次A/D轉(zhuǎn)換的時間上限是7 信號數(shù)字化出現(xiàn)混疊的原因，請在頻域進行分析。解：信號數(shù)字化實際是進行采樣，根據(jù)采樣原理，知道 采樣過程可以看作是連續(xù)信號x(t)與沖激函數(shù)序列p(t)抽樣的結果,則若設由上面可見,連續(xù)時間信號經(jīng)過理想采樣后,其頻譜將以采樣頻率為間隔重復,即頻譜產(chǎn)生了周期延拓.若x(t)是帶限信號,若果 ,則延拓后的采樣頻譜不會重疊,否則就會產(chǎn)生頻率混疊現(xiàn)象;另外,實際采樣過程與理想采樣是有區(qū)別的,只能用窄矩形脈沖序列代替理想沖激抽樣序列,而矩形脈沖對連續(xù)信號抽樣后,就會把連

12、續(xù)信號的頻譜進行sinc函數(shù)式的拓展,產(chǎn)生能量泄漏,可能把有限的頻譜拓寬成了無限的頻譜,產(chǎn)生頻率混疊.見下圖.不滿足抽樣定理時產(chǎn)生頻率混疊現(xiàn)象8 信號采樣為什么會出現(xiàn)能量泄漏，請在頻域進行分析。 設有余弦信號x(t), 用矩形窗函數(shù)w(t)與其相乘，得到截斷信號: y(t) =x(t)w(t) 將截斷信號譜 XT()與原始信號譜X()相比較可知，它已不是原來的兩條譜線，而是兩段振蕩的連續(xù)譜. 原來集中在f0處的能量被分散到兩個較寬的頻帶中去了，這種現(xiàn)象稱之為頻譜能量泄漏。檢測技術與信號處理復習提綱數(shù)字信號處理部分1 信號的分類2 周期信號及其傅里葉級數(shù)分解和頻譜 級數(shù)分解計算方法3 時限信號及

13、其傅里葉變換和頻譜 傅里葉變換的計算方法4 傅里葉變換的性質(zhì) 利用性質(zhì)快速求解頻譜5 隨機信號的特征參數(shù) 均值，均方值，方差，概率密度函數(shù)的求解方法6 典型激勵信號及其傅里葉頻譜1 一階無源、有源濾波器(不考試)2 二階無源、有源濾波器(不考試)3 濾波器基本分類及特性、品質(zhì)因素、帶寬4 調(diào)制與解調(diào) 幅值調(diào)制及其解調(diào)的方法； 幅值調(diào)制過調(diào)制問題 兩種頻率調(diào)制方法及其解調(diào)的方法；1 采樣原理及定理 分析以及計算2 能量泄漏及頻率混疊原因 頻域分析1 隨機信號的自相關函數(shù)、互相關函數(shù)及其性質(zhì)計算，性質(zhì)應用2 隨機信號的功率譜分析 計算，性質(zhì)應用3 相干函數(shù)及其意義4 倒頻譜分析技術的原理(不考試)

14、5 頻譜細化技術方法 (不考試)（例如測速、測距、分析起因等）Z 變換以及離散傅立葉變換1 序列z變換及其收斂域,零點,極點（不考試）2 z變換的特性（不考試）3 z反變換及其解法（不考試）4 離散傅里葉級數(shù)及離散傅里葉變換（不考試）5 離散傅里葉變換的性質(zhì)6 DFT的改進-快速傅里葉變換（不考試）7 FFT參數(shù)的選擇原理8 FFT注意的問題（不考試）9 數(shù)字濾波器（不考試）10 IIR和FIR濾波器的設計方法（不考試）11醉翁亭記 1反復朗讀并背誦課文，培養(yǎng)文言語感。2結合注釋疏通文義，了解文本內(nèi)容，掌握文本寫作思路。3把握文章的藝術特色，理解虛詞在文中的作用。4體會作者的思想感情，理解作者

15、的政治理想。一、導入新課范仲淹因參與改革被貶，于慶歷六年寫下岳陽樓記，寄托自己“先天下之憂而憂，后天下之樂而樂”的政治理想。實際上，這次改革，受到貶謫的除了范仲淹和滕子京之外，還有范仲淹改革的另一位支持者北宋大文學家、史學家歐陽修。他于慶歷五年被貶謫到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期間，歐陽修在滁州留下了不遜于岳陽樓記的千古名篇醉翁亭記。接下來就讓我們一起來學習這篇課文吧！【教學提示】結合前文教學，有利于學生把握本文寫作背景，進而加深學生對作品含義的理解。二、教學新課目標導學一：認識作者，了解作品背景作者簡介：歐陽修(10071072)，字永叔，自號醉翁，晚年又號“六一居士”。吉州永

16、豐(今屬江西)人，因吉州原屬廬陵郡，因此他又以“廬陵歐陽修”自居。謚號文忠，世稱歐陽文忠公。北宋政治家、文學家、史學家，與韓愈、柳宗元、王安石、蘇洵、蘇軾、蘇轍、曾鞏合稱“唐宋八大家”。后人又將其與韓愈、柳宗元和蘇軾合稱“千古文章四大家”。關于“醉翁”與“六一居士”：初謫滁山，自號醉翁。既老而衰且病，將退休于潁水之上，則又更號六一居士?？陀袉栐唬骸傲缓沃^也？”居士曰：“吾家藏書一萬卷，集錄三代以來金石遺文一千卷，有琴一張，有棋一局，而常置酒一壺。”客曰：“是為五一爾，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之間，豈不為六一乎？”寫作背景：宋仁宗慶歷五年(1045年)，參知政事范仲淹等人遭讒離職

17、，歐陽修上書替他們分辯，被貶到滁州做了兩年知州。到任以后，他內(nèi)心抑郁，但還能發(fā)揮“寬簡而不擾”的作風，取得了某些政績。醉翁亭記就是在這個時期寫就的。目標導學二：朗讀文章，通文順字1初讀文章，結合工具書梳理文章字詞。2朗讀文章，劃分文章節(jié)奏，標出節(jié)奏劃分有疑難的語句。節(jié)奏劃分示例環(huán)滁/皆山也。其/西南諸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，瑯琊也。山行/六七里，漸聞/水聲潺潺，而瀉出于/兩峰之間者，釀泉也。峰回/路轉(zhuǎn)，有亭/翼然臨于泉上者，醉翁亭也。作亭者/誰？山之僧/曰/智仙也。名之者/誰？太守/自謂也。太守與客來飲/于此，飲少/輒醉，而/年又最高，故/自號曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山

18、水之間也。山水之樂，得之心/而寓之酒也。節(jié)奏劃分思考“山行/六七里”為什么不能劃分為“山/行六七里”？明確：“山行”意指“沿著山路走”，“山行”是個狀中短語，不能將其割裂?！巴?蔚然而深秀者”為什么不能劃分為“望之蔚然/而深秀者”？明確：“蔚然而深秀”是兩個并列的詞，不宜割裂，“望之”是總起詞語，故應從其后斷句?！窘虒W提示】引導學生在反復朗讀的過程中劃分朗讀節(jié)奏，在劃分節(jié)奏的過程中感知文意。對于部分結構復雜的句子，教師可做適當?shù)闹v解引導。目標導學三：結合注釋，翻譯訓練1學生結合課下注釋和工具書自行疏通文義，并畫出不解之處?！窘虒W提示】節(jié)奏劃分與明確文意相輔相成，若能以節(jié)奏劃分引導學生明確文意

19、最好；若學生理解有限，亦可在解讀文意后把握節(jié)奏劃分。2以四人小組為單位，組內(nèi)互助解疑，并嘗試用“直譯”與“意譯”兩種方法譯讀文章。3教師選擇疑難句或值得翻譯的句子，請學生用兩種翻譯方法進行翻譯。翻譯示例：若夫日出而林霏開，云歸而巖穴暝，晦明變化者，山間之朝暮也。野芳發(fā)而幽香，佳木秀而繁陰，風霜高潔，水落而石出者，山間之四時也。直譯法：那太陽一出來，樹林里的霧氣散開，云霧聚攏，山谷就顯得昏暗了，朝則自暗而明，暮則自明而暗，或暗或明，變化不一，這是山間早晚的景色。野花開放，有一股清幽的香味，好的樹木枝葉繁茂，形成濃郁的綠蔭。天高氣爽，霜色潔白，泉水淺了，石底露出水面，這是山中四季的景色。意譯法：太

20、陽升起，山林里霧氣開始消散，煙云聚攏，山谷又開始顯得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明變化的，就是山中的朝暮。春天野花綻開并散發(fā)出陣陣幽香，夏日佳樹繁茂并形成一片濃蔭，秋天風高氣爽，霜色潔白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季。【教學提示】翻譯有直譯與意譯兩種方式，直譯鍛煉學生用語的準確性，但可能會降低譯文的美感；意譯可加強譯文的美感，培養(yǎng)學生的翻譯興趣，但可能會降低譯文的準確性。因此，需兩種翻譯方式都做必要引導。全文直譯內(nèi)容見我的積累本。目標導學四：解讀文段，把握文本內(nèi)容1賞析第一段，說說本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此運用了怎樣的藝術手法。明確：首先以“環(huán)滁皆山也

21、”五字領起，將滁州的地理環(huán)境一筆勾出，點出醉翁亭坐落在群山之中，并縱觀滁州全貌，鳥瞰群山環(huán)抱之景。接著作者將“鏡頭”全景移向局部，先寫“西南諸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南諸峰之中，視野集中到最佳處。再寫瑯琊山“蔚然而深秀”，點山“秀”，照應上文的“美”。又寫釀泉，其名字透出了泉與酒的關系，好泉釀好酒，好酒叫人醉?！白砦掏ぁ钡拿直惆抵型赋?，然后引出“醉翁亭”來。作者利用空間變幻的手法，移步換景，由遠及近，為我們描繪了一幅幅山水特寫。2第二段主要寫了什么？它和第一段有什么聯(lián)系？明確：第二段利用時間推移，抓住朝暮及四季特點，描繪了對比鮮明的晦明變化圖及四季風光圖，寫出了其中的“樂

22、亦無窮”。第二段是第一段“山水之樂”的具體化。3第三段同樣是寫“樂”，但卻是寫的游人之樂，作者是如何寫游人之樂的？明確：“滁人游”，前呼后應，扶老攜幼，自由自在，熱鬧非凡；“太守宴”，溪深魚肥，泉香酒洌，美味佳肴，應有盡有；“眾賓歡”，投壺下棋，觥籌交錯，說說笑笑，無拘無束。如此勾畫了游人之樂。4作者為什么要在第三段寫游人之樂？明確：寫滁人之游，描繪出一幅太平祥和的百姓游樂圖。游樂場景映在太守的眼里，便多了一層政治清明的意味。太守在游人之樂中酒酣而醉，此醉是為山水之樂而醉，更是為能與百姓同樂而醉。體現(xiàn)太守與百姓關系融洽，“政通人和”才能有這樣的樂。5第四段主要寫了什么？明確：寫宴會散、眾人歸的

23、情景。目標導學五：深入解讀，把握作者思想感情思考探究：作者以一個“樂”字貫穿全篇，卻有兩個句子別出深意，不單單是在寫樂，而是另有所指，表達出另外一種情緒，請你找出這兩個句子，說說這種情緒是什么。明確：醉翁之意不在酒，在乎山水之間也。醉能同其樂，醒能述以文者，太守也。這種情緒是作者遭貶謫后的抑郁，作者并未在文中袒露胸懷，只含蓄地說：“醉能同其樂，醒能述以文者，太守也。”此句與醉翁亭的名稱、“醉翁之意不在酒，在乎山水之間也”前后呼應，并與“滁人游”“太守宴”“眾賓歡”“太守醉”連成一條抒情的線索，曲折地表達了作者內(nèi)心復雜的思想感情。目標導學六：賞析文本，感受文本藝術特色1在把握作者復雜感情的基礎上朗讀文本。2反復朗讀，請同學說說本文讀來有哪些特點，為什么會有這些特點。(1)句法上大量運用駢偶句，并夾有散句，既整齊又富有變化，使文章越發(fā)顯得音調(diào)鏗鏘