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1、中南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育課程考試 測試技術(shù)試題:一、論述題:本大題2個小題,每小題30分,共60分。1.周期信號的強(qiáng)度表達(dá)有哪些?有什么特點(diǎn)?2.周期信號三角函數(shù)展開式可寫成式中各參數(shù)代表什么?計(jì)算中要注意什么問題?二、分析題:本大題40分。信號中不同頻率成分通過測試裝置后的輸出如圖所示,請分析其工作特性,與頻率響應(yīng)函數(shù)的意義、特點(diǎn)。圖 信號中不同頻率成分通過測試裝置后的輸出解:試題:一、論述題:本大題2個小題,每小題30分,共60分。1.周期信號的強(qiáng)度表達(dá)有哪些?有什么特點(diǎn)?峰值:信號的最大瞬時值 意義:根據(jù)峰值選擇測試儀器的量程。峰值作為強(qiáng)度表達(dá)的不足之處:峰值大并不代表信號能量大。均值:信號的常
2、值分量 意義:反映信號值的中心。均值作為強(qiáng)度表達(dá)的不足之處:信號會正負(fù)相消,有時不能反映信號的強(qiáng)度。絕對均值:周期信號全波整流后的均值 意義:克服了均值作為強(qiáng)度表達(dá)的不足之處(信號會正負(fù)相消),能反映信號強(qiáng)度。絕對均值作為強(qiáng)度表達(dá)的不足之處:分段積分比較麻煩。有效值:信號的均方根值 意義:克服了絕對均值作為強(qiáng)度表達(dá)的不足之處(分段積分比較麻煩)。有效值作為強(qiáng)度表達(dá)最合適。平均功率:有效值的平方 意義:反映信號值的平均功率。平均功率作為強(qiáng)度表達(dá)的不足之處:與原信號的量綱不一致,使用者不習(xí)慣。2.周期信號三角函數(shù)展開式可寫成式中各參數(shù)代表什么?計(jì)算中要注意什么問題?周期信號通常采用三角函數(shù)展開式得
3、到頻譜。狄里赫利條件:1)在一周期內(nèi),若存在間斷點(diǎn),則間斷點(diǎn)的數(shù)目為有限個;極大值和極小值數(shù)目為有限個。2)在一周期內(nèi),信號絕對可積,即 在滿足狄里赫利條件下,周期信號可以展開成傅立葉級數(shù),傅立葉級數(shù)的三角函數(shù)展開式如下: 三角函數(shù)展開式可改寫成 式中: 為了得到統(tǒng)一的頻譜,必須化成與上式一致的形式。注意1 : 0,這是因?yàn)榇碚穹仨殲檎?。如果在展開中出現(xiàn)-項(xiàng),可以利用-=使為正。注意2 :求時不能直接取反正切,而要注意 的符號,采用以下方法處理: 0時, 0時,+注意3:如果得到的是個余弦級數(shù)(= 0)時,取=/2即可以化成正弦級數(shù),就是說。(見下例)注意4:最常用的是分部積分方法: 二
4、、分析題:本大題40分。信號中不同頻率成分通過測試裝置后的輸出如圖所示,請分析其工作特性,與頻率響應(yīng)函數(shù)的意義、特點(diǎn)。圖 信號中不同頻率成分通過測試裝置后的輸出系統(tǒng)初態(tài)為0時,對上式進(jìn)行傅氏變換,可得不失真測試裝置的頻率響應(yīng)函數(shù)為:因此不失真測試系統(tǒng)應(yīng)具備兩個條件:1.幅頻特性A(w)在x(t)的頻譜范圍內(nèi)為常數(shù);2.相頻特性j(w)與w成線性關(guān)系,為一經(jīng)過原點(diǎn)的直線。不失真測試條件只適用于一般的測試目的。對于用于反饋控制系統(tǒng)中的測試裝置,時間滯后可能造成系統(tǒng)不穩(wěn)定,因根據(jù)具體要求,盡量減少時間滯后。 實(shí)際測量中,絕對的不失真測試是不可能實(shí)現(xiàn)的,只能把失真的程度控制在允許范圍內(nèi)。 兩個概念:
5、1.幅值失真:A(w)不等于常數(shù)時引起的失真。 2. 相位失真:j(w)與w間的非線性引起的失真。實(shí)際的測試裝置,即使在某一頻段內(nèi)工作,也難以完全理想地實(shí)現(xiàn)不失真測試,而只能將波形失真限制在一定的誤差范圍內(nèi)。一階系統(tǒng)的時間常數(shù)t越小越好。不失真測試的頻率上限fmax是由誤差要求決定的。1. w0.3wn,A(w)較為平直,j(w)近于直線,基本滿足不失真測試條件,幅值誤差??;2. w2.53wn,A(w)較小,但關(guān)系基本保持在-180,可將測試信號反相-反相器(幅值輸出小要加以放大);3. 0.3wnw2.5wn , A(w) 與j(w)受z的影響大,做動態(tài)特性參數(shù)測試。4. z= 0.6 0.8時,可以獲得較為合適的綜合特性,在幅值誤差g 5%時,不失真測試的
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