數(shù)據(jù)采集與處理

1、一填空：1. 采集模擬量，轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，由計算機進行存儲、處理、打印的過程稱為 _數(shù)據(jù)米集。2. 按處理方式的不同，數(shù)據(jù)處理可分為實時（在線）處理 和 事后（脫機）處理兩種類型。3.按處理性質(zhì)的不同，數(shù)據(jù)處理可分為預處理和二次處理兩種類型。4.評價數(shù)據(jù)米集系統(tǒng)性能優(yōu)劣的標準有采樣精庫和采樣速度。5.模擬信號數(shù)字化包括米樣 、量化和編碼三個過程。6. 采樣時，若采樣的點數(shù)過多，會導致占用大量的計算機內(nèi)存。7. 為了保證米樣信號不失真，米樣頻率不能低于模擬信號最咼頻率的兩倍。8. 采樣過程可以看作為脈沖調(diào)制過程。9. 當采樣脈沖序列是方波脈沖時，采樣稱為自然采樣。10. 當采樣脈沖序列是沖激序列時

2、，采樣稱為沖激采樣。11. 采樣信號頻譜是模擬信號頻譜的無窮多次搬移。112. 采樣定理在仁二2匸時是不適用的。I s13. 奈奎斯特頻率是指采樣頻率的最小值。14. 奈奎斯特間隔是指采樣周期的最大 值。15. 當采樣頻率不滿足采樣定理時，會發(fā)生頻混 現(xiàn)象，造成失真。16. 對于頻域衰減較快的信號，可以用提高采樣頻率的方法解決頻混的問題。17. 對于頻域衰減較慢的信號，可以用 削除頻混濾波器的方法解決頻混的問題。18. 采樣技術分為常規(guī)采樣、間歇采樣、 變頻采樣 和 下采樣四種。19. 采樣控制方式分為無條件采樣、中斷方式、查詢方式和DMA方式 四種20. A/D轉(zhuǎn)換器的量化方法可分為“只舍不

3、入”和“有舍有入”兩種。21. 量階等于常數(shù)的量化方法稱為均勻量化。22. 量階不等于常數(shù)的量化方法稱為非均勻量化。23. “只舍不入”量化時，量化誤差只能是正 誤差，可以取0q之間的任意值。24. “有舍有入”量化時，量化誤差可以取一之間的任意值。2 225. A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，量化誤差越 _小。26. 十進制數(shù)327對應的BCD碼是001100100111。27. 自然二進制代碼10111010對應的格雷碼是 11100111。28. 格雷碼11001010對應的自然二進制碼是 10001100。29. 自然二進制碼01100111對應的折疊碼是 10011000。二單項選擇1.連續(xù)

4、的模擬信號轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字信號，需要經(jīng)過幾個斷續(xù)過程（A ) oA)2B)3C)4D）12.模擬信號數(shù)字化時，不需要的環(huán)節(jié)是（C )oA）采樣B）量化C）檢波D)編碼3. 采樣時，若Ts取的過大，將會發(fā)生模擬信號中高頻成分被疊加到低頻成分上 的現(xiàn)象，稱為（C ）。A）失真B）誤碼C）頻混D）失調(diào)4. 采樣時，若采樣過程不連續(xù)進行，而是時斷時續(xù)，這種采樣方法稱為（B ）A）常規(guī)采樣B）間歇采樣C）平頂采樣D）沖激采樣5. 下列四種采樣技術中，需要存儲容量最大的是（ A ）0A）常規(guī)米樣B）間歇米樣C）變頻采樣D)下米樣6.采樣控制方式中，程丿予查詢采樣和中斷采樣都屬于(B )。A）無條件采樣B）

5、條件采樣C）DMA方式米樣D)自然采樣7. “有舍有入”量化時，若量階等于1mv,則最大量化誤差為（C ）。A）1mvB）2mvC）0.5mvD）0.25mv8. 模/數(shù)轉(zhuǎn)換過程的最后階段是（C ）。A）采樣B）量化C）編碼D）檢波9. BCD碼001100111001對應的十進制的碼（B ）。A）132B）339C）75D）2427三簡答1. 簡述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務和意義。答：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的任務是：（1）采集傳感器輸出的模擬信號，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號，然后送入計算機。（2）用計算機對數(shù)字信號進行處理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的意義是：（1）在生產(chǎn)過程中，對工藝參數(shù)進行采集、監(jiān)測，為 提高質(zhì)量、安全生產(chǎn)、降

6、低成本提供信息。（2）在科學研究中，用來獲取微觀、動靜態(tài)信息。2. 什么叫二次數(shù)據(jù)？二次數(shù)據(jù)包括哪些？答：二次數(shù)據(jù)是指對一次數(shù)據(jù)進行計算處理而得到的結(jié)果。二次數(shù)據(jù)包括：平均值、累計值、傅里葉變換、積分變換、變化率、差值、最大值、最小值等。3. 簡述數(shù)據(jù)處理需要完成哪些任務。答：數(shù)據(jù)處理需要完成的任務包括：剔除噪聲和標量變換兩方面。為了剔除噪聲 誤差，可以使用濾波、采樣判決等方法；通過標量變換，可以實現(xiàn)物理量真實值 與歸一化量化值之間的相互轉(zhuǎn)化。4. 什么叫米樣？米樣頻率如何確定？答：從模擬信號中，使用適當?shù)募夹g取得一系列離散值的過程稱為采樣。采樣定 理規(guī)定，為了保證采樣信號保持原信號信息不失真

7、， 采樣頻率必須大于模擬信號 最高頻率成分的兩倍。一般情況下，工程上使用兩倍模擬信號最高頻率的二到五 倍做為采樣頻率。5. 試說明，為什么在實際采樣中，不能完全滿足采樣定理所規(guī)定的不失真條件？ 答：因為在實際采樣系統(tǒng)中，被采樣的模擬信號頻譜往往是無限的， 只是當頻率 很高時，頻譜成分很低可以忽略，而采樣頻率不可能無限高。所以，實際上采樣 過程多多少少會有些失真。6. 什么叫做量化？均勻量化中，量階是如何確定的？答：對采樣值進行離散化、歸一化的過程稱為量化，通過量化，使采樣值的值域 變成離散的若干個點。在均勻量化中，量階等于滿量程電壓FSR與最階個數(shù)(2n) 的商。四計算1. 對某種模擬信號x(

8、t)進行采樣，采樣時間間隔Ts分別為4ms 8ms 16ms試求出這種模擬信號的截止頻率fc分別為多少？1 、解：；fs2fcTS1C 2Ts當 Ts =4ms 時：fc2Ts二 125Hz當 Ts =8ms 時:fc =62.5Hz2Ts1當 Ts =16ms 時：fc31.25 Hz2TS即：采樣時間間隔Ts分別為4ms 8ms 16ms,模擬信號的截止頻率fc分別為125赫茲、62.5赫茲、31.25赫茲。2. 均勻量化編碼時，F(xiàn)SR=10V編碼位數(shù)n=&問:(1) 量階為多少？(2) 當采樣值等于4V時，量化值為多少？解：(1)n=8、FSR=10.量化階數(shù)=28 = 256FSnR

9、匹 0.039M 2n 256即:量階為0.039V44 匯 256(2) 44 256 -102.4 : 102q 10即: 4V采樣值對應的最化值是102。2.十三折線非均勻量化編碼時，模擬量單極性，F(xiàn)SR=10V問:(1) 最小量階與最大量階為多少？(2) 當采樣值等于4V時，量化值為多少？解：( 1)-FSR=10,采用十三折線非均勻量化量化段的電壓范圍如下表所示:段號01234567電壓00.0781250.156250.31250.6251.252.55范圍0.0781250.156250.31250.6351.252.5510.0號段與1號段中的量化階最小，其量階值為：qmin

10、=0.07：123 =.48828125.7號段中的量化階最大，其量階值為：5qmax =16 =3125即：最小量階與最大量階分別為 0.0048828125與0.3125。(2)采樣值為4V,位于6號量化段該段最小值為2.5V，段內(nèi)量階為2.5/16 = 0.15625 (4-2.5 ) /0.15625 = 9.61.量化值為：6 16 1 =106即：4V采樣值對應的量化值為106。Whe n you are old and grey and full of sleep,And no ddi ng by the fire, take dow n this book,And slowly

11、 read, and dream of the soft lookYour eyes had once, and of their shadows deep;How many loved your mome nts of glad grace,And loved your beauty with love false or true,But one man loved the pilgrim soul in you.And loved the sorrows of your cha nging face;And bending dow n beside the glow ing bars,Mu

12、rmur, a little sadly, how love fledAnd paced upon the mountains overheadAnd hid his face amid a crowd of stars.The furthest dista nee in the worldIs not betwee n life and deathBut whe n I sta nd in front of youYet you dont know thatI love you.The furthest dista nee in the worldIs not whe n I sta nd in front of youYet you cant see my loveBut whe n un doubtedly knowing the love from bothYet cannot be together.The furthest dista nee in the worldIs not being apart while being in loveBut whe n I pla inly cannot resist the year ningYet prete