機(jī)械測(cè)試期末復(fù)習(xí)指導(dǎo)及練習(xí)

1、測(cè)試技術(shù)及信號(hào)處理期末復(fù)習(xí)考試科目測(cè)試技術(shù)與信息處理試卷類型考試形式閉卷考試對(duì)象題號(hào)一二三四五總分得分填空題（共12題12分）選擇題（共10題20分）判斷題（共10題20分）簡答題涉及傳感器原理說明（例如壓電效應(yīng)、壓阻效應(yīng)等）、數(shù)字信號(hào)處理過程的理解(例如窗函數(shù)作用等。（共3題18分）計(jì)算題涉及應(yīng)變片的電橋測(cè)量（和差特性）、濾波器的頻率特性、調(diào)制解調(diào)波形及其頻譜（考試時(shí)帶鉛筆橡皮）。（共3題30分）測(cè)試技術(shù)及信號(hào)處理1期末復(fù)習(xí)1第0章緒論30.1測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成30.2測(cè)量誤差的分類以及與測(cè)量精度的關(guān)系30.3測(cè)量誤差的表示方法主要有三種30.4隨機(jī)信號(hào)的回顧3第1章信號(hào)及其描述31.1信號(hào)的分

2、類31.2周期信號(hào)頻譜的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)31.3由周期信號(hào)級(jí)數(shù)展開式直接畫出其頻譜時(shí)的注意點(diǎn)31.4非周期信號(hào)的頻譜的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)31.5傅里葉變換的相關(guān)知識(shí)及其主要信號(hào)的頻譜4第2章測(cè)試裝置的基本特性42.1頻響特性的理解（重要！），42.2理想傳感器不失真的條件52.3測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性52.4負(fù)載效應(yīng)和抗干擾5第3章常用傳感器與敏感元件53.1傳感器的構(gòu)成和分類53.2電阻式應(yīng)變片的相關(guān)知識(shí)53.3電橋及其和差特性的應(yīng)用53.4電容傳感器的相關(guān)知識(shí)63.5電感式傳感器的相關(guān)知識(shí)63.6調(diào)制和解調(diào)63.7濾波器相關(guān)知識(shí)63.8磁電-半導(dǎo)體霍爾-熱電-光電-光纖-傳感器63.9壓電傳感器73.10光

3、電式傳感器73.11光纖傳感器73.12數(shù)字信號(hào)傳感器7第4章信號(hào)的調(diào)理和記錄7第5章信號(hào)處理初步75.1采樣過程和采樣定理、信號(hào)截?cái)?窗函數(shù))75.2為什么要進(jìn)行采樣保持85.3量化和編碼85.4相關(guān)分析8第0章 緒論0.1 測(cè)試系統(tǒng)的構(gòu)成1) 一個(gè)完整的測(cè)試系統(tǒng)包括：激勵(lì)裝置、測(cè)試對(duì)象、測(cè)量裝置（傳感器）、數(shù)據(jù)處理裝置、信號(hào)顯示和記錄裝置等。（PPT.4中圖與書中圖0-1、2結(jié)合理解）。理解激勵(lì)裝置的作用：2) 利用頻率響應(yīng)實(shí)驗(yàn)去測(cè)量對(duì)象在靜態(tài)無法凸顯出來的特性如（固有頻率、模態(tài)、振型）0.2 測(cè)量誤差的分類以及與測(cè)量精度的關(guān)系系統(tǒng)誤差的大小程度與測(cè)量的正確度有關(guān)；隨機(jī)誤差的大小與測(cè)量的精

4、密度有關(guān)；測(cè)量準(zhǔn)確度(精確度)：表示測(cè)量結(jié)果和被測(cè)真值之間的一致程度。它反映了測(cè)量系統(tǒng)中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的綜合。（參考PPT.13）0.3 測(cè)量誤差的表示方法主要有三種1) 相對(duì)誤差應(yīng)用例子：用10V和2.5V量程測(cè)量同一只1.5V干電池的電壓，測(cè)量誤差哪一個(gè)大？2) 引用誤差只用于表示計(jì)量器具特性的情況中。儀表精度=引用誤差去掉%，譬如：1.0級(jí)電流表的意思為電流表的精度等級(jí)為1.0，即引用誤差：1.0%0.4 隨機(jī)信號(hào)的回顧隨機(jī)信號(hào)的理論分析是基于數(shù)學(xué)上的統(tǒng)計(jì)概率的方法。各態(tài)歷經(jīng)平穩(wěn)隨機(jī)信號(hào)（搞明白定義）的測(cè)量誤差及其分布特性遵循正態(tài)分布圖，該分布由兩個(gè)主要參數(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。第1章 信

5、號(hào)及其描述本章是信號(hào)分析的理論基礎(chǔ)（因?yàn)樾盘?hào)分析往往在頻域分析！ 所以必須理解時(shí)域信號(hào)到頻域信號(hào)的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換方法：傅里葉級(jí)數(shù)和傅里葉變換及其性質(zhì)（特別是時(shí)移性質(zhì)和頻移性質(zhì)）1.1 信號(hào)的分類1) 信號(hào)的分類方法有哪些？周期信號(hào)都是功率信號(hào)（），瞬變信號(hào)都是能量信號(hào)（）1.2 周期信號(hào)頻譜的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)2) 周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)展開和傅里葉級(jí)數(shù)的復(fù)指數(shù)函數(shù)展開后信號(hào)的幅頻譜的區(qū)別。書P.24（前者為單邊譜，后者為雙邊譜；兩種頻譜各諧波幅值在量值上為2倍關(guān)系。雙邊幅頻譜為偶函數(shù)，相頻譜為奇函數(shù)。3) 會(huì)正確畫出給定信號(hào)的雙邊譜，例如周期性方波的頻譜（PPT.7）。1.3 由周期信號(hào)級(jí)數(shù)展開式直接畫出其

6、頻譜時(shí)的注意點(diǎn)4) 不需要過分關(guān)注傅立葉級(jí)數(shù)中系數(shù)的公式推導(dǎo)計(jì)算，但要掌握直接給出周期信號(hào)的級(jí)數(shù)展開式時(shí)，會(huì)畫出其頻譜圖 (展開式需要統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為正弦或余弦的形式（注意符號(hào)為正），例如方波信號(hào)級(jí)數(shù)展開式為 試畫出其單邊幅頻譜圖和單邊相頻譜圖（或者畫出雙邊譜）。 提示：奇變偶不變，符號(hào)看象限。解: 首先要化成,然后再畫頻譜圖。5) 周期信號(hào)的頻譜特點(diǎn)：離散性、諧波性和收斂性！(書p.25)1.4 非周期信號(hào)的頻譜的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)6) 非周期信號(hào)包括準(zhǔn)周期信號(hào)和隨機(jī)信號(hào)，會(huì)判斷由幾個(gè)周期信號(hào)連續(xù)疊加的信號(hào)是否為準(zhǔn)周期信號(hào)。例如：7) 多個(gè)獨(dú)立振源激勵(lì)起某對(duì)象的振動(dòng)信號(hào)往往是準(zhǔn)周期信號(hào)（）(書p.37)8

7、) 周期信號(hào)的頻譜是離散譜，非周期信號(hào)的頻譜一定是連續(xù)譜（X）。這是忘記了周期信號(hào)中的準(zhǔn)周期信號(hào)的頻譜也是離散譜，只不過不存在諧波性。所以準(zhǔn)確的說是瞬變非周期信號(hào)的頻譜是連續(xù)譜！9) 瞬變非周期信號(hào)的頻譜是通過數(shù)學(xué)中的傅里葉變換得到的。這個(gè)變換公式實(shí)際是通過把非周期信號(hào)看做是周期為的周期信號(hào)，然后利用周期信號(hào)的復(fù)指數(shù)表達(dá)式推導(dǎo)出來的。（p.28）10) 注意非周期信號(hào)頻譜的幅值譜的實(shí)際物理意義（p.28）周期信號(hào)幅頻譜的幅值與信號(hào)的幅值是一致的具有相同的量綱，但非周期信號(hào)頻譜的幅值對(duì)應(yīng)的是單位頻寬上的幅值，所以更確切的說其物理意義是頻譜密度函數(shù)，但一般在不引起紊亂的情況下，仍然稱為頻譜。1.5

8、 傅里葉變換的相關(guān)知識(shí)及其主要信號(hào)的頻譜11) 知道傅里葉變換的有哪些主要性質(zhì)。書P30 表1-312) 幾種典型非周期信號(hào)的頻譜特點(diǎn)：時(shí)域直流信號(hào)的頻譜（頻譜密度函數(shù)）是脈沖函數(shù)，時(shí)域脈沖信號(hào)的頻譜是幅值為常數(shù)的均勻頻譜，時(shí)域矩形窗函數(shù)的頻譜是森克（sinC）函數(shù)，反之，時(shí)域是森克函數(shù)，則頻譜為矩形窗函數(shù)。這些都體現(xiàn)了時(shí)域-頻域間傅里葉變換的對(duì)稱性。PPT.23-2813) 了解尺度改變性質(zhì)的應(yīng)用，例如已知函數(shù)x(t)的傅里葉變換為X(f) ，則函數(shù)y(t)=2x(3t)的傅里葉變換應(yīng)為什么？與實(shí)際錄影帶快放慢放的關(guān)系14) 脈沖信號(hào)的傅立葉頻譜為常數(shù)，這樣的頻譜稱為均勻譜或者白色譜。( )

9、15) 用脈沖錘激振測(cè)系統(tǒng)的頻響特性時(shí)，為了獲得較寬的激振頻率，錘頭需用硬質(zhì)材質(zhì)（ ）。道理同上，只有硬質(zhì)材料產(chǎn)生的脈沖才更接近與理想脈沖信號(hào)，其頻譜才會(huì)接近均勻譜線，頻寬大，才能測(cè)得較全面的頻響特性。16) 對(duì)傅里葉變換的頻移特性的理解重要，例如兩個(gè)信號(hào)相乘，則根據(jù)頻移性質(zhì)可得到，這意味著y(t)的頻譜Y(f), 其實(shí)質(zhì)是把x(t)的頻譜X(f)搬移到±f0處。（這就是調(diào)制的理論原理） PPT.31 17) 理解脈沖(t)函數(shù)的篩選性和等幅性（指的頻域是一個(gè)常數(shù)即白色譜）的基礎(chǔ)上，理解周期單位脈沖序列的頻譜（周期單位脈沖序列的頻譜依然是周期脈沖序列，只不過其頻譜的脈沖周期和頻譜強(qiáng)度

10、都變成原來時(shí)域脈沖序列周期的倒數(shù)?。㏄PT.34. 這部分的內(nèi)容是理解采樣過程的基礎(chǔ)。第2章 測(cè)試裝置的基本特性2.1 頻響特性的理解（重要?。?，1) 頻響特性作為測(cè)試系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性的知識(shí)，其理論在控制工程基礎(chǔ)課程中已經(jīng)深入學(xué)習(xí)過，所以在測(cè)試技術(shù)課程不再花費(fèi)過多時(shí)間。目的是為了檢驗(yàn)是否正確理解了頻響應(yīng)特性（頻率特性是理解傳感器不失真測(cè)量、濾波器工作原理、振動(dòng)測(cè)試等的理論基礎(chǔ)）參考PPT.5，頻響特性是通過輸入輸出信號(hào)的關(guān)系揭示了系統(tǒng)內(nèi)部特性，用數(shù)學(xué)模型來表示（我們稱為頻響特性）即頻響特性的模就是系統(tǒng)的模等于輸出信號(hào)與輸入信號(hào)模之比，頻響特性的相角就是系統(tǒng)的相角等于輸出信號(hào)的初相角減去輸入信號(hào)的

11、初相角。例如：設(shè)某單位反饋的傳感器的開環(huán)傳遞函數(shù)為 ,則當(dāng) 的信號(hào)輸入到閉環(huán)系統(tǒng)后，求傳感器輸出表達(dá)式，其中 解：首先輸入輸出信號(hào)的頻率是保持不變的其次，閉環(huán)函數(shù)：，則頻率特性：因此，本系統(tǒng)為線性，在正弦輸入，則輸出的穩(wěn)態(tài)分量必為，當(dāng)輸入時(shí)，所以，2.2 理想傳感器不失真的條件幅頻特性A()和相頻特性() 應(yīng)分別滿足和 （PPT.9）2.3 測(cè)試系統(tǒng)的靜態(tài)特性2) 測(cè)試系統(tǒng)靜態(tài)特性有哪些（線性度、靈敏度、回程誤差、分辨力、漂移）其中，線性度和靈敏度是測(cè)試系統(tǒng)主要的性能指標(biāo)。靈敏度定義：在靜態(tài)測(cè)量情況下，輸入變化所引起的輸出的變化稱為靈敏度,通常用輸出與輸入的變化量之比來表示。實(shí)際上當(dāng)輸入輸出的

12、單位相同時(shí)，即靈敏度為無單位的值時(shí)，它就是控工中提到的系統(tǒng)放大倍數(shù)（增益），一般情況被測(cè)輸入物理量和傳感器輸出電量單位不一致，所以表明靈敏度時(shí)一定要把單位比值也注明。例如：某位移傳感器，當(dāng)輸入量變化10mm時(shí)，輸出電壓變化100mv，其靈敏度為10mv/mm。3) 傳感器靈敏度是不是越高越好。4) 線性度是表示標(biāo)定曲線（偏離其擬合直線 ）的程度2.4 負(fù)載效應(yīng)和抗干擾5) 理解測(cè)試系統(tǒng)的負(fù)載效應(yīng)，了解測(cè)試系統(tǒng)會(huì)有哪些干擾和干擾源第3章 常用傳感器與敏感元件本章不僅涉及面廣而且牽涉第四章內(nèi)容，在試卷中占的比分多。3.1 傳感器的構(gòu)成和分類 1) 傳感器從狹義上講一般由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。2)

13、 傳感器的分類要了解哪些傳感器屬于（結(jié)構(gòu)型傳感器和物性傳感器）、（有源傳感器和無源傳感器）、（能量控制型傳感器和能量轉(zhuǎn)換型傳感器），搞清含義，特別是有源傳感器指的是本身是個(gè)換能器如磁電、光電傳感器，無源傳感器本身并不是一個(gè)換能器，被測(cè)非電量僅對(duì)傳感器中的能量起控制或調(diào)節(jié)作用，所以它必須具有輔助能源電源。如電阻、電感、電容都是無源控制型傳感器。 PPT.43.2 電阻式應(yīng)變片的相關(guān)知識(shí)3) 什么是金屬電阻式應(yīng)變片的的形變效應(yīng)、半導(dǎo)體應(yīng)變片的壓阻效應(yīng)？說明電阻絲應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片的異同點(diǎn)，各有何優(yōu)點(diǎn)？（PPT.14）4) 了解一下什么是絲式應(yīng)變片的橫向效應(yīng)（如何解決的）？3.3 電橋及其和差特性

14、的應(yīng)用本節(jié)內(nèi)容本來是第四章的內(nèi)容，提前學(xué)習(xí)有助于了解傳感器的測(cè)量電路。5) 什么是交流電流、直流電橋、單臂半橋、半橋、全橋、 什么是電橋的和差特性（PPT15-23）6) 電容式或者電感式交流電橋的平衡條件：|Z1Z3|=|Z2Z4|&1+3=2+4 13,24互為對(duì)邊橋臂7) 為什么測(cè)量電路需要用到電橋測(cè)量，而不直接用儀表測(cè)量。例子(PPT.16) 實(shí)際也是書中P126 （3-4題）8) 半導(dǎo)體應(yīng)變片受溫度的影響很大，通過溫度補(bǔ)償片是如何解決的。（PPT.25）9) 作為溫度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)變片應(yīng)和工作應(yīng)變片應(yīng)接在電橋的相對(duì)橋臂上，且分別貼在與被測(cè)試件相同的置于同一溫度場(chǎng)的材料上。( 

15、15; )10) 為了提高電橋測(cè)量靈敏度，在半橋測(cè)量時(shí)，每個(gè)橋臂都多串聯(lián)或并聯(lián)幾個(gè)應(yīng)變片。( × )11) 利用電橋的和差特性測(cè)量，在本考試中的計(jì)算題會(huì)涉及到可以參考書中作業(yè)。P153.1-4 或者PPT.24-253.4 電容傳感器的相關(guān)知識(shí)1) 電容傳感器的分類：由，可知，可分為變變極距型、變面積、變介質(zhì)型。例如當(dāng)濕手靠近干手機(jī)，熱空氣就會(huì)從干手機(jī)內(nèi)噴出，其傳感器采用的原理是因?yàn)楦淖兞穗娙軨2) 變變極距型極距變化量越小，靈敏度越高，但只能測(cè)量微小變量，而其他兩類因?yàn)殪`敏度為常數(shù)，沒有這種限制，但精度不如前者。PPT.34-353) 電容式差動(dòng)結(jié)構(gòu)（靈敏度提高一倍，線性變好，實(shí)現(xiàn)

16、補(bǔ)償），可用交流電容電橋物理實(shí)現(xiàn)（電容接相鄰橋臂）3.5 電感式傳感器的相關(guān)知識(shí)1) 電感式傳感器是基于電磁感應(yīng)原理又稱為電磁感應(yīng)式傳感器，可分為自感和互感2) 由，知道，電感傳感器也如電容傳感器一樣分為變極距和變面積型，變極距的靈敏度高等等。也有差動(dòng)式螺旋管電感傳感器，更多的是差動(dòng)螺旋管變壓器式電感傳感器。3) 自感式的電渦流傳感器基本原理是依據(jù)電渦流效應(yīng)（什么是渦流效應(yīng)（書P85或者PPT.46）4) 依據(jù)電渦流效應(yīng)，高頻反射可用于物體探傷，低頻滲透可用于測(cè)厚度5) 互感型（螺旋管差動(dòng)變壓器式）傳感器利用的是帶感應(yīng)耦合臂的電橋。參考書P.1333.6 調(diào)制和解調(diào)本節(jié)內(nèi)容實(shí)際為第四章的第二節(jié)

17、內(nèi)容（書P133），因?yàn)檎{(diào)制解調(diào)電路已經(jīng)出現(xiàn)在了電阻、電容、電感的測(cè)量電路中，若不提前復(fù)習(xí)，無法深入理解這些傳感器的測(cè)量方法。參考 PPT.501) 什么調(diào)制過程、調(diào)制信號(hào)、載波、解調(diào)、調(diào)幅波、調(diào)頻波、調(diào)相波（AM FM PM）、檢波、檢相 （PPT.51）2) 調(diào)制解調(diào)過程務(wù)必深刻認(rèn)知，會(huì)畫出調(diào)制解調(diào)過程中個(gè)階段信號(hào)的時(shí)域波形、頻譜以及相關(guān)理論分析推導(dǎo)，這與本次考試內(nèi)容相關(guān)（參考PPT.51-57 或者書1353) 相敏檢波電路的具體分析僅需了解，不作為考試內(nèi)容，但必須明白為什么在調(diào)幅波的解調(diào)中要利用相敏檢波電路（達(dá)到即能測(cè)物體被測(cè)物理量的大小，由能測(cè)量它的變化方向的目的），即相敏檢波電路實(shí)

18、際是模擬信號(hào)的辨向電路！4) 針對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的每一個(gè)信號(hào)流向，熟悉元器件輸入輸出信號(hào)的波形，頻譜形狀, 并對(duì)波形特點(diǎn)進(jìn)行說明，例如振蕩器輸出信號(hào)為高頻載波信號(hào)；電橋輸出信號(hào)是由載波幅度受控于緩變信號(hào)形成的調(diào)幅波，在時(shí)間t1時(shí)刻波形反向。檢波電路的輸出信號(hào)為一整流信號(hào)，頻率是載波頻率的2倍等等。同（3），參考PPT.593.7 濾波器相關(guān)知識(shí)1) 濾波器的分類（低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器）2) 無源濾波器是由RC網(wǎng)絡(luò)組成，而有源濾波器是由集成運(yùn)放和RC網(wǎng)絡(luò)組成。3) 畫出理想濾波器的頻譜圖，畫出低通濾波器，帶通濾波器頻譜圖 PPT.62-644) 熟知，帶通濾波器的評(píng)價(jià)指標(biāo)（

19、例如上下截止頻率、帶寬、中間頻率等等），能夠利用帶通濾波器分析信號(hào)濾波問題。例如 PPT.655) 濾波器的帶寬表示其頻率分辨率，帶寬越窄分辨率越高。3.8 磁電-半導(dǎo)體霍爾-熱電-光電-光纖-傳感器1) 磁電式傳感器與電感式感應(yīng)傳感器都是基于電磁感應(yīng)原理，它們的區(qū)別是什么？（前者是有源能量轉(zhuǎn)換型傳感器，后者是無源能量控制型傳感器；前者強(qiáng)調(diào)磁的作用，傳感器內(nèi)部要有永磁體，通過切割磁力線或者改變磁通而直接產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)來測(cè)量被測(cè)物理量。(導(dǎo)體和磁場(chǎng)間相對(duì)運(yùn)動(dòng)）后者無永磁體，強(qiáng)調(diào)電的作用，傳感器內(nèi)部要有通電線圈， 通過磁阻的變化轉(zhuǎn)換為線圈電感L與互感M的變化，再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化。P

20、PT.22) 從結(jié)構(gòu)特定上可以看出磁電式傳感器適合測(cè)量動(dòng)態(tài)量,一般直接測(cè)量速度量！ PPT.43) 磁電式傳感器如果內(nèi)部有微積分電路，說明不僅可測(cè)速度也可測(cè)位移和加速度（）PPT.54) 半導(dǎo)體霍爾傳感器的工作原理實(shí)際也基于微觀的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。（洛倫茲力與電場(chǎng)力的平衡）5) 什么是霍爾效應(yīng)（PPT.7）6) 霍爾傳感器的敏感元件-霍爾片的厚度越薄越好。（）3.9 壓電傳感器壓電傳感器在被考試中所占比分較多，認(rèn)真復(fù)習(xí)1) 什么是正、逆壓電效應(yīng)2) 為什么壓電傳感器的后續(xù)放大電路采用電荷放大器，而不采用電壓放大器。PPT.15-16，PPT.183) 為什么壓電傳感器適合測(cè)量動(dòng)態(tài)量，它與磁電式傳感

21、器測(cè)量動(dòng)態(tài)量有何不同。書P924) 掌握壓電水晶的不同方向特性，例如什么是電軸、機(jī)械軸、光軸，特點(diǎn)是什么如果對(duì)壓電晶體機(jī)械軸施加力時(shí)，電荷仍出現(xiàn)在與電軸垂直的平面上。( )5) 能否通過右圖，簡要說明壓電傳感器測(cè)量加速度的工作原理被測(cè)物振動(dòng)引起壓電傳感器內(nèi)質(zhì)量塊的振動(dòng)，但由于壓簧限制了質(zhì)量塊的運(yùn)動(dòng)，因此被測(cè)物的振動(dòng)加速度，通過質(zhì)量塊轉(zhuǎn)化為壓力施加在壓電片上，再通過壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換為電壓，這兩次轉(zhuǎn)換都是線性變化，從而測(cè)量出被測(cè)物的振動(dòng)加速度。3.10 光電式傳感器1) 什么是外、內(nèi)光電效應(yīng)，光電導(dǎo)效應(yīng)、光生伏特現(xiàn)象，各代表的電子元件有哪些2) 什么是光敏電阻的暗電流、暗電阻 PPT.233) 能否舉

22、出光電傳感器在工業(yè)上的應(yīng)用的輻射式、吸收式、遮光式、反射式的例子。PPT.293.11 光纖傳感器1) 光纖傳感器是基于光在纖芯中的全反射原理2) 為了滿足全反射原理，光信息在入射進(jìn)入光纜的纖芯中時(shí)，要滿足數(shù)值孔徑NA<.PPT.333.12 數(shù)字信號(hào)傳感器大致了解什么是光柵傳感器、編碼器、細(xì)分和辨向技術(shù)、莫爾條紋的放大作用 PPT.39第4章 信號(hào)的調(diào)理和記錄本章需要了解的內(nèi)容已經(jīng)融入第三章第5章 信號(hào)處理初步本章與考試有關(guān)重點(diǎn)為模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的過程理解（采樣、保持、量化、編碼）以及相關(guān)分析的基本概念，對(duì)于功率譜不做過多要求。1) 在向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換前，需要哪些預(yù)處理電壓放大：傳

23、感器信號(hào)較弱（微伏、毫伏級(jí)），那么微小信號(hào)經(jīng)過采樣后，可能達(dá)不到量化的程度，造成量化誤差，是信號(hào)受損。濾波：去掉信號(hào)中混入的高頻噪音（例如來自傳感器自身的高頻干擾），隔離信號(hào)中的直流分量；如果信號(hào)是調(diào)制信號(hào)，則進(jìn)行解調(diào)。PPT.35.1 采樣過程和采樣定理、信號(hào)截?cái)?窗函數(shù))2) 理解采樣過程可以認(rèn)為是原信號(hào)與脈沖序列信號(hào)相乘的關(guān)系。（這需要第1章的知識(shí)，包括脈沖函數(shù)的頻譜、脈沖序列信號(hào)的頻譜、兩個(gè)信號(hào)的時(shí)域相乘關(guān)系在頻域中時(shí)信號(hào)相卷積的關(guān)系（表現(xiàn)在頻譜圖形上，是一個(gè)信號(hào)搬移到另一個(gè)信號(hào)的相關(guān)頻率點(diǎn)上）PPT.103) 什么是采樣定理（ 用文字描述：采樣頻率的選取要大于等于采樣信號(hào)中最高頻率的

24、2倍）理解！若采樣頻率不滿足采樣定理，則采樣離散信號(hào)的頻譜會(huì)發(fā)生混疊或頻混現(xiàn)象4) 為什么要信號(hào)截?cái)?，用什么截?cái)?) 計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析、運(yùn)算，離散信號(hào)首先要暫存在寄存器中，然后才能進(jìn)行諸如求取信號(hào)間的乘除、移位，均值、卷積、傅里葉變換等運(yùn)算處理和分析。所以計(jì)算機(jī)只能取信號(hào)有限時(shí)間片段并進(jìn)行周期延拓處理得到虛擬的無限長的信號(hào)進(jìn)行分析。利用窗函數(shù)（PPT.15）6) 截?cái)酁槭裁磿?huì)產(chǎn)生頻譜泄露。頻率分辨力越高，則泄漏誤差越小。PPT.187) 截?cái)嗪鬄槭裁葱盘?hào)頻譜會(huì)產(chǎn)生皺波.， 分析參考PPT.168) 窗函數(shù)的作用是什么，有哪些窗函數(shù)，窗函數(shù)的形狀能說明什么問題（6分）窗函數(shù)的作用是截取一定長度的數(shù)據(jù)，有矩形窗、高斯窗、漢寧窗，主要頻域指標(biāo)有3分貝帶寬，帶寬越窄，頻率分辨率越高，最大旁瓣譜峰漸進(jìn)衰減速度，它們反映能量泄露的程度。理解窗函數(shù)的時(shí)域?qū)挾仍龃?，則對(duì)應(yīng)頻域中主瓣的寬度減小，提高了頻率分辨率。5.2 為什么要進(jìn)行采樣保持1) 采樣保持的作用是在A/D轉(zhuǎn)換期間保持采樣輸出信號(hào)不變，直到下一次采樣時(shí)刻的到來。原因在于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、讀取以及模數(shù)轉(zhuǎn)換需要保證有足夠的時(shí)間。在轉(zhuǎn)換過程中，