工程測試技術(shù)知識點總結(jié)

信號調(diào)理的內(nèi)容和目的？答：〔1〕傳感器輸出地電信號很微弱，需要進(jìn)一步放大，有的還要進(jìn)展阻抗變換〔2〕〔3〕為了便于信號的遠(yuǎn)距離傳輸，需要對傳感器測量信號進(jìn)展調(diào)制調(diào)解處理。信號調(diào)理的目的是便于信號的傳輸與處理。信號放大電路的種類，如何依據(jù)傳感器輸出特性選擇適宜的放大電路？答：信號放大電路的種類有根本放大電路〔反相放大器、同相放大器和差分放大器三種〕和儀器放大器；傳感器的輸入假設(shè)是毫伏信號，最好選用儀器放大器，假設(shè)信號比較大，選用一般的放大器就行了。信號調(diào)制與解調(diào)的種類？答：調(diào)制種類：調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相，目的：解決信號的放大及傳輸問題調(diào)幅(AM：y(t)[A*x(t)]cos(2ft)y(t)Acos(2[f x(t)]*t) y(t)Acos(2ft[x(t)])調(diào)頻(FM)： 0 調(diào)相(PM)： 0信號解調(diào)的種類：幅度解調(diào)、頻率解調(diào)、相位解調(diào)。幅度調(diào)制與解調(diào)的原理？〔調(diào)或相敏檢波解調(diào)〕從調(diào)幅波中將原測量信號恢復(fù)出來。調(diào)幅波的失真，如何消退？x(t)的相位將偏差180消退：參加足夠大的直流偏置。重疊失真：調(diào)幅波是由一對每邊為fm的雙邊帶信號組成的，當(dāng)載波信號的頻率較低時，正頻端的上邊帶將與正頻端的下邊帶重疊〔類似于頻率混迭效應(yīng)〕最高頻率。信號濾波器的種類？答：信號濾波器的種類有：低通、高通、帶通、帶阻四類。如何依據(jù)測試信號中有用成分和干擾成分的頻譜來選擇濾波器種類和設(shè)定其參數(shù)？波器；假設(shè)測試信號中有用的信號是高頻信號，混有低頻干擾信號，則要使用高通濾波器；假設(shè)測試信號中的干擾信號是某個頻段的信號則要使用帶阻濾波器信號是某個頻度的信號則要使用帶通濾波器。1、A/D,D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？答：A/D,D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標(biāo)有區(qū)分率與量化誤差、轉(zhuǎn)換速度、轉(zhuǎn)換精度、模擬信號的輸入范圍。2A/D,D/A轉(zhuǎn)換器位數(shù)的關(guān)系？-數(shù)〔A/D〕轉(zhuǎn)換過程；反之，則稱為數(shù)-?！睤/A〕轉(zhuǎn)換過程。A/D轉(zhuǎn)換過程包括了采樣、量化，編碼。采樣也稱為抽樣，是利用采樣脈沖序列p(t)，從連續(xù)時間信號x(t)量化也稱為幅值量化，是把采樣信號經(jīng)過舍入的方法變?yōu)橹挥杏邢迋€有效數(shù)字的數(shù)的過程。編碼是將離散幅值經(jīng)過量化以后變?yōu)槎M(jìn)制數(shù)字的過程。假設(shè)取信號x(t)可能消滅的最大值為ADR=A/D，R稱為量化增量或量化步長。當(dāng)采樣信R，則最大量化誤差應(yīng)是正負(fù)(1/2)RR愈大，則量化誤差愈大，量化增量RA/D、D/A轉(zhuǎn)換器位數(shù)N，R2N次方之倒數(shù)，由此可知，轉(zhuǎn)換器位數(shù)愈大，則信號量化誤差愈小。3、采樣定理的含義，當(dāng)不滿足采樣定理時如何計算混疊頻率？頻率必需至少為原信號中最高頻率成分的兩倍，這是采樣的根本法則，即Fs>2Fmax。當(dāng)不滿足采樣定理時計算混疊頻率：折疊頻率為采樣頻率的一半，即fd=fs/2fd的頻率以fd為中心向回折疊，產(chǎn)生頻率低端混疊，而且無法消退，當(dāng)某頻率fx大于fd，則：混迭頻fi＝fd－〔fx－fd〕=2fd-fx。4、A/D采樣為何要加抗混迭濾波器，其作用是什么？答：依據(jù)采樣定理，采樣率至少應(yīng)為感興趣信號最高頻率重量頻率的兩倍。換句話說，輸入信號的最高頻率應(yīng)當(dāng)小于等于采樣頻率的一半〔如電力線信號或電臺信號干擾，實際測量信號仍可能會包含高于奈奎斯特頻率的高頻信號重量。這些頻率重量可能會混迭到正確的低頻信號中，從而導(dǎo)致錯誤的測量結(jié)果。為了確保輸入信號的頻率成分確實是受限的AD變換之前增加了一個低通濾波器。〔高于奈奎斯特頻率的信號成分可以防止采樣引入混迭信號。5、數(shù)字信號處理中采樣信號的頻譜為何肯定會產(chǎn)生能量泄露？〔分散到較寬的頻帶中去了。信號截斷產(chǎn)生能量泄漏是必定的，由于窗函數(shù)是一個頻帶無限的能量分布被擴(kuò)展了。無論采樣頻率多高，只要信號一經(jīng)截斷，就不行避開地引起混疊。6FFT計算的頻譜為何肯定會存在柵欄效應(yīng)誤差？FFTFFT算法N=T/dt=T.fs而計算得到的離散頻率點為:Xs(fi)，fi=i.fs/N,i=0，1，2，.....，N/2。這就相當(dāng)于透過柵欄賞識風(fēng)景，只能看到頻譜的一局部，而其它頻7、試述窗函數(shù)的作用及窗函數(shù)的選用原則答：在信號分析中，加窗的作用除了減小泄露以外，在某些場合，還可抑制噪聲，提高頻率辨識力量。由分析可知，對于窗函數(shù)的根本要求是：窗譜的主瓣要窄且高，以提高區(qū)分率；旁瓣應(yīng)小，正負(fù)交替接近相等，以減小泄露或負(fù)譜現(xiàn)象。關(guān)于窗函數(shù)的選擇，還應(yīng)考慮分析幅度小的窗函數(shù)，如汗寧窗、三角窗等；對于隨時間按指數(shù)衰減的函數(shù)，可承受指數(shù)窗來提高信噪比。8、1.目前數(shù)字信號處理正在逐步取代用模擬電路實現(xiàn)的模擬信號處理，為什麼？CMOS技術(shù)的進(jìn)展，可以以低本錢方式實CMOS技術(shù)進(jìn)展帶來的好處。其次、數(shù)字信號處理抗干擾力量強(qiáng)。而模擬信號處理簡潔收各種干擾，尤其是各種電磁干擾。第三、數(shù)字信號處理受環(huán)境影響小。模擬信號處理受溫度和濕度等環(huán)境因素影響，環(huán)境溫度一變，整個處理系統(tǒng)的參數(shù)就發(fā)生變化。第四、對于數(shù)字信號處理系統(tǒng)來說，轉(zhuǎn)變數(shù)字在逐步取代用模擬電路實現(xiàn)模擬信號處理。1、信號的分類有哪些？答：信號的分類：1、按信號隨時間變化確實定性與否分為確定性信號和非確定性信號，而期信號分為準(zhǔn)周期信號和瞬態(tài)信號，非周期信號分為平穩(wěn)隨機(jī)信號和非平穩(wěn)隨機(jī)信號兩大類；2、按信號幅值隨時間變化的連續(xù)性分類，信號可分為連續(xù)信號和離散信號，而連續(xù)信號可分為模擬信號和一般連續(xù)信號，離散信號可分為一般離散信號和數(shù)字信號。2、A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換的步驟有哪些？A/D轉(zhuǎn)換，反之則稱為D/A轉(zhuǎn)換；A/D轉(zhuǎn)換的步驟有采樣、量化、編碼。34、傳感器的物理定律有哪些？傳感器的靜態(tài)特性有哪些？傳感器的選型原則是什么？傳感器的類型有那些？列舉12括運動場定律，電磁場的感應(yīng)定律。3、物質(zhì)定律：如胡克定律、歐姆定律等。傳感器的靜要包括：線性度、靈敏度、遲滯、重復(fù)性、漂移、測量范圍、量程、精度、區(qū)分率和閥值、穩(wěn)定性等。傳感器的選用原則主要考慮靈敏度、線性范圍、響應(yīng)特性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度、測量方式等六個方面的問題。傳感器的類型有機(jī)械式〔波浪管、波登管、電磁及光電子式〔電阻、電容及電感式傳感器、磁電、壓電與熱電式傳感器、光電、光纖傳感器等、輻射式〔激光測試傳感器、流體式。5、泄漏效應(yīng)的緣由答：泄漏的緣由來自兩個方面：1fs/nDFTfs/nfs/n的整數(shù)倍時，DFT的輸出上就沒有與輸入頻率相對應(yīng)得點，那么輸入頻率就會泄漏到全部的輸出點上；2、對于非矩形窗，窗本身就會產(chǎn)生肯定的泄漏。6、傅里葉變換、傅里葉級數(shù)、離散傅里葉變換的定義，應(yīng)用范圍答：傅里葉技術(shù)：傅里葉變換：離散傅里葉公式：卷積分定義？公式？7、相關(guān)定義、公式、應(yīng)用舉例答：統(tǒng)計學(xué)中用相關(guān)系數(shù)來描述變量x，y之間的相關(guān)性。是兩隨機(jī)變量之積的數(shù)學(xué)期望，稱為相關(guān)性，表征了x、y之間的關(guān)聯(lián)程度。應(yīng)用：1、機(jī)械加工外表粗糙度自相關(guān)分析2、地下輸油管道漏損位置的探測3、地震位置測量8、相干、相關(guān)、卷積比照異同答：“相干”也叫“相參”。對兩個確定性信號，假設(shè)它們之間具有確定的相位關(guān)系，則稱這兩個信號是相干的?！跋嚓P(guān)”是用來描述兩個隨機(jī)信號〔過程〕“統(tǒng)計獨立”意思相反。對兩個隨機(jī)信號，假設(shè)它們之間的相關(guān)函數(shù)不是delta函數(shù)，則兩個隨機(jī)信號是相關(guān)的。卷積定義:f(x)h(x)f(x)*h(x)表示，定義為如下積分12.f(x)h(x)的相關(guān)定義9、幅度調(diào)制定義、原理，同步解調(diào)的定義、原理答：幅調(diào)是指將一個高頻簡諧信號〔載波信號〕的幅值與被測試的緩變信號〔調(diào)制信號〕相乘，使載波信號的幅值隨測試信號的變化而變化?！鞍嵋啤?當(dāng)用一低通濾波器濾去頻率大于fm的成分時，則可以復(fù)現(xiàn)原信號的頻譜。與原頻譜的區(qū)分在于幅值為原來的一半，波信號具有一樣的頻率和相位。用等式表示為：y(t)[A0

*x(t)]cos(2ft)10、濾波器定義，按通頻帶范圍分類為？按沖擊響應(yīng)時間特性分類為？率成分。按通頻帶范圍分類：低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器四類。按沖擊響應(yīng)時間分類，可以分為：無限脈沖響應(yīng)〔IIR〕濾波器和有限脈沖響應(yīng)〔FIR〕濾波器兩類。11f(x)2π的函數(shù)，其在[π，π]上的表達(dá)式為，將其開放為傅里葉級數(shù)｛,f(x)=0,0≤x﹤π12、試述相關(guān)分析的定義，舉例說明相互關(guān)分析的應(yīng)用。x,yx,y之間的關(guān)的故障源；自相關(guān)測轉(zhuǎn)速，提取周期性轉(zhuǎn)速成分；地下輸油管道漏損位置的探測；地震位置測量等。13、試述窄帶信號的特點及解調(diào)方法。窄帶信號就是信號的(頻率)帶寬很窄，信號帶寬遠(yuǎn)小于中心頻率的是窄帶信號。窄帶信號的功率集中在中心頻率四周,與寬帶信號的功率譜密度和頻譜密度圖有很大的差距.處理方法也有很大差距.調(diào)制信號的幅度越小,被調(diào)信號的頻率偏移越近的信號是窄帶信號。寬為調(diào)制信號的帶寬，其作用是濾除由乘法器產(chǎn)生的不必要成分，取出原調(diào)制信號。FM解調(diào)器中輸入的調(diào)頻信號被連接到乘法器的一個輸入端，經(jīng)過一個耦合電容與一個LC并聯(lián)諧振回路組成的移相電路產(chǎn)生正交信號作為乘法器的另一個輸入產(chǎn)生的相移及諧振回路產(chǎn)生的附加相移兩局部組成。由于LCfc上，因此，優(yōu)良而且易于集成的鎖相環(huán)解調(diào)器對FMFM通信中也是常用的方法，14FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計步驟，以高通數(shù)字濾波器為例說明之。窗函數(shù)設(shè)計FIR濾波器的步驟：(1) 用FIR濾波器h[n]近似抱負(fù)的期望濾波器hd[n]；(2)由衰減確定窗的類型；(3