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第7章 信号处理电路 习题解答

第7章 信号处理电路 习题解答
第7章 信号处理电路 习题解答

第7章习题解答

自测题7

一、分别从LPF、HPF、BPF和BEF中选择最合适的一词填空。

1)直流电压放大倍数就是它的通带电压放大倍数的电路是。

2)在f=0或f→∞(意即频率足够高)时的电压放大倍数均等于零的电路是。

3)在理想条件下,f→∞时的电压放大倍数就是它的通带电压放大倍数的电路

是。

4)在理想条件下,f=0与f→∞的电压放大倍数相等,且不等于零的放大倍数是。

解:1)LBF;2)BPF;3)HPF;4)BEF。

二、判断下列说法是否正确,用“√”(正)和“?”(误)填入括号内。

1)高通滤波器的通频带是指电压的放大倍数不变的频率范围。()

2)低通滤波器的截止频率就是电压放大倍数下降1/2的频率点。()

3)带通滤波器的频带宽度是指电压放大倍数大于或等于通带内放大倍数0.707的频率范围。()

4)在带阻滤波器的阻带内,所有频率信号的电压放大倍数一定低于通带的放大倍数。

()

5)全通滤波器也是直流放大器。()

6)滤波器中的运放工作在线性状态,所以滤波电路中只引入了负反馈。()

解:

1)×;使

..

||0.707||

u up

A A

≈时的频率为截止频率。

2)×;使

..

||0.707||

u up

A A

≈时的频率为截止频率。

3)√;

4)×;

5)√;

6) ×。有时候同时也引入了正反馈。

三、在每小题的四个词中选择最合适的一个填入空格。

1)开关电容滤波器所不具备的特点是

A.集成度高 B. 截止频率稳定 C. 电路简单 D. 体积小、功耗低2)测量放大器显著的特点是

A 输出功率大

B 共模抑制比大

C 高频特性好

D 电流放大倍数高

3)电荷放大器的主要作用是

A 电流放大

B 电荷存储

C 高频放大

D 电压放大

4)隔离放大器在放大较低频率信号时,一般采取的方式为

A 电容耦合

B 光电耦合

C 直接耦合

D 变压器调制耦合

解:1)C;2)B;3)D;4)D。

习题7

7.1在下列各种情况下,因分别采用那种类型(低通、高通、带通、带阻)的滤波电路?

(1)抑制频率为200kHz以上的高频干扰;

(2)为了避免50Hz电网电压的干扰进入放大器;

(3)防止干扰信号混入已知频率为20kHz~35kHz的输入信号;

(4)获得低于50Hz的信号。

解:(1)低通滤波器;(2)带阻滤波器;(3)高通滤波器(4)低通滤波器

7.2简述仪表放大器有什么特点,应用于何种场合。

解:仪表放大器也称精密放大器,用于弱信号放大。

在测量系统中,通常都用传感器获取信号,然后进行放大。因此,传感器的输出是放大器的信号源。为了保证放大器对不同幅值信号具有稳定的放大倍数,就必

须使得放大器得输入电阻R i>>Rs,R i愈大,因信号源内阻变化而引起得放大误差

就愈小。此外,从传感器所获得的信号为差模小信号,并含有较大共模部分,其数

值有时远大于差模信号。因此,要求放大器应具有较强的抑制共模信号的能力。

综上所述,仪表放大器的特点是:具备足够大的放大倍数、高的输入电阻和高共模抑制比。

7.3简述电荷放大器有什么特点,应用于何种场合。

解:电荷放大器应用于压电式加速度传感器、压力传感器等的后端放大。

上述两种传感器属于电容性传感器,这类传感器的阻抗非常高,呈容性,输出电压很微弱;他们工作时,将产生正比于被测物理量的电荷量,积分运算电路可以

将电荷量转换成电压量,电路如下图所示。

C

电容性传感器可等效为因存储电荷而产生的电动势Ut与一个输出电容Ct串联,如

图中虚线框内所示。根据集成运放的特点,可得到输出电压为:

o

f

q

u

C

=-。

7.4简述隔离放大器有什么特点,应用于何种场合。

解:隔离放大器通常应用于远距离信号传输。

在远距离信号传输的过程中,常因强干扰的引入使放大电路的输出有很强的干扰背景,甚至将有用信号淹没,造成系统无法正常工作。隔离放大器将电路的输入侧和输出侧在电气上完全隔离,它既可切断输入侧和输出侧电路间的直接联系,避免干扰混入输出信号,又可使有用信号畅通无阻。目前集成隔离放大器有变压器耦合式、光电耦合式和电容耦合式三种。

7.5设运放为理想器件。在下列几种情况下,它们应分别属于哪种类型的滤波电路?并定性画出其幅频特性。

(1)理想情况下,当0

f=和∞

f时的电压增益相等,且不为零;

(2)直流电压增益就是它的通带电压增益;

(3)在理想情况下,当∞

f时的电压增益就是它的通带电压增益;

(4)在0

f=和∞

f时的电压增益都等于零。

解:

(1)带阻滤波器,幅频特性如下图:

(2)低通滤波器,幅频特性如下图:

(3)高通滤波器,幅频特性如下图:

(4)带通滤波器,幅频特性如下图:

7.6分析如图P7-6所示的电路,求其通带放大倍数、特征频率,并定性画出电路的幅频特性,说明该电路属于哪种滤波电路。

(a)(b)

图P7-6

解:(a)图:

当0

f=时,C1和C2均开路,故通带放大倍数

2

1

1

up

R

A

R

=+

M点的电流方程:

1

()()

()()()()

1

M p

i M M o

U s U s

U s U s U s U s

R R

sC

-

--

=+

P点的电流方程:

2

()()()

1

M p p

U s U s U s

R

sC

-

=

运放反向端的电流方程:

2

1

()(1)()()()

o p up p

R

U s U s A s U s

R

=+=

联立以上三个方程解得:

22

21211

21

up

u

up

A

A

sRC R s C C sRC A sRC

=

+++-

s jω

=),可解出截止频率为

f=

其中22

12

(2)

a C C R

π

=;

211

2(2)

up

b RC RC A RC

π

=+-

该滤波器为二阶低通滤波电路,幅频特性如下图:

(b )图:

上图所示电路中,当0f =时,C 1和C 2均开路,故通带放大倍数

1f up R A R =-

M 点的电流方程为 12()()()()f c I s I s I s I s =++

112

()()()()()()i M M o M M f U s U s U s U s U s U s sC R R R --=++ 其中

22

1()()o M U s U s sR C =-

联立以上方程解得传递函数 22212212()()1111()up u f f f

A s A s sC R R s C C R R R R R =++++

s j ω=),可解出截止频率为

f = 其中 2122(2)f a C C R R π=; 22121112()f f

b C R R R R R π=++ 该滤波器为二阶低通滤波电路,幅频特性如下图:

7.7试说明图P7-8所示各电路属于哪种类型的滤波电路,是几阶滤波电路。

(1)

(2)

图P7-7

解:

图(1)所示电路二阶带通滤波器或者二阶带阻滤波器。

前一个运放为高通滤波器(截止频率f 1),后一个运放为低通滤波器(截止频率f 2),如果1222R C R C >,则f 1f 2,该滤波器为二阶带阻滤波器。 图(2)所示电路二阶带阻滤波器。

数字信号处理习题与答案

==============================绪论============================== 1. A/D 8bit 5V 00000000 0V 00000001 20mV 00000010 40mV 00011101 29mV ==================第一章 时域离散时间信号与系统================== 1. ①写出图示序列的表达式 答:3)1.5δ(n 2)2δ(n 1)δ(n 2δ(n)1)δ(n x(n)-+---+++= ②用δ(n) 表示y (n )={2,7,19,28,29,15} 2. ①求下列周期 ) 5 4sin( )8 sin( )4() 51 cos()3() 54sin()2()8sin()1(n n n n n π ππ π - ②判断下面的序列是否是周期的; 若是周期的, 确定其周期。 (1)A是常数 8ππn 73Acos x(n)???? ? ?-= (2))8 1 (j e )(π-=n n x 解: (1) 因为ω= 73π, 所以3 14 π2=ω, 这是有理数, 因此是周期序列, 周期T =14。

(2) 因为ω= 81, 所以ω π 2=16π, 这是无理数, 因此是非周期序列。 ③序列)Acos(nw x(n)0?+=是周期序列的条件是是有理数2π/w 0。 3.加法 乘法 序列{2,3,2,1}与序列{2,3,5,2,1}相加为__{4,6,7,3,1}__,相乘为___{4,9,10,2} 。 移位 翻转:①已知x(n)波形,画出x(-n)的波形图。 ② 尺度变换:已知x(n)波形,画出x(2n)及x(n/2)波形图。 卷积和:①h(n)*求x(n),其他0 2 n 0n 3,h(n)其他03n 0n/2设x(n) 例、???≤≤-=???≤≤= }2 3 ,4,7,4,23{0,h(n)*答案:x(n)= ②已知x (n )={1,2,4,3},h (n )={2,3,5}, 求y (n )=x (n )*h (n ) x (m )={1,2,4,3},h (m )={2,3,5},则h (-m )={5,3,2}(Step1:翻转) 解得y (n )={2,7,19,28,29,15} ③(n)x *(n)x 3),求x(n)u(n u(n)x 2),2δ(n 1)3δ(n δ(n)2、已知x 2121=--=-+-+=

电路各章习题及答案

各章习题及答案 第一章绪论 1 .举例说明什么是测控? 答:(1) 测控例子: 为了确定一端固定的悬臂梁的固有频率,我们可以采用锤击法对梁进行激振,再利用压电传感器、电荷放大器、波形记录器记录信号波形,由衰减的振荡波形便可以计算出悬臂梁的固有频率。 (2)结论: 由本例可知:测控是指确定被测对象悬臂梁的属性—固有频率的全部操作,是通过一定的技术手段—激振、拾振、记录、数据处理等,获取悬臂梁固有频率的信息的过程。 2. 测控技术的任务是什么? 答:测控技术的任务主要有: 通过模型试验或现场实测,提高产品质量; 通过测控,进行设备强度校验,提高产量和质量; 监测环境振动和噪声,找振源,以便采取减振、防噪措施; 通过测控,发现新的定律、公式等; 通过测控和数据采集,实现对设备的状态监测、质量控制和故障诊断。 3. 以方框图的形式说明测控系统的组成,简述主要部分的作用。 测控系统方框图如下:

(2)各部分的作用如下: ●传感器是将被测信息转换成某种电信号的器件; ●信号的调理是把来自传感器的信号转换成适合传输和处理的形式; ●信号处理环节可对来自信号调理环节的信号,进行各种运算、滤波 和分析; ●信号显示、记录环节将来自信号处理环节的信号显示或存贮。 ●模数(A/D)转换和数模(D/A)转换是进行模拟信号与数字信号相互转换,以 便用计算机处理。 4.测控技术的发展动向是什么? 传感器向新型、微型、智能型方向发展; 测控仪器向高精度、多功能、小型化、在线监测、性能标准化和低价格发展; 参数测量与数据处理向计算机为核心发展; 5. A precise optional signal source can control the output power level to within 1%. A laser is controlled by an input current to yield the power output. A microprocessor controls the input current to

信号处理及抗干扰技术习题

第10章信号处理及抗干扰技术习题答案 1. 对传感器输出的微弱电压信号进行放大时,为什么要采用测量放大器? 答:因为测量放大器不但具有很高的放大倍数,而且具有十分稳定的输出特性,符合传感器微弱信号放大的要求。 2. 在模拟量自动检测系统中常用的线性化处理方法有哪些? 答:线性化方法主要有在模拟量自动检测系统中可采用三种方法:①缩小测量范围,取近似值。②采用非均匀的指示刻度。③增加非线性校正环节。 3. 说明检测系统中非线性校正环节(线性化器)的作用。 答:检测系统中非线性校正环节(线性化器)的作用是是利用它本身的非线性补偿传感器的非线性,从而使整台仪表的输出u0和输入x之间具有线性关系。。 4. 如何得到非线性校正环节的曲线? 答:一般主要是利用非线性元件或利用某种元件的非线性区域,例如将二极管或三极管置于运算放大器的反馈回路中构成的对数运算放大器就能对输入信号进行对数运算,构成非线性函数运算放大器,它可以用于射线测厚仪的非线性校正电路中。目前最常用的是利用二极管组成非线性电阻网络,配合运算放大器产生折线形式的输入-输出特性曲线。由于折线可以分段逼近任意曲线,从而就可以得非线性校正环节(线性化器)所需要的特性曲线。 5.检测装置中常见的干扰有几种?采取何种措施予以防止? 答:检测装置中常见的干扰有外部噪声和内部噪声两大类。外部噪声有自然界噪声源(如电离层的电磁现象产生的噪声)和人为噪声源(如电气设备、电台干扰等);内部噪声又名固有噪声,它是由检测装置的各种元件内部产生的,如热噪声、散粒噪声等。采用的抑制技术主要有屏蔽技术、接地技术、浮置技术、平衡电路、滤波技术和光电隔离技术等。 6.屏蔽有几种型式?各起什么作用? 答:屏蔽主要有静电屏蔽、电磁屏蔽、低频磁屏蔽和驱动屏蔽四种。静电屏蔽能防止静电场的影响,电磁屏蔽能削弱高频电磁场的影响,低频磁屏蔽主要是为了抗低频磁场的干扰,驱动屏蔽能有效地抑制通过寄生电容的耦合干扰。 7.接地有几种型式?各起什么作用? 答:接地有信号地、电源地和保护地三种。信号地主要将信号的零电位接地,电源地是电源的零电位,保护地则是系统的零电平。 8.脉冲电路中的噪声抑制有哪几种方法?请扼要表达它的抑制原理? 答:脉冲电路中的噪声抑制有积分电路、脉冲干扰隔离门和相关量法三种。积分电路的抑制原理是由于脉冲宽度大的信号输出大,而脉冲宽度小的噪声脉冲输出也小,所以能将噪声干扰滤除掉;脉冲干扰隔离门的抑制原理是用硅二极管的正向压降对幅度较小的干扰脉冲加以

数字信号处理第七章

成绩: 《数字信号处理》作业与上机实验 (第七章) 班级:电信 学号: 姓名: 任课老师:李宏民 完成时间: 信息与通信工程学院 2015—2016学年第1 学期

第7章 有限脉冲响应数字滤波器设计 一、教材p238: 19,20,21,25,26 二、某信号()x t 为:123()0.5cos(2)0.7cos(20.1)0.4cos(2)x t f t f t f t ππππ=+++,其中121100,130,600.f Hz f Hz f Hz ===设计最低阶FIR 数字滤波器,按下图所示对()x t 进行数字滤波处理,实现: (x t ()y t 1)将3f 频率分量以高于50dB 的衰减抑制,同时以低于2dB 的衰减通过1f 和2f 频率分量; 2)将1f 和2f 频率分量以高于50dB 的衰减抑制,同时以低于2dB 的衰减通过3f 频率分量; 要求:按数字滤波器直接型结构图编写滤波程序,求得()y n ;1)中的FIR 滤波器采用窗函数法设计;2)中的FIR 滤波器采用频率采样法设计。画出所设计的滤波器频率特性图、信号时域图;给出滤波器设计的MATLAB 代码与滤波器实现的代码;选择合适的信号采样周期T 。 3)与第6章作业2的IIR 滤波方法进行比较研究。

一、19、 Fs=80000; fp=15000;fs=20000;rs=40; wp=2*pi*fp/Fs;ws=2*pi*fs/Fs; rp=-20*log10(1-0.02);rs=40; [N1,wpo]=ellipord(wp/pi,ws/pi,rp,rs); [B,A]=ellip(N1,rp,rs,wpo); [Hk,wk]=freqz(B,A,500); Bt=ws-wp; alph=0.5842*(rs-21)^0.4+0.07886*(rs-21); M=ceil((rs-8)/2.285/Bt) wc=(wp+ws)/2/pi; hn=fir1(M,wc,kaiser(M+1,alph)); [Hk1,wk1]=freqz(hn,1,500); figure(1); plot(wk1/pi,20*log10(abs(Hk1)),'k'); hold on plot(wk/pi,20*log10(abs(Hk)),'r--'); hold off legend('FIR 滤波器,'IIR 滤波器'); axis([0,1,-80,5]);xlabel('w/\pi');ylabel('幅度/dB'); title('损耗函数'); figure(2) plot(wk1/pi,angle(Hk1)/pi,'k'); hold on plot(wk/pi,angle(Hk)/pi,'r--'); hold off legend('FIR 滤波器','IIR 滤波器'); xlabel('w/\pi');ylabel('相位/\pi'); title('相频特性曲线'); 0.20.4 0.60.81 0w/ 幅度/d B 损耗函数

电路分析典型习题与解答

中南民族大学电子信息工程学院电路分析典型习题与解答

目录 第一章:集总参数电路中电压、电流的约束关系 (1) 1.1、本章主要内容: (1) 1.2、注意: (1) 1.3、典型例题: (2) 第二章网孔分析与节点分析 (3) 2.1、本章主要内容: (3) 2.2、注意: (3) 2.3、典型例题: (4) 第三章叠加方法与网络函数 (7) 3.1、本章主要内容: (7) 3.2、注意: (7) 3.3、典型例题: (7) 第四章分解方法与单口网络 (9) 4.1、本章主要内容: (9) 4.2、注意: (10) 4.3、典型例题: (10) 第五章电容元件与电感元件 (12) 5.1、本章主要内容: (12) 5.2、注意: (12) 5.3、典型例题: (12) 第六章一阶电路 (14) 6.1、本章主要内容: (14) 6.2、注意: (14)

6.3、典型例题: (15) 第七章二阶电路 (19) 7.1、本章主要内容: (19) 7.2、注意: (19) 7.3、典型例题: (20) 第八章阻抗与导纳 (21) 8.1、本章主要内容: (21) 8.2、注意: (21) 8.3、典型例题: (21) 附录:常系数微分方程的求解方法 (24) 说明 (25)

第一章:集总参数电路中电压、电流的约束关系 1.1、本章主要内容: 本章主要讲解电路集总假设的条件,描述电路的变量及其参考方向,基尔霍夫定律、电路元件的性质以及支路电流法。 1.2、注意: 1、复杂电路中,电压和电流的真实方向往往很难确定,电路中只标出参考 方向,KCL,KVL均是对参考方向列方程,根据求解方程的结果的正负与 参考方向比较来确定实际方向. 2、若元件的电压参考方向和电流参考方向一致,为关联的参考方向, 此时元件的吸收功率P吸=UI,或P发=-UI 若元件的电压参考方向和电流参考方向不一致,为非关联的参考方向, 此时元件的吸收功率P吸=-UI,或P发=UI 3、独立电压源的端电压是给定的函数,端电流由外电路确定(一般不为0) 独立电流源的端电流是给定的函数,端电压由外电路确定(一般不为0) 4、受控源本质上不是电源,往往是一个元件或者一个电路的抽象化模型, 不关心如何控制,只关心控制关系,在求解电路时,把受控源当成独立 源去列方程,带入控制关系即可. 5、支路电流法是以电路中b条支路电流为变量,对n-1个独立节点列KCL 方程,由元件的VCR,用支路电流表示支路电压再对m(b-n+1)个网 孔列KVL方程的分析方法.(特点:b个方程,变量多,解方程麻烦)

数字信号处理第七章

第七章数字滤波器设计 7.1:无限冲激响应滤波器的阶数的估计 Q7.1用MATTAB确定一个数字无限冲激响应低通滤波器所有四种类型的最低阶数。指标如下:40 kHz的抽样率,,4 kHz的通带边界频率,8 kHz的阻带边界频率,0.5 dB的通带波纹,40 dB的最小阻带衰减。评论你的结果。 答:标准通带边缘角频率Wp是: 标准阻带边缘角频率Ws是: 理想通带波纹Rp是0.5dB 理想阻带波纹Rs是40dB 1.使用这些值得到巴特沃斯低通滤波器最低阶数N=8,相应的标准通带边缘频率Wn是0.2469. 2.使用这些值得到切比雪夫1型低通滤波器最低阶数N=5,相应的标准通带边缘频率Wn是0.2000. 3/使用这些值得到切比雪夫2型低通滤波器最低阶数N=5,相应的标准通带边缘频率Wn是0.4000. 4.使用这些值得到椭圆低通滤波器最低阶数N=8,相应的标准通带边缘频率Wn是0.2000. 从以上结果中观察到椭圆滤波器的阶数最低,并且符合要求。 Q7.2用MATLAB确定一个数字无限冲激响应高通滤波器所有四种类型的最低阶数。指标如下:3500Hz的抽样率,1050 Hz的通带边界频率,600 Hz的阻带边界频率,1 dB 的通带波纹,50 dB的最小阻带衰减。评论你的结果 答:标准通带边缘角频率Wp是: 标准阻带边缘角频率Ws是: 理想通带波纹Rp是1dB 理想阻带波纹Rs是50dB 1.使用这些值得到巴特沃斯高通滤波器最低阶数N=8,相应的标准通带边缘频率Wn是0.5646.

2.使用这些值得到切比雪夫1型高通滤波器最低阶数N=5,相应的标准通带边缘频率Wn是 0.6000. 3.使用这些值得到切比雪夫2型高通滤波器最低阶数N=5,相应的标准通带边缘频率Wn是 0.3429. 4.使用这些值得到椭圆低通滤波器最低阶数N=4,相应的标准通带边缘频率Wn是0.6000. 从以上结果中观察到椭圆滤波器的阶数最低,并且符合要求。 Q7.3用MATLAB确定一个数字无限冲激响应带通滤波器所有四种类型的最低阶数。指 标如下:7 kHz的抽样率,1.4 kHz和2.1 kHz的通带边界频率,1.05 kHz和2.45 kHz 的阻带边界频率,,0 .4 dB的通带波纹,50 dB的最小阻带衰减。评论你的结果。 答:标准通带边缘角频率Wp是: 标准阻带边缘角频率Ws是: 理想通带波纹Rp是0.4dB 理想阻带波纹Rs是50dB 1.使用这些值得到巴特沃斯带通滤波器最低阶数2N=18,相应的标准通带边缘频率Wn是[0.3835 0.6165]. 2.使用这些值得到切比雪夫1型带通滤波器最低阶数2N=12,相应的标准通带边缘频率Wn 是[0.4000 0.6000]. 3.使用这些值得到切比雪夫2型带通滤波器最低阶数2N=12,相应的标准通带边缘频率Wn 是[0.3000 0.7000]. 4.使用这些值得到椭圆带通滤波器最低阶数2N=8,相应的标准通带边缘频率Wn是[0.4000 0.6000]. 从以上结果中观察到椭圆滤波器的阶数最低,并且符合要求。 Q7.4用MATLAB确定一个数字无限冲激响应带阻滤波器所有四种类型的最低阶数。指标如下:12 kHz的抽样率,2.1 kHz和4.5 kHz的通带边界频率,2.7 kHz和3.9 kHz的阻带边界频率,0.6 dB的通带波纹,45 dB的最小阻带衰减。评论你的结果。

第7章 信号处理电路 习题解答

第7章习题解答 自测题7 一、分别从LPF、HPF、BPF和BEF中选择最合适的一词填空。 1)直流电压放大倍数就是它的通带电压放大倍数的电路是。 2)在f=0或f→∞(意即频率足够高)时的电压放大倍数均等于零的电路是。 3)在理想条件下,f→∞时的电压放大倍数就是它的通带电压放大倍数的电路 是。 4)在理想条件下,f=0与f→∞的电压放大倍数相等,且不等于零的放大倍数是。 解:1)LBF;2)BPF;3)HPF;4)BEF。 二、判断下列说法是否正确,用“√”(正)和“?”(误)填入括号内。 1)高通滤波器的通频带是指电压的放大倍数不变的频率范围。() 2)低通滤波器的截止频率就是电压放大倍数下降1/2的频率点。() 3)带通滤波器的频带宽度是指电压放大倍数大于或等于通带内放大倍数0.707的频率范围。() 4)在带阻滤波器的阻带内,所有频率信号的电压放大倍数一定低于通带的放大倍数。 () 5)全通滤波器也是直流放大器。() 6)滤波器中的运放工作在线性状态,所以滤波电路中只引入了负反馈。() 解: 1)×;使 .. ||0.707|| u up A A ≈时的频率为截止频率。 2)×;使 .. ||0.707|| u up A A ≈时的频率为截止频率。 3)√; 4)×; 5)√; 6) ×。有时候同时也引入了正反馈。 三、在每小题的四个词中选择最合适的一个填入空格。 1)开关电容滤波器所不具备的特点是

A.集成度高 B. 截止频率稳定 C. 电路简单 D. 体积小、功耗低2)测量放大器显著的特点是 A 输出功率大 B 共模抑制比大 C 高频特性好 D 电流放大倍数高 3)电荷放大器的主要作用是 A 电流放大 B 电荷存储 C 高频放大 D 电压放大 4)隔离放大器在放大较低频率信号时,一般采取的方式为 A 电容耦合 B 光电耦合 C 直接耦合 D 变压器调制耦合 解:1)C;2)B;3)D;4)D。 习题7 7.1在下列各种情况下,因分别采用那种类型(低通、高通、带通、带阻)的滤波电路? (1)抑制频率为200kHz以上的高频干扰; (2)为了避免50Hz电网电压的干扰进入放大器; (3)防止干扰信号混入已知频率为20kHz~35kHz的输入信号; (4)获得低于50Hz的信号。 解:(1)低通滤波器;(2)带阻滤波器;(3)高通滤波器(4)低通滤波器 7.2简述仪表放大器有什么特点,应用于何种场合。 解:仪表放大器也称精密放大器,用于弱信号放大。 在测量系统中,通常都用传感器获取信号,然后进行放大。因此,传感器的输出是放大器的信号源。为了保证放大器对不同幅值信号具有稳定的放大倍数,就必 须使得放大器得输入电阻R i>>Rs,R i愈大,因信号源内阻变化而引起得放大误差 就愈小。此外,从传感器所获得的信号为差模小信号,并含有较大共模部分,其数 值有时远大于差模信号。因此,要求放大器应具有较强的抑制共模信号的能力。 综上所述,仪表放大器的特点是:具备足够大的放大倍数、高的输入电阻和高共模抑制比。 7.3简述电荷放大器有什么特点,应用于何种场合。

数字信号处理习题解答

第一章 2、已知线性移不变系统的输入为()x n ,系统的单位抽样相应为()h n ,试求系统的输出()y n 。 (2)3()(),x n R n = 4()()h n R n = 解:此题考察线性移不变系统的输出为激励与单位抽样相应的卷积,即:()()*(){1,2,3,3,2,1}y n x n h n == 4、判断下列每个序列的周期性,若是周期性的,试确定其周期。 3()cos( ) 78 x n A n ππ=- 解:03 ()cos() 78 314 N=2/2/73 14,3x n A n k k k k ππππωπ=-==∴=是周期的,周期是。 6、试判断系统的线性和移不变性。 ()2 (2) ()y n x n =???? 解:()2 ()y n x n =???? ()[]()[]2111)(n x n x T n y == ()()[]()[]2 222n x n x T n y == ()()()[]()[]2 12121n bx n ax n by n ay +=+ ()()[]()()[] ()[]()[]()()()()[]()() n by n ay n bx n ax T n x n abx n bx n ax n bx n ax n bx n ax T 2121212 22 12 21212 +≠+++=+=+即 ()[]()[]()()[] ()[]() 系统是移不变的即∴-=--=--=-m n y m n x T m n x m n y m n x m n x T 2 2 8、以下序列是系统的单位抽样响应()h n ,试说明系统的因果性和稳定性。 (4)3()n u n - 解: 因果性:当0n <时,()0h n ≠,∴是非因果的; 稳定性:0123|()|3332 n h n ??? ∞ --=-∞=+++ = ∑,∴是稳定的。 11、有一理想抽样系统,抽样角频率为6s πΩ=,抽样 后经理想低通滤波器()a H j Ω还原,其中 1 ,3()2 0,3a H j ππ?Ω==∴=<==?? ? ?? ? π ππππ πππΩΩ 第二章 1、求以下序列的z 变换,并求出对应的零极点和收敛域。 (1)||(),||1n x n a a =< 解:由Z 变换的定义可知: 1 1 2 12 ()111(1)(1) 1(1)1 ()() n n n n n n n n n n n n n n n X z a z a z a z a z a z az a a az az az z a z a z z a a ∞ -∞ ----=-∞=-∞=∞ ∞ -==-= ?= +=+-= += -----= --∑∑∑∑∑ ∞ ====<<<

信息检测与信号处理习题4含答案

第四章习题 一、选择题 1.在动态测试中,电桥的输出量通常采用( B )。 A.电阻量 B.电压量 C.电流量 D.电感量 2.直流电桥同一桥臂增加应变片数时,电桥灵敏度将( C)。 A.增大 B.减少 .C.不变 D.变化不定 3.为提高电桥的灵敏度,可采取的方法是( C ) A.半桥双臂各串联一片电阻应变片 B.半桥双臂各并联一片电阻应变片 C.适当提高电桥的电源电压 D.增大应变片的初始电阻值 4.为了保证实现极距变化型差动电容传感器的差动工作,传感器的两个电容应当连接成( C )。 A.并联电路 B.串联电路 C.电桥电路 5.交流电桥的供桥电压频率为0f ,输出信号最高频率为m f 。它们之间的关系应满足( D )。 A.0m f f = B.0m f f < C.0m f f ≥ D.m f f >>0 6.电阻应变仪常用交流供桥的原因是( B )。 A.为了提高电桥的灵敏度 B.为了使放大器设计简单及提高抗电源干扰能力 C.可以使用相敏检波电路 7.调幅可以看成是调制信号与载波信号( A )。 A.相乘 B.相加 C.相减 D.相除 8.在调幅信号的解调过程中,相敏检波的作用是( B )。 A.恢复载波信号 B.恢复调制信号的幅值和极性 C.恢复已调制波 D.恢复调制信号的幅值 9.用一缓变的综合信号()cos 20cos 200e t A t B t ππ=?+来调制一载波()sin 2000i u t E t π=?,得到的调幅波的频带宽度为( C ) 。

A.(1000-10)Hz ~(1000+10)Hz B.-(1000+100)Hz ~(1000+100)Hz C. (1000-100)Hz ~(1000+100)Hz 10.要使RC 低通滤波器的通带加宽,则RC 值应( B )。 A.增加 B.减少 C.不变 11.在一定条件下RC 带通滤波器实际上是低通滤波器与高通滤波器( A )而成的。 A.串联 B.并联 C.串并联 D.叠加 12.滤波器的上、下截止频率为21,c c f f ,中心频率0f 则它们的关系是( A )。 A.0f =1202c c f f f += C.1202c c f f f -= 13.滤波器的—3dB 频率截止频率,是指信号幅值衰减为输入幅值的( C )处的频率。 14 重复频率为1000Hz 的方波,经过一截止频率为2000Hz 的理想低通滤波器后的输出量为( B )。 A.1000Hz 的失真的方波 B.1000Hz 的正弦波 C.2000Hz 的正弦波 D.不知是什么波形 15. 光线示波器的振子的固有频率越高,其电流灵敏度( B )。 A. 越高 B. 越低 C.不变 16.为了用分析仪或计算机进行测试数据的处理,再现记录实验数据,则应选用(C )。 A.光线示波器 B.伺服式记录仪 C.磁带记录仪 D.阴极射线示波器 二、填空题

信号处理电子电路图全集

信号处理电子电路图全集 一.波形发生器电路图 交流驱动电路实现的基本要求是要在选通像素点两端施加交变脉冲信号,而在非选通端加零偏压或负偏压。为了增加电路应用的灵活性,并且为研究OLED的驱动信号变化对于其性能的影响提供方便,要求交流驱动电路的相位和占空比可调。为此,本文设计了一个可以灵活控制的波形信号发生器,其结构为图1所示的一个由双D型触发器构成的振荡器。该振荡器的起振、停止可以控制,输出波形的相位和占空比也可以调节,其工作波形如图2所示。 二.红外接收头的构造 红外接收电路通常由红外接收二极管与放大电路组成,放大电路通常又由一个集成块及若干电阻电容等元件组成,并且需要封装在一个金属屏蔽盒里,因而电路比较复杂,体积却很小,还不及一个7805体积大! SFH506-38与RPM-638是一种特殊的红外接收电路,它将红外接收管与放大电路集成在一体,体积小(大小与一只中功率三极管相当),密封性好,灵敏度高,并且价格低廉,市场售价只有几元钱。它仅有三条管脚,分别是电源正极、电源负极以及信号输出端,其工作电压在5V左右.只要给它接上电源即是一个完整的红外接收放大器,使用十分方便。 它的主要功能包括放大,选频,解调几大部分,要求输入信号需是已经被调制的信号。经过它的接收放大和解调会在输出端直接输出原始的信号。从而使电路达到最简化!灵敏度和抗干扰性都非常好,可以说是一个接收红外信号的理想装置。 · [图文] T形R-2R电阻网络D/A转换电路

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信号处理习题

数字信号处理习题解答 第二章 数据采集技术基础 2、1 有一个理想采样系统,其采样角频率Ωs =6π,采样后经理想低通滤波器H a (j Ω)还原,其中 ?? ???≥Ω<Ω=Ωππ 3032 1 )(,,j H a 现有两个输入,x 1(t )=cos2πt ,x 2(t )=cos5πt 。试问输出信号 y 1(t ),y 2(t )有无失真?为什么? 分析:要想时域采样后能不失真地还原出原信号,则采样角频率Ωs 必须大于等于信号谱最高角频率Ωh 的2倍,即满足Ωs ≥2Ωh 。 解:已知采样角频率Ωs =6π,则由香农采样定理,可得 因为x 1(t )=cos2πt ,而频谱中最高角频率ππ π32 621 =< =Ωh ,所以y 1(t ) 无失真; 因为x 2(t )=cos5πt ,而频谱中最高角频率ππ π32 652 => =Ωh ,所以y 2(t ) 失真。 2、2 设模拟信号x (t )=3cos2000πt +5sin6000πt +10cos12000π t ,求: (1) 该信号的最小采样频率; (2) 若采样频率f s =5000Hz,其采样后的输出信号; 分析:利用信号的采样定理及采样公式来求解。 ○ 1采样定理 采样后信号不失真的条件为:信号的采样频率f s 不小于其最高频

率f m 的两倍,即 f s ≥2f m ○ 2采样公式 )()()(s nT t nT x t x n x s === 解:(1)在模拟信号中含有的频率成分就是 f 1=1000Hz,f 2=3000Hz,f 3=6000Hz ∴信号的最高频率f m =6000Hz 由采样定理f s ≥2f m ,得信号的最小采样频率f s =2f m =12kHz (2)由于采样频率f s =5kHz,则采样后的输出信号 ? ?? ? ????? ??-???? ????? ??=? ??? ????? ??+???? ????? ??-???? ????? ??=? ??? ????? ??++???? ????? ??-+???? ????? ??=? ??? ????? ??+???? ????? ??+???? ????? ??=? ?? ? ??====n n n n n n n n n n n f n x nT x t x n x s s nT t s 522sin 5512cos 13512cos 10522sin 5512cos 35112cos 105212sin 5512cos 3562cos 10532sin 5512cos 3)()()(πππππππππππ 说明:由上式可见,采样后的信号中只出现1kHz 与2kHz 的频率成分, 即 kHz f f f kHz f f f s s 25000200052150001000512211 ======,, 若由理想内插函数将此采样信号恢复成模拟信号,则恢复后的模拟信号

传感器与信号处理电路习题答案

第1章 传感器与检测技术基础 1.某线性位移测量仪,当被测位移由4.5mm 变到5.0mm 时,位移测量仪的输出电压由3.5V 减至 2.5V ,求该仪器的灵敏度。 解:该仪器的灵敏度为 25 .40.55.35.2-=--=S V/mm 2.某测温系统由以下四个环节组成,各自的灵敏度如下: 铂电阻温度传感器: 0.45Ω/℃ 电桥: 0.02V/Ω 放大器: 100(放大倍数) 笔式记录仪: 0.2cm/V 求:(1)测温系统的总灵敏度; (2)记录仪笔尖位移4cm 时,所对应的温度变化值。 解: (1)测温系统的总灵敏度为 18.02.010002.045.0=???=S cm/℃ (2)记录仪笔尖位移4cm 时,所对应的温度变化值为 22.2218 .04==t ℃ 6.有三台测温仪表,量程均为0~800℃,精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级,现要测量500℃的温度,要求相对误差不超过2.5%,选那台仪表合理? 解:2.5级时的最大绝对误差值为20℃,测量500℃时的相对误差为4%;2.0级时的最大绝对误差值为16℃,测量500℃时的相对误差为3.2%;1.5级时的最大绝对误差值为12℃,测量500℃时的相对误差为2.4%。因此,应该选用1.5级的测温仪器。 10.试分析电压输出型直流电桥的输入与输出关系。 答:如图所示,电桥各臂的电阻分别为R 1、 R 2、 R 3、R 4。U 为电桥的直流电源电压。当四臂电阻R 1=R 2=R 3=R 4=R 时,称为等臂电桥;当R 1=R 2=R ,R 3=R 4=R ’(R ≠R ’)时,称为输出对称电桥;当R 1=R 4=R ,R 2=R 3 =R ’(R ≠R ’)时,称为电源对称电桥。 D 直流电桥电路 当电桥输出端接有放大器时,由于放大器的输入阻抗很高,所以可以认为电桥的负载电阻为无穷大,这时电桥

第七章 信号检测与处理电路

第七章信号检测与处理电路一、教学要求 知识点 教学要求 学时掌握理解了解 信号检测系统的基本组成√ 检测系统中的放大电路 测量放大器的电路结构和工作 原理 √ 隔离放大器的电路结构和工作 原理 √ 有源滤波 器 滤波器的基础知识√ 低通、高通有源滤波器特性和 分析方法 √ √ 带通、带阻有源滤波器电路结 构与特性 √ 电压比较器的特性和分析方法√ 二、重点和难点 本章的重点和难点 本章的重点是:测量放大器的电路结构和工作原理、滤波器的基础知识、低通和高通有源滤波器特性和 分析方法、电压比较器的特性和分析方法。本章的难点是:二阶有源滤波器、迟滞比较器的电路分析。 三、教学内容 7.1 信号检测系统的基本组成 一般信号检测系统的前向通道主要包含传感器、放大器、滤波器、采样保持器和模数转换器等电路模块。 将被测物理量转换成相应的电信号的部件称为传感器。传感器输出的电信号一般都比较微弱,通常需要利用放大电路将信号放大。然而,与被测信号同时存在的还会有不同程度的噪声和干扰信号,有时被测信号可能会被淹没在噪声及干扰信号之中,很难能分清哪些是有用信号,哪些是干扰和噪声。因此,为了提取出有用的信号,而去掉无用的噪声或干扰信号,就必须对信号进行处理。 在信号处理电路中,应根据实际情况选用合理的电路。例如,当传感器的工作环境恶劣,输出信号中的有用信号微弱、共模干扰信号很大,而传感器的输出阻抗又很高,这时应采用具有高输入阻抗、高共模抑制比、高精度、低漂移、低噪声的测量放大器;当传感器工作在高电压、强电磁场干扰等场所时,还必须将检测、控制系统与主回路实现电气上的隔离,这时应采用隔离放大器;对于那些窜入被测信号中的差模干扰和噪声信号,通常需要根据信号的频率范围选择合理的滤波器来滤除。 另外,在信号检测系统中,有时还需要对某些被测模拟信号的大小先做

汽车电控与电气习题答案 (1)

第二章汽油机电控喷油(EFI)技术 1.什么是电喷发动机,为什么取代化油器式发动机。 指由电控单元根据各种传感器信号,经过数学计算和逻辑判断处理后,直接控制执行器(喷油器)喷射燃油的系统。电喷发动机有降低油耗和减少有害物质排放等卓越性能。 2.根据燃油喷射式发动机怠速进气量的控制方式不同,供气系统分为哪两种?宝来、捷达和红旗轿车采用何种形式的供气系统。 旁通空气式和节气门直供式,采用节气门直供式。 3.电控发动机燃油喷射系统采用的传感器和开关信号主要有哪些?最主要的传感器有哪几种? 传感器有空气流量传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、进气温度传感器、氧传感器和车速传感器。 开关信号有点火开关信号、起动开关信号、电源电压信号等。 前四个传感器决定了控制系统档次,其信号是计算确定和控制燃油喷射量必不可少的信号。 4.电子控制式燃油喷射系统的显着特点。 发动机供油系统供给一定压力的燃油(一般高于进气歧管压力300kPa左右) 燃油由喷射器喷入进气门附近(多点喷射)或节气门附近(单点喷射)的进气管内或直接喷入气缸内与空气混合 喷油器受电控单元控制 ECU通过控制每次喷油持续时间的长短来控制喷油量。 5.什么是缸内喷射?什么是进气管喷射?缸内喷射的特点是什么? 缸内喷射是指喷油器将燃油直接喷射到气缸内部的喷射系统。 进气管喷射是指喷油器将燃油喷射在进气门或节气门附近进气管内的喷射系统。缸内喷射的特点是喷油压力高、燃油雾化性好,能实现大空燃比燃烧,因此能显着降低油耗,减少排放,提高动力性。 6.根据进气量的检测方式不同,多点燃油喷射系统分为哪两种类型,各有什么特点?分为压力型和流量型。 D型燃油喷射系统的主要特点是利用压力传感器检测进气歧管内的压力来测量进气量。 L型燃油喷射系统的主要特点是用空气流量传感器取代D型电控燃油喷射系统的压力传感器来直接测量进气量。 7.光电检测涡流式流量传感器主要由哪些部件组成?怎样检测涡流频率? 主要由涡流发生器、发光二极管、光敏晶体管、反光镜、张紧带、集成控制电路和进气温度传感器组成。 进气量越大,漩涡数量越多,压力变化频率越高,张紧带振动越快,反光镜反射到光敏晶体管上,其导通和截止的频率越大。信号处理电路将频率信号转换成方波信号输入ECU,计算出进气流量大小。 8.超声波检测涡流式流量传感器主要由哪些部件组成?怎样检测涡流频率? 涡流发生器、超声波发生器、超声波接收器、集成控制电路、进气温度传感器和大气压力传感器。 进气通道上有漩涡时,在接收器接收到的超声波信号中,有的守加速作用超前(设超前时间为t1),有的受减速作用而滞后(设滞后时间为t2),因此其相位和相位差就会发生变化。集成控制电路在信号相位超前时输出一个正向脉冲信号,在信号相位滞后时输出 v第二章汽油机电控喷油(EFI)技术

数字信号处理习题及答案4

页脚内容1 习题及答案4 一、填空题(每空1分, 共10分) 1.序列()sin(3/5)x n n π=的周期为 。 2.线性时不变系统的性质有 律、 律、 律。 3.对4()()x n R n =的Z 变换为 ,其收敛域为 。 4.抽样序列的Z 变换与离散傅里叶变换DFT 的关系为 。 5.序列x(n)=(1,-2,0,3;n=0,1,2,3), 圆周左移2位得到的序列为 。 6.设LTI 系统输入为x(n) ,系统单位序列响应为h(n),则系统零状态输出y(n)= 。 7.因果序列x(n),在Z →∞时,X(Z)= 。 二、单项选择题(每题2分, 共20分) 1.δ(n)的Z 变换是 ( )A.1 B.δ(ω) C.2πδ(ω) D.2π 2.序列x 1(n )的长度为4,序列x 2(n )的长度为3,则它们线性卷积的长度是 ( )A. 3 B. 4 C. 6 D. 7 3.LTI 系统,输入x (n )时,输出y (n );输入为3x (n-2),输出为 ( )

A. y(n-2) B.3y(n-2) C.3y(n) D.y(n) 4.下面描述中最适合离散傅立叶变换DFT的是() A.时域为离散序列,频域为连续信号 B.时域为离散周期序列,频域也为离散周期序列 C.时域为离散无限长序列,频域为连续周期信号 D.时域为离散有限长序列,频域也为离散有限长序列 5.若一模拟信号为带限,且对其抽样满足奈奎斯特条件,理想条件下将抽样信号通过即可完全不失真恢复原信号()A.理想低通滤波器 B.理想高通滤波器 C.理想带通滤波器 D.理想带阻滤波器 6.下列哪一个系统是因果系统()A.y(n)=x (n+2) B. y(n)= cos(n+1)x (n) C. y(n)=x (2n) D.y(n)=x (- n) 7.一个线性时不变离散系统稳定的充要条件是其系统函数的收敛域包括() A. 实轴 B.原点 C.单位圆 D.虚轴 8.已知序列Z变换的收敛域为|z|>2,则该序列为()A.有限长序列 B.无限长序列 C.反因果序列 D.因果序列 9.若序列的长度为M,要能够由频域抽样信号X(k)恢复原序列,而不发生时域混叠现象,则频域抽样点数N需满足的条件是( ) 页脚内容2

数字信号处理复习题及参考答案

数字信号处理期末复习题 一、单项选择题(在每个小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将正确答案的号码写在题干后面的括号内,每小题1分,共20分) 1.要从抽样信号不失真恢复原连续信号,应满足下列条件的哪几条( ① )。 (Ⅰ)原信号为带限 (Ⅱ)抽样频率大于两倍信号谱的最高频率 (Ⅲ)抽样信号通过理想低通滤波器 ①.Ⅰ、Ⅱ②.Ⅱ、Ⅲ ③.Ⅰ、Ⅲ④.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 2.在对连续信号均匀采样时,若采样角频率为Ωs,信号最高截止频率为Ωc,则折叠频率为( ④ )。 ①Ωs②.Ωc ③.Ωc/2④.Ωs/2 3.若一线性移不变系统当输入为x(n)=δ(n)时输出为y(n)=R3(n),则当输入为u(n)-u(n-2)时输出为( ② )。 ①.R3(n) ②.R2(n) ③.R3(n)+R3(n-1) ④.R2(n)-R2(n-1) 4.已知序列Z变换的收敛域为|z|>1,则该序列为( ② )。 ①.有限长序列②.右边序列 ③.左边序列④.双边序列 5.离散系统的差分方程为y(n)=x(n)+ay(n-1),则系统的频率响应( ③ )。 ①当|a|<1时,系统呈低通特性 ②.当|a|>1时,系统呈低通特性 ③.当0

6.序列x(n)=R5(n),其8点DFT记为X(k),k=0,1,…,7,则X(0)为( ④ )。 ①.2 ②.3 ③.4 ④.5 7.下列关于FFT的说法中错误的是( ① )。 ①.FFT是一种新的变换 ②.FFT是DFT的快速算法 ③.FFT基本上可以分成时间抽取法和频率抽取法两类 ④.基2 FFT要求序列的点数为2L(其中L为整数) 8.下列结构中不属于FIR滤波器基本结构的是( ③ )。 ①.横截型②.级联型 ③.并联型④.频率抽样型 9.已知某FIR滤波器单位抽样响应h(n)的长度为(M+1),则在下列不同特性的单位抽样响应中可以用来设计线性相位滤波器的是( ① )。 ①.h[n]=-h[M-n] ②.h[n]=h[M+n] ③.h[n]=-h[M-n+1] ④.h[n]=h[M-n+1] 10.下列关于用冲激响应不变法设计IIR滤波器的说法中错误的是( ④ )。 ①.数字频率与模拟频率之间呈线性关系 ②.能将线性相位的模拟滤波器映射为一个线性相位的数字滤波器 ③.容易出现频率混叠效应 ④.可以用于设计高通和带阻滤波器 11.利用矩形窗函数法设计FIR滤波器时,在理想特性的不连续点附近形成的过滤带的宽度近似等于( ① )。 ①.窗函数幅度函数的主瓣宽度 ②.窗函数幅度函数的主瓣宽度的一半

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