机械工程测试技术模拟试卷及答案6.doc

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1、测试技术模拟考试题(6)一、填空题（每空2分，共50分）1、瞬态信号的频谱是1频谱，其幅值谱是单位2上的幅值。瞬态信号可看成是无限多个频率为3无穷小的复指数谐波之和。2、时域扩展对应频域4压缩。时域乘积对应频域5卷积。3、权函数在数学定义式上是传递函数的6拉氏逆变换，在物理意义上是系统的7单位脉冲响应函数。4、我们可以用8微分方程，9传递函数，10频率响应函数，11权函数来描述系统的动态特性。5、概率密度函数是在12幅值域上对信号的描述，相关函数是在13时延域上对信号的描述。6、频率响应函数是系统输出的14傅立叶变换变换与输入的15傅立叶变换的比，也

2、是当系统输入为正弦信号时，输入与输出的16傅立叶变换。7、传感器包括17敏感元件和18转换两部分。8、前置放大器有19电压灵敏度和20电荷灵敏度两种灵敏度，其中21电压灵敏度灵敏度受连接电缆的影响。9、相敏检波通过比较22调幅波和23的24来判别信号的极性。10、自相关函数的傅立叶变换是25函数。二、分析问答题(共24分)1、绘制信号x(t)=cos(50t-π/3)的实频谱、虚频谱、双边幅频谱、双边相频谱和单边相位谱(12分)。2、试用图形和文字说明信号的时域采样是如何引起信号频谱的周期延展（6分）及频率混叠的（6分）。（12分）四、计算题（共26

3、分）1、已知某信号的自相关函数为Rx(τ)＝100cosωοτ，计算该信号的平均功率和标准差（10分）。一个固有频率为1200HZ和阻尼比为0.7的振动子去测量幅值为1和频率为600HZ的方波信号，试分析计算测量结果，并画出输出信号一次谐波的波形图（注：注：二阶系统的传递函数为ωn2/S2+2ξωnS+ωn2，频率响应函数为A（ω）=1/√[1-（ω/ωn）2]2+(2ξω/ωn)2φ（ω）=-arctg{(2ξω/ωn)/[1-（ω/ωn）2]}）。（16分）模拟试卷（六）参考答案一、每题1分，共25分1、连续2、频宽3、无穷小4、压缩5、卷积6、

4、拉氏逆变换7、单位脉冲响应函数8、微分方程9、传递函数10、频率响应函数11、权函数12、幅值13、时延14、傅立叶变换15、傅立叶变换16、复数比17、敏感元件18、转换19、电压灵敏度20、电荷灵敏度21、电压灵敏度22、调幅波（或者已调波）23、载波24、相位25、自功率谱密度函数二、共24分1、（每图3分共12分）︱Cn︱虚频图Reω实频图+50-501/21/2+50-50Imωω双边幅值谱+50-501/21/2答：-π/3φn双边相位谱+50-50ω2、（12分）x(t)答：-fc+fcfsfs如图所示，时域采样就是把信号与周期单位脉冲

5、序列相乘，对应在频域就是两个信号频谱的卷积。由于周期单位脉冲序列的频谱也是一个周期脉冲序列，根据脉冲函数的卷积特性，采样信号的频谱是把原信号的频谱移至脉冲发生处，又由于脉冲序列的周期性，所以导致采样后信号的频谱产生周期延展。（6分）当采样频率fs小于信号频率fc的两倍，则原信号的频谱在移至脉冲序列发生处的时候，相互之间会产生交叠，从而产生频率混叠。（6分）三、（共26分）1、（10分）答：因为Rx(0)＝ψx2=σx2+μx2其中ψx2就是信号的平均功率，而σx2是信号的方差，其正平方根σx是信号的标准差。而Rx(0)=100cosωο×0=100c

6、os0=100所以信号的平均功率为100。（5分）又因为信号的平均值等于0，所以标准差σx=√100=10。（5分）2、（16分）答：振动子是个二阶系统，根据给出的固有频率，可知其动态测试不失真的频率范围是ω≤0.5~0.6ωn=600HZ~720HZ。周期方波信号由无穷多个奇数次谐波分量组成，基波频率是600HZ，满足振动子的动态测试不失真范围，三次谐波分量的频率是1800HZ，包括其他高次谐波分量，都超出了振动子的动态测试不失真范围。（6分）二阶系统的频率响应函数为：A（ω）=1/√[1-（ω/ωn）2]2+(2ξω/ωn)2φ（ω）=-arct

7、g{(2ξω/ωn)/[1-（ω/ωn）2]}周期方波信号的一次谐波分量是幅值为4/π，频率为600HZ，相位为0的余弦信号，A（ω）=1/√[1-（600/1200）2]2+(2×0.7×600/1200)2=1/√0.5625+0.49=0.9754φ（ω）=-arctg{(2×0.7×600/1200)/[1-（600/1200）2]}=-arctg（0.7/0.75）=-43.025o所以输出信号的一次谐波分量的幅值Y满足Y/（4/π）=0.9754所以Y=1.24(5分)输出信号的一次谐波分量的相位Φ满足Φ-0=-43.025o所以Φ=-4

8、3.025o（5分）所以输出信号的一次谐波分量y=1.24cos(3770t-43.025o)