机械工程测试技术基础课后习题答案.pdf
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1、能省则省,为何不省?上网购返利网 淘宝天猫 省钱好通道 注册就送 20集分宝w w w.a s i a w a n g g o u.co m华北科技学院毕业设计(论文)第 1 页 共 79 页目录第一章习题2参考答案7典型例题10第二章习题22参考答案25典型例题26第三章习题40参考答案43典型例题44第四章习题52参考答案57典型例题58第五章习题66参考答案70典型例题71上网购返利网能省则省,为何不省 注册就送集分宝,淘宝省钱通道w w w.a s i a w a n g g o u.co mQQ:2304478540若侵犯您的版权利益,请通知我们w w w.a s i a w a n
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3、册就送 20集分宝w w w.a s i a w a n g g o u.co m华北科技学院毕业设计(论文)第 2 页 共 79 页第一章习题一、选择题1.描述周期信号的数学工具是()。.A.相关函数B.傅氏级数C.傅氏变换D.拉氏变换2.傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的()。A.相位B.周期C.振幅D.频率3.复杂的信号的周期频谱是()。A离散的B.连续的C.函数D.sinc 函数4.如果一个信号的频谱是离散的。则该信号的频率成分是()。A.有限的B.无限的C.可能是有限的,也可能是无限的5.下列函数表达式中,()是周期信号。A.5cos10()0 x t =当t0当t0B.()5s
4、in2010cos10)x tttt=+(+C.()20cos20()atx tett=2当当当上网购返利网能省则省,为何不省 注册就送集分宝,淘宝省钱通道w w w.a s i a w a n g g o u.co mQQ:2304478540若侵犯您的版权利益,请通知我们w w w.a s i a w a n g g o u.co m 更多资料加QQ免费获取能省则省,为何不省?上网购返利网 淘宝天猫 省钱好通道 注册就送 20集分宝w w w.a s i a w a n g g o u.co m华北科技学院毕业设计(论文)第 6 页 共 79 页求:当时,求的表达式。2()sin()22A
5、fX fc=1()()dx txtdt=11()()x tXf及2.一 时 间 函 数 f(t)及 其 频 谱 函 数 F()如 图 1-2 所 示 已 知 函 数,示意画出 x(t)和 X()的函数图形。当00()()cos()mx tf tt=设时,X()的图形会出现什么情况?(为f(t)中的最高频率分量的0m当当当t图 1-512()(2)()2sin()22XfjfXfAfjfc=2.解:见图 1-6所示。图(a)为调幅信号波形图,图(b)为调幅信号频谱图。当时,两边图形将在中间位置处发生混叠,导致失真。上网购返利网能省则省,为何不省 注册就送集分宝,淘宝省钱通道w w w.a s i
6、 a w a n g g o u.co mQQ:2304478540若侵犯您的版权利益,请通知我们w w w.a s i a w a n g g o u.co m 更多资料加QQ免费获取能省则省,为何不省?上网购返利网 淘宝天猫 省钱好通道 注册就送 20集分宝w w w.a s i a w a n g g o u.co m华北科技学院毕业设计(论文)第 9 页 共 79 页bb3.解:由于00()()(1cos2)()()cos2f ta tf ta ta tf t=+=+并且000()()1cos2()()2a tA ff tffff+所以00001()()()()()211()()()2
7、2F fA fA fffffA fA ffA ff=+=+F(f)的频谱图见图 1-7 所示:图 1-74.解:图 1-8 所示调幅波是三角波与载波的乘积。两个函数在时域中的乘积,0cost对应其在频域中的卷积,由于三角波频谱为:2sin()22fc 余弦信号频谱为001()()2ffff+卷积为2001sin()()()222fcffff+上网购返利网能省则省,为何不省 注册就送集分宝,淘宝省钱通道w w w.a s i a w a n g g o u.co mQQ:2304478540若侵犯您的版权利益,请通知我们w w w.a s i a w a n g g o u.co m 更多资料加
8、QQ免费获取能省则省,为何不省?上网购返利网 淘宝天猫 省钱好通道 注册就送 20集分宝w w w.a s i a w a n g g o u.co m华北科技学院毕业设计(论文)第 10 页 共 79 页2200()()sinsin422ffffcc+=+典型例题例 1例 1.判断下列每个信号是否是周期的,如果是周期的,确定其最小周期。(1)(2)()2cos(3)4f tt=+2()sin()6f tt=(3)(4)()cos(2)()f ttu t=00()sinsin2f ttt=+解:(1)是周期信号,;min23T=(2)是周期信号,;minT=(3)是非周期信号,因为周期函数是定
9、义在区间上的,而(,)()cos2()f tt u t=是单边余弦信号,即 t0 时为余弦函数,t0 无定义。属非周期信号;(4)是非周期信号,因为两分量的频率比为,非有理数,两分量找不到共同的重复12周期。但是该类信号仍具有离散频谱的特点(在频域中,该信号在和0=02=处分别有两条仆线)故称为准周期信号。例 2.例 2.粗略绘出下列各函数的波形(注意阶跃信号特性)(1)(2)1()(3)f tut=+2()(23)f tut=+(3)3()(23)(23)f tutut=+解:(1)是由阶跃信号经反折得,然后延时得,其图1()f t()u t()ut(3)(3)utut=+形如下(a)所示。
10、(2)因为。其波形如下图(b)所示。(这里应注意23()(23)2()2f tutut=+=)(2)()utu t=(3)是两个阶跃函数的叠加,在时相互抵消,结果只剩下了一个窗函数。3()f t32t 见下图(c)所示。上网购返利网能省则省,为何不省 注册就送集分宝,淘宝省钱通道w w w.a s i a w a n g g o u.co mQQ:2304478540若侵犯您的版权利益,请通知我们w w w.a s i a w a n g g o u.co m 更多资料加QQ免费获取能省则省,为何不省?上网购返利网 淘宝天猫 省钱好通道 注册就送 20集分宝w w w.a s i a w a
11、n g g o u.co m华北科技学院毕业设计(论文)第 11 页 共 79 页例 3.例 3.粗略绘出下列各函数的波形(注意它们的区别)(1);(2)10()sin()()f tttu t=20()sin()f tt u tt=(3)200()sin()()f tttu tt=解:(1)具有延时的正弦函数与单位阶跃函数的乘积。其波形如下图(a)所示。(2)正弦函数与具有延时的单位阶跃函数的乘积。其波形如下图(b)所示。(3)具有延时的正弦信号与延时相同时间的阶跃信号的乘积。其波形如下图(c)所示。例 4.例 4.从示波器光屏中测得正弦波图形的“起点”坐标为(0,-1),振幅为2,周期为 4
12、,求该正弦波的表达式。解:已知幅值 X=2,频率,而在 t=0 时,x=-1,则将上述参数代入一0220.54T=般表达式00()sin()x tXt=+得012sin(0.5)t=+030o=所以()2sin(0.530)x tt=上网购返利网能省则省,为何不省 注册就送集分宝,淘宝省钱通道w w w.a s i a w a n g g o u.co mQQ:2304478540若侵犯您的版权利益,请通知我们w w w.a s i a w a n g g o u.co m 更多资料加QQ免费获取能省则省,为何不省?上网购返利网 淘宝天猫 省钱好通道 注册就送 20集分宝w w w.a s i
13、 a w a n g g o u.co m华北科技学院毕业设计(论文)第 12 页 共 79 页例 5例 5.设有一组合复杂信号,由频率分别为 724Hz,44 Hz,500 Hz,600 Hz 的同相正弦波叠加而成,求该信号的周期。解:合成信号的频率是各组成信号频率的最大公约数则:2 44,724,500,6002 22 362 250 300 11 181 125 150 而110.25()4Tsf=所以该信号的周期为 0.25s。例 6例 6利用函数的抽样性质,求下列表示式的函数值:(1)(2)31()();tf tet=()2(44)(1);f tutt=(3)(4)()();tdf
14、tetdt=00()()();f tf tttt dt=(5)(6)2()(4);f ttdt=()(1 cos)();2f tttdt=解:函数是一类应用广泛的重要函数。在卷积运算、傅立叶变换及测试系统分析中,利用它可以简化许多重要结论的导出。本例题的目的在于熟悉并正确应用函数的性质。(1)由于()()f ttft =(0)(311()()()tf tetet=则311()()()tf tetet=(2)()2(44)(1)2(0)(1)(1)f tuttutt=i这里应注意:11(0)(0)(0)22uuu+=+=000()()()(0)()(0)f tf tttt dtftt dtf=(
15、3)()()()()tdf tetdtdttdt=上网购返利网能省则省,为何不省 注册就送集分宝,淘宝省钱通道w w w.a s i a w a n g g o u.co mQQ:2304478540若侵犯您的版权利益,请通知我们w w w.a s i a w a n g g o u.co m 更多资料加QQ免费获取能省则省,为何不省?上网购返利网 淘宝天猫 省钱好通道 注册就送 20集分宝w w w.a s i a w a n g g o u.co m华北科技学院毕业设计(论文)第 13 页 共 79 页(4)000()()()(0)()(0)f tf tttt dtftt dtf=(5)2
16、()(4)(2)(2)2f ttdtttdt=+=这里应注意信号的含义,由于表示 t=0 时有一脉冲,而在时为零。2(4)t()t0t所以就表示当 t=2 时各有一脉冲,即。2(4)t2(4)(2)(2)ttt=+(6)()(1 cos)()2)12f tttdttdt=(=例 7.例 7.已知一连续时间信号x(t)如下图(a)所示,试概括的画出信号的波形图。(2)3tx解:是 x(t)经反折,尺度变换并延时后的结果。不过三种信号运算的次序可以任(2)3tx上网购返利网能省则省,为何不省 注册就送集分宝,淘宝省钱通道w w w.a s i a w a n g g o u.co mQQ:2304
17、478540若侵犯您的版权利益,请通知我们w w w.a s i a w a n g g o u.co m 更多资料加QQ免费获取能省则省,为何不省?上网购返利网 淘宝天猫 省钱好通道 注册就送 20集分宝w w w.a s i a w a n g g o u.co m华北科技学院毕业设计(论文)第 14 页 共 79 页意编排,因此该类题目有多种解法。以下介绍其中的两种求解过程。方法一信号 x(t)经反折尺度变换延时(1)反折:将 x(t)反折后得 x(-t),其波形如图(b)所示。(2)尺度变换:将 x(-t)的波形进行时域扩展的。其 波形如图(c)所()3tx示。(3)延时:将中的时间
18、t 延时 6,得其波形如图(d)所示。()3tx(6)3txt方法二信号 x(t)经尺度变换反折延时。(1)尺度变换:将 x(t)在时域中扩展,得。其波形如图(e)所示。()3tx(2)反折:将反折,得,其波形如图(f)所示。()3tx()3tx(3)延时:将中的时间 t 延时 6,即将原波形向右平移 6,得。()3tx(6)3txt同样可得变换后的信号。其波形如图(g)所示。(2)3tx例 8.例 8.已知和的波形图如下图(a),(b)所示,试计算与的卷积积分。()e t()h t()e t()h t()()()()e th teh td=解:(1)反折:将与的自变量 t 用替换。然后将函数
19、以纵坐标为轴线进()e t()h t()h 行反折,得到与对称的函数。见图(c)所示。()h(2)平移:将函数沿轴正方向平移时间 t,得函数。(注意,这里()h t()h t的 t是参变量),见图(d)所示。(3)相乘并取积分:将连续地沿轴平移。对于不同的 t 的取值范围,确定积()h t分上、下限,并分段计算积分结果。以下进行分段计算:上网购返利网能省则省,为何不省 注册就送集分宝,淘宝省钱通道w w w.a s i a w a n g g o u.co mQQ:2304478540若侵犯您的版权利益,请通知我们w w w.a s i a w a n g g o u.co m 更多资料加QQ
20、免费获取能省则省,为何不省?上网购返利网 淘宝天猫 省钱好通道 注册就送 20集分宝w w w.a s i a w a n g g o u.co m华北科技学院毕业设计(论文)第 15 页 共 79 页(a)当时,的位置如图(e)所示。这时与没有重合部分。12t ()h t()h t所以()()0e th t=(b)时,的位置如图(f)所示。这时与的图形重叠区间为112t()h t()e 至 t。把它作为卷积积分的上、下限,得:1221211()()1()24416ttte th ttd=+(c)时(即,并且时),则的位置如图(g)所示,这时的图312t 122t 形重叠区间为(,1),把它作
21、为卷积积分的上、下限,得:1212133()()1()2416te th ttdt=(d)时,(即,同时),由图(h)可知积分区间为(t-2,1)。332t 21t得21213()()1()2424ttte th ttd=+(e)时,与无重叠部分,见图(i)所示,这时3t ()h t()e()()0e th t=归纳以上结果得2210211144162333()()141623342420ttttte th tttttt +=+3 当当当当当卷积结果见图(j)所示。上网购返利网能省则省,为何不省 注册就送集分宝,淘宝省钱通道w w w.a s i a w a n g g o u.co mQQ:
22、2304478540若侵犯您的版权利益,请通知我们w w w.a s i a w a n g g o u.co m 更多资料加QQ免费获取能省则省,为何不省?上网购返利网 淘宝天猫 省钱好通道 注册就送 20集分宝w w w.a s i a w a n g g o u.co m华北科技学院毕业设计(论文)第 16 页 共 79 页例 9.例 9.求下图所示锯齿波信号的傅立叶级数展开式。tf(t)解:锯齿波信号表达式为(一周期内)上网购返利网能省则省,为何不省 注册就送集分宝,淘宝省钱通道w w w.a s i a w a n g g o u.co mQQ:2304478540若侵犯您的版权利益
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24、量、基波有效值、信号有效值及信号的平均功率。解:先把信号展开为傅立叶级数三角形式为222210222222021()31212(1)(1)0.5773TTTTEft dtTEtdtEtdtTTTTEE=+=11122411()(coscos3cos5)235EEf tttt=+显然,信号的直流分量为02Ea=上网购返利网能省则省,为何不省 注册就送集分宝,淘宝省钱通道w w w.a s i a w a n g g o u.co mQQ:2304478540若侵犯您的版权利益,请通知我们w w w.a s i a w a n g g o u.co m 更多资料加QQ免费获取能省则省,为何不省?上
25、网购返利网 淘宝天猫 省钱好通道 注册就送 20集分宝w w w.a s i a w a n g g o u.co m华北科技学院毕业设计(论文)第 18 页 共 79 页基波分量有效值为2140.2872EE=信号的有效值为1222210222222021()1212(1)(1)0.5773TTTTft dtTEtdtEtdtTTTTEE=+=信号的平均功率为22221()3TTEft dtT=例 11.例 11.周期矩形脉冲信号f(t)的波形如下图所示,并且已知=0.5s,T=1s,A=1V,则问;该信号频谱中的谱线间隔f 为多少?信号带宽为多少?解:(1)谱线间隔:61612221010
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