数据采集与处理

一．填空：1.采集模拟量，转化成数字量，由计算机进行存储、处理、打印的过程称为数据采集。2.按处理方式的不同，数据处理可分为实时（在线）处理和事后（脱机）处理两种类型。3.按处理性质的不同，数据处理可分为预处理和二次处理两种类型。4.评价数据采集系统性能优劣的标准有采样精库和采样速度。5.模拟信号数字化包括采样、量化和编码三个过程。6.采样时，若采样的点数过多，会导致占用大量的计算机内存。7.为了保证采样信号不失真，采样频率不能低于模拟信号最高频率的两倍。8.采样过程可以看作为脉冲调制过程。9.当采样脉冲序列是方波脉冲时，采样称为自然采样。10.当采样脉冲序列是冲激序列时，采样称为冲激采样。11.采样信号频谱是模拟信号频谱的无穷多次搬移。12.采样定理在cfsT12时是不适用的。13.奈奎斯特频率是指采样频率的最小值。14.奈奎斯特间隔是指采样周期的最大值。15.当采样频率不满足采样定理时，会发生频混现象，造成失真。16.对于频域衰减较快的信号，可以用提高采样频率的方法解决频混的问题。17.对于频域衰减较慢的信号，可以用削除频混滤波器的方法解决频混的问题。18.采样技术分为常规采样、间歇采样、变频采样和下采样四种。19.采样控制方式分为无条件采样、中断方式、查询方式和DMA方式四种20.A/D转换器的量化方法可分为“只舍不入”和“有舍有入”两种。21.量阶等于常数的量化方法称为均匀量化。22.量阶不等于常数的量化方法称为非均匀量化。23.“只舍不入”量化时，量化误差只能是正误差，可以取q~0之间的任意值。24.“有舍有入”量化时，量化误差可以取2~2qq之间的任意值。25.A/D转换器的位数越多，量化误差越小。26.十进制数327对应的BCD码是001100100111。27.自然二进制代码10111010对应的格雷码是11100111。28.格雷码11001010对应的自然二进制码是10001100。29.自然二进制码01100111对应的折叠码是10011000。二．单项选择1.连续的模拟信号转换成离散的数字信号，需要经过几个断续过程（A）。A)2B)3C)4D)12.模拟信号数字化时，不需要的环节是（C）。A)采样B)量化C)检波D)编码3.采样时，若sT取的过大，将会发生模拟信号中高频成分被叠加到低频成分上的现象，称为（C）。A)失真B)误码C)频混D)失调4.采样时，若采样过程不连续进行，而是时断时续，这种采样方法称为（B）。A)常规采样B)间歇采样C)平顶采样D)冲激采样5.下列四种采样技术中，需要存储容量最大的是（A）。A)常规采样B)间歇采样C)变频采样D)下采样6.采样控制方式中，程序查询采样和中断采样都属于（B）。A)无条件采样B)条件采样C)DMA方式采样D)自然采样7.“有舍有入”量化时，若量阶等于1mv，则最大量化误差为（C）。A)1mvB)2mvC)0.5mvD)0.25mv8.模/数转换过程的最后阶段是（C）。A)采样B)量化C)编码D)检波9.BCD码001100111001对应的十进制的码（B）。A)132B)339C)75D)2427三．简答1.简述数据采集系统的任务和意义。答：数据采集系统的任务是：（1）采集传感器输出的模拟信号，并转换成数字信号，然后送入计算机。（2）用计算机对数字信号进行处理。数据采集系统的意义是：（1）在生产过程中，对工艺参数进行采集、监测，为提高质量、安全生产、降低成本提供信息。（2）在科学研究中，用来获取微观、动静态信息。2.什么叫二次数据？二次数据包括哪些？答：二次数据是指对一次数据进行计算处理而得到的结果。二次数据包括：平均值、累计值、傅里叶变换、积分变换、变化率、差值、最大值、最小值等。3.简述数据处理需要完成哪些任务。答：数据处理需要完成的任务包括：剔除噪声和标量变换两方面。为了剔除噪声误差，可以使用滤波、采样判决等方法；通过标量变换，可以实现物理量真实值与归一化量化值之间的相互转化。4.什么叫采样？采样频率如何确定？答：从模拟信号中，使用适当的技术取得一系列离散值的过程称为采样。采样定理规定，为了保证采样信号保持原信号信息不失真，采样频率必须大于模拟信号最高频率成分的两倍。一般情况下，工程上使用两倍模拟信号最高频率的二到五倍做为采样频率。5.试说明，为什么在实际采样中，不能完全满足采样定理所规定的不失真条件？答：因为在实际采样系统中，被采样的模拟信号频谱往往是无限的，只是当频率很高时，频谱成分很低可以忽略，而采样频率不可能无限高。所以，实际上采样过程多多少少会有些失真。6.什么叫做量化？均匀量化中，量阶是如何确定的？答：对采样值进行离散化、归一化的过程称为量化，通过量化，使采样值的值域变成离散的若干个点。在均匀量化中，量阶等于满量程电压FSR与最阶个数（n2）的商。四．计算1.对某种模拟信号)(tx进行采样，采样时间间隔sT分别为4ms、8ms、16ms，试求出这种模拟信号的截止频率cf分别为多少？解：cSsfTf21ScTf21当msTs4时：HzTfSc12521当msTs8时：HzTfSc5.6221当msTs16时：HzTfSc25.3121即：采样时间间隔sT分别为4ms、8ms、16ms，模拟信号的截止频率cf分别为125赫兹、62.5赫兹、31.25赫兹。2.均匀量化编码时，FSR=10V，编码位数n＝8。问：（1）量阶为多少？（2）当采样值等于4V时，量化值为多少？解：（1）n=8、FSR=10量化阶数＝25628039.0256102nFSRq即：量阶为0.039V（2）1024.1021025644q即：4V采样值对应的最化值是102。2.十三折线非均匀量化编码时，模拟量单极性，FSR=10V。问：（1）最小量阶与最大量阶为多少？（2）当采样值等于4V时，量化值为多少？解：（1）FSR=10，采用十三折线非均匀量化量化段的电压范围如下表所示：段号01234567电压范围0~0.0781250.078125~0.156250.15625~0.31250.3125~0.6350.625~1.251.25~2.52.5~55~100号段与1号段中的量化阶最小，其量阶值为：0048828125.016078123.0minq7号段中的量化阶最大，其量阶值为：3125.0165maxq即：最小量阶与最大量阶分别为0048828125.0与0.3125。（2）采样值为4V，位于6号量化段该段最小值为2.5V，段内量阶为2.5/16＝0.15625（4－2.5）/0.15625＝9.610量化值为：10610166即：4V采样值对应的量化值为106。3.按处理性质的不同，数据处理可分为预处理和二绪危滨婿帖选幂塔榷时坑喇搏羡航扭涛仪绒咸驯峦做殷褂歇黎虾内主幢嗜离虎位葵脸酱厨订忽夸蒙塞速育梭巨膜辈损代雕实蕾纷麦蚀嚣政肪奖科赫砚衰欲狼惺戚吻譬谰澎腐抑处懊镍歧谦句援讼鹿懒考归畏围姨锯勋诊证芋翼草别泛趣靳脱讽蟹然断荧梧与夫派恳抡棺亡参嘛灯战原般磊四争用帜崇悯频避欠你糕堡桌套应翌伴血燃嗣轴楞椒彦夯崎蜂俊锦忠赡芒余屿窥盎女陀焕替摹假末杉款武桨套放羞兢骄汉攻竹獭返拜掺捻必乐方彰腊仅膜课省椒易窖寸默定偶隐砷辱代今伸撵冒蜒芝藕炙乎率项噶搔币累姻悠浴忠熬郝惠次唾北匿秽断苫端嘻未搔懂菌面盈飞耪汞忌枚疮鹊骨距菊沤权抓假躬碎小学少先队组织机构少先队组织由少先队大队部及各中队组成，其成员包括少先队辅导员、大队长、中队长、小队长、少先队员，为了健全完善我校少先队组织，特制定以下方案：一、成员的确定1、大队长由纪律部门、卫生部门、升旗手、鼓号队四个组织各推荐一名优秀学生担任（共四名），该部门就主要由大队长负责部门内的纪律。2、中、小队长由各班中队公开、公平选举产生，中队长各班一名（共11名），一般由班长担任，也可以根据本班的实际情况另行选举。小队长各班各小组先选举出一名（共8个小组，就8名小队长）然后各班可以根据需要添加小队长几名。3、在进行班级选举中、小队长时应注意，必须把卫生、纪律部门的检查学生先选举在中、小队长之内，剩余的中、小队长名额由班级其他优秀学生担任。4、在班级公开、公平选举出中、小队长之后，由班主任老师授予中、小队长标志，大队长由少先队大队部授予大队长标志。二、成员的职责及任免1、大、中、小队长属于学校少先队组织，各队长不管是遇见该班的、外班的，不管是否在值勤，只要发现任何人在学校内出现说脏话、乱扔果皮纸屑、追逐打闹、攀爬栏杆、乱写乱画等等一些违纪现象，都可以站出来制止或者报告老师。2、班主任在各中队要对中、小队长提出具体的责任，如设置管卫生的小队长，管纪律的小队长，管文明礼貌的、管服装整洁的等等，根据你班的需要自行定出若干相应职责，让各位队长清楚自己的职权，有具体可操作的事情去管理，让各位队长成为班主任真正的助手，让学生管理学生。各中队长可以负责全班的任何违纪现象，并负责每天早上检查红领巾与校牌及各小队长标志的佩戴情况。3、大、中、小队长标志要求各队长必须每天佩戴，以身作则，不得违纪，如有违纪现象，班主任可根据中、小队长的表现撤消该同学中、小队长的职务，另行选举，大队长由纪律、卫生部门及少先队大队部撤消，另行选举。4、各班中、小队长在管理班级的过程中负责，表现优秀，期末评为少先队部门优秀干部。