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一、综合分析题（每题10分，共70分）
1、以方框图的形式说明测试系统的组成。
2、求图中所示三角波调幅信号的频谱。
解：图中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，对应其在频域中的卷积。
余弦信号频谱为
三角波频谱为：
卷积为求周期信号x（t）=0.5cos10t+0.2cos（100t-45°），通过传递函数为 的装置后得到的稳态响应。由一节系统响应输出规律得：
y（t）=A1COS(10t+a1)+A2cos(100t+a2) 由A（w）=1/(根号[1+（0.005*10)^2])=A1/0.5、得A1=0.50 同理，A2=0.18、由a（w）=-arctan（0.005*10）=a1-0 得a1=-2.9° 同理a2=-71.6°所以，y(t)=0.50cos(10t-2.9°)+0.18cos(100t-71.6°)
4、看下图回答如下问题。
（1）简述压电效应与逆压电效应
（2）图中使用了什么传感器？简述检测过程（包括轴距、轮胎、车型、车速检测）
参考答案：（1）压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失，这种现象称为逆压电效应。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为压电传感器。
（2）图中使用了压电式传感器。检测过程是将高分子压电电缆埋在公路上，可以获取车型分类信息（包括轴数、轴距、轮距、单双轮胎）、车速监测、收费站地磅、闯红灯拍照、停车区域监控、交通数据信息采集（道路监控）及机场滑行道等。
5、检测技术在日常生活中的应用非常广泛，其中超市收款台采用条形码扫描的方法来得到各种商品的信息，实现快速收费的目的。条形码扫描的方法涉及到光电传感器，试分析条形码扫描笔的工作原理。
参考答案：扫描笔的前方为光电读入头，它由一个发光二极管和一个光敏三极管组成； 当扫描笔在条形码上移动时，若遇黑色收线条，发光二极管发出的光将被黑线吸收，光敏三极管接受不到反射光，呈现高阻抗，处于截止状态；当遇到白色间隔时，发光二极管所发出的光纤，被反射到光敏三极管的基极，光敏三极管产生电流而导通；整个条形码被扫描后，光敏三极管将条形码变成了一个个电脉冲信号，该信号经放大、整形后便形成宽窄与条形码线的宽窄及间隔相对应的脉冲列，脉冲列经计算机处理后，完成对条形码的识读。
6、各态遍历的随机相位正弦波式中，x0,ω均为常数，φ在0~2π内随机取值，试求其自相关函数并作图。
分析：
利用自相关函数的定义求解，即
参考答案：由自相关函数的定义式，得可见，该随机相位正弦波的自相关函数只与角频率ω有关，而不含相位信息，这表明：正弦函数的自相关函数为失去了相位信息的同频率余弦函数。其自相关函数图形如图所示。
x02/2、Rxx(τ)
τ
7、在办公楼内安装有热释电人体检测传感器，它将如何控制空调的工作。
参考答案：本发明公开了基于主动式人体热释电红外感应的空调节能装置及方法,包括主动式人体热释电红外人体传感器,主动式人体热释电红外人体传感器的人体探测模块和人的相对运动信息传送至微处理器,电流检测器将检测的空调电流信号传送至微控制器,微处理器根据接收的人体探测模块和人的相对运动信息及空调电流信号通过MOS管开关电路控制交流接触器动作,继而控制空调的电源动作.本发明在室内10多分钟内没有人时,使用给空调机自动短暂断电的方法来强制空调机停止工作,让空调机不会在无人的条件下运行而白白浪费电能,达到节能的目的。
二、实验分析（共30分）
1、同时显示多个仿真结果
数学模型如下：
要求：在SIMULINK建立模型，并在同一个示波器中将波形仿真出来，模块参数sin分别是2.5和0.25。要求画出模型图，画出波形图，说明实验步骤。
（1）数值显示模块
模型如图所示。要求：各模块数值设置如图，在SIMULINK建立模型，通过数值显示模块显示结果。
（2）使用图形显示模块：模型如图所示。
要求，在SIMULINK建立模型，分别用scope和xy graph图形显示模块输出结果。
（3）SIMULINK和MATLAB的数据交换训练
要求：用MATLAB命令绘制仿真图形。利用SIMULINK的输出端口（out）和返回工作空间模块（to workspace）输出结果，再通过MATLAB命令绘制仿真图形。
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