2025年大學(xué)《生物醫(yī)學(xué)工程-生物信號處理》考試參考題庫及答案解析單位所屬部門：________姓名：________考場號：________考生號：________一、選擇題1.生物醫(yī)學(xué)工程中，用于測量心電信號的設(shè)備主要是（）A.電阻應(yīng)變片B.電容式傳感器C.心電圖機(jī)D.血壓計(jì)答案：C解析：心電圖機(jī)是專門用于記錄心臟電活動(dòng)的設(shè)備，通過放置在身體表面的電極采集心電信號，并進(jìn)行放大和顯示。電阻應(yīng)變片主要用于測量應(yīng)變，電容式傳感器用于測量電容變化，血壓計(jì)用于測量血壓，這些設(shè)備都不適用于測量心電信號。2.在生物信號處理中，濾波器的目的是（）A.放大信號B.降低信號噪聲C.增加信號頻率D.減少信號帶寬答案：B解析：濾波器的主要功能是去除信號中的噪聲或不需要的頻率成分，從而提高信號的質(zhì)量和可辨識度。放大信號、增加信號頻率和減少信號帶寬都不是濾波器的主要目的。3.心電圖(ECG)信號中的P波代表（）A.心室收縮B.心房收縮C.心室舒張D.心房舒張答案：B解析：心電圖(ECG)信號中的P波是心房收縮時(shí)產(chǎn)生的電活動(dòng)，它在心電圖上表現(xiàn)為一個(gè)小的正向波峰。心室收縮對應(yīng)QRS波群，心室舒張和心房舒張則沒有明顯的對應(yīng)波峰。4.生物信號處理中，常用的窗函數(shù)有（）A.矩形窗B.漢寧窗C.黑曼窗D.以上都是答案：D解析：在生物信號處理中，常用的窗函數(shù)包括矩形窗、漢寧窗、黑曼窗等。這些窗函數(shù)用于在傅里葉變換中減少頻譜泄漏，提高頻率分量的分辨率。矩形窗簡單但泄漏較大，漢寧窗和黑曼窗泄漏較小，但主瓣寬度較大。5.生物信號放大電路中，共模抑制比(CMRR)是指（）A.差模增益與共模增益之比B.共模增益與差模增益之比C.差模信號與共模信號之比D.差模信號與噪聲信號之比答案：A解析：共模抑制比(CMRR)是衡量生物信號放大電路性能的重要指標(biāo)，它表示放大電路對差模信號的放大能力與對共模信號的抑制能力的比值。CMRR越高，電路受共模信號（如噪聲）的影響越小。6.在生物信號處理中，采樣定理是由誰提出的（）A.香農(nóng)B.傅里葉C.瑞利D.海森堡答案：A解析：采樣定理，也稱為香農(nóng)采樣定理，是由克勞德·香農(nóng)提出的。該定理指出，為了能夠無失真地重建連續(xù)信號，采樣頻率必須大于信號最高頻率的兩倍。7.生物信號處理中，常用的數(shù)字濾波器類型有（）A.低通濾波器B.高通濾波器C.帶通濾波器D.以上都是答案：D解析：在生物信號處理中，常用的數(shù)字濾波器類型包括低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器和帶阻濾波器。這些濾波器用于去除或保留特定頻率范圍內(nèi)的信號成分，以滿足不同的信號處理需求。8.心電圖(ECG)信號中的QRS波群代表（）A.心房收縮B.心室收縮C.心室舒張D.心房舒張答案：B解析：心電圖(ECG)信號中的QRS波群是心室收縮時(shí)產(chǎn)生的電活動(dòng)，它在心電圖上表現(xiàn)為一個(gè)較大的波峰。P波對應(yīng)心房收縮，T波對應(yīng)心室復(fù)極。9.生物信號處理中，常用的信號去噪方法有（）A.濾波B.小波變換C.自適應(yīng)濾波D.以上都是答案：D解析：在生物信號處理中，常用的信號去噪方法包括濾波、小波變換、自適應(yīng)濾波等。這些方法可以有效地去除信號中的噪聲，提高信號的質(zhì)量和可辨識度。10.生物信號放大電路中，輸入阻抗是指（）A.輸入電壓與輸入電流之比B.輸出電壓與輸出電流之比C.輸入電壓與輸出電流之比D.輸出電壓與輸入電流之比答案：A解析：輸入阻抗是衡量生物信號放大電路性能的重要指標(biāo)，它表示放大電路輸入端的電壓與電流之比。高輸入阻抗可以減少對信號源的影響，提高信號測量的準(zhǔn)確性。11.生物醫(yī)學(xué)工程中，用于測量腦電信號的設(shè)備主要是（）A.電阻應(yīng)變片B.電容式傳感器C.腦電圖機(jī)D.血壓計(jì)答案：C解析：腦電圖機(jī)是專門用于記錄大腦電活動(dòng)的設(shè)備，通過放置在頭皮上的電極采集腦電信號，并進(jìn)行放大和顯示。電阻應(yīng)變片主要用于測量應(yīng)變，電容式傳感器用于測量電容變化，血壓計(jì)用于測量血壓，這些設(shè)備都不適用于測量腦電信號。12.在生物信號處理中，希爾伯特變換的目的是（）A.放大信號B.提取信號的瞬時(shí)頻率C.降低信號噪聲D.增加信號帶寬答案：B解析：希爾伯特變換是一種數(shù)學(xué)變換，主要用于提取信號的瞬時(shí)頻率和瞬時(shí)相位。它可以將實(shí)信號轉(zhuǎn)換為解析信號，從而得到信號的瞬時(shí)特性。放大信號、降低信號噪聲和增加信號帶寬都不是希爾伯特變換的主要目的。13.腦電圖(EEG)信號中的α波通常出現(xiàn)在（）A.松弛睡眠狀態(tài)B.輕度睡眠狀態(tài)C.醒著且注意力集中狀態(tài)D.醒著且放松狀態(tài)答案：D解析：腦電圖(EEG)信號中的α波通常出現(xiàn)在人清醒且放松的狀態(tài)下，頻率約為8-12Hz。它在閉眼、安靜環(huán)境下更為明顯。α波在松弛睡眠狀態(tài)、輕度睡眠狀態(tài)和醒著且注意力集中狀態(tài)下均不明顯或表現(xiàn)為其他類型的波。14.生物信號處理中，常用的快速傅里葉變換(FFT)算法是基于（）A.離散余弦變換B.離散傅里葉變換C.小波變換D.傅里葉級數(shù)答案：B解析：快速傅里葉變換(FFT)是一種高效的算法，用于計(jì)算離散傅里葉變換(DFT)。它通過分解DFT運(yùn)算，將復(fù)雜的多項(xiàng)式乘法運(yùn)算轉(zhuǎn)換為簡單的位反轉(zhuǎn)序列的乘法運(yùn)算，從而大大提高了計(jì)算效率。離散余弦變換、小波變換和傅里葉級數(shù)是其他不同的信號處理工具，與FFT算法無關(guān)。15.生物信號放大電路中，共模電壓范圍是指（）A.輸入端允許的最大差模電壓B.輸入端允許的最大共模電壓C.輸出端允許的最大差模電壓D.輸出端允許的最大共模電壓答案：B解析：共模電壓范圍是指生物信號放大電路輸入端允許的最大共模電壓。共模電壓是指兩個(gè)輸入端相對于地的電壓差。超出共模電壓范圍可能會(huì)導(dǎo)致放大電路工作不正常甚至損壞。差模電壓是指兩個(gè)輸入端之間的電壓差。16.在生物信號處理中，交叉相關(guān)分析用于（）A.提取信號特征B.檢測信號中的周期成分C.比較兩個(gè)信號之間的相似性D.對信號進(jìn)行濾波答案：C解析：交叉相關(guān)分析是一種統(tǒng)計(jì)方法，用于比較兩個(gè)信號之間的相似性。它計(jì)算兩個(gè)信號在不同時(shí)間延遲下的相關(guān)系數(shù)，從而揭示它們之間的時(shí)間關(guān)系和依賴性。提取信號特征、檢測信號中的周期成分和對信號進(jìn)行濾波是其他不同的信號處理方法。17.生物信號處理中，常用的特征提取方法有（）A.能量計(jì)算B.頻率域分析C.時(shí)域分析D.以上都是答案：D解析：在生物信號處理中，常用的特征提取方法包括能量計(jì)算、頻率域分析、時(shí)域分析等。能量計(jì)算可以反映信號的整體強(qiáng)度，頻率域分析可以揭示信號的頻率成分，時(shí)域分析可以觀察信號在時(shí)間上的變化規(guī)律。這些方法可以提取不同的信號特征，以滿足不同的信號處理需求。18.心電圖(ECG)信號中的T波代表（）A.心房收縮B.心室收縮C.心室復(fù)極D.心房復(fù)極答案：C解析：心電圖(ECG)信號中的T波是心室復(fù)極時(shí)產(chǎn)生的電活動(dòng)，它在心電圖上表現(xiàn)為一個(gè)小的正向波峰。P波對應(yīng)心房收縮，QRS波群對應(yīng)心室收縮，T波對應(yīng)心室復(fù)極。19.生物信號處理中，常用的信號同步方法有（）A.硬件同步B.軟件同步C.時(shí)基同步D.以上都是答案：D解析：在生物信號處理中，常用的信號同步方法包括硬件同步、軟件同步和時(shí)基同步等。硬件同步通過共享時(shí)鐘信號來同步多個(gè)信號采集設(shè)備，軟件同步通過程序控制來同步信號采集和處理，時(shí)基同步通過精確的時(shí)間標(biāo)記來同步信號。這些方法可以確保多個(gè)信號在時(shí)間上的一致性，提高信號處理的精度和可靠性。20.生物信號放大電路中，輸入偏置電流是指（）A.輸入端的總電流B.輸入端的有效電流C.兩個(gè)輸入端電流之差D.兩個(gè)輸入端電流的平均值答案：D解析：輸入偏置電流是指生物信號放大電路兩個(gè)輸入端電流的平均值。它表示放大電路輸入端的靜態(tài)電流，用于補(bǔ)償放大電路內(nèi)部的失調(diào)電壓。輸入端的總電流、輸入端的有效電流和兩個(gè)輸入端電流之差都不是輸入偏置電流的定義。二、多選題1.生物醫(yī)學(xué)信號處理中，常見的噪聲來源有（）A.儀器本身的熱噪聲B.信號采集電極的接觸電阻變化C.電磁干擾D.生理本身的隨機(jī)波動(dòng)E.放大電路的失調(diào)電壓答案：ABCE解析：生物醫(yī)學(xué)信號處理中，噪聲來源多樣。儀器本身的熱噪聲源于電子元器件的隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)，是固有噪聲。信號采集電極的接觸電阻變化會(huì)導(dǎo)致信號失真和噪聲引入。電磁干擾來自外部電子設(shè)備或環(huán)境中的電磁場，會(huì)疊加在生物信號上。放大電路的失調(diào)電壓也會(huì)引入固定的直流噪聲。生理本身的隨機(jī)波動(dòng)雖然屬于信號本身的一部分，但有時(shí)也需要區(qū)分和處理。而選項(xiàng)D中的“生理本身的隨機(jī)波動(dòng)”通常被視為信號成分而非噪聲，盡管兩者界限有時(shí)不明顯。2.生物信號處理中，濾波器的設(shè)計(jì)方法主要有（）A.有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器設(shè)計(jì)B.無限沖激響應(yīng)(IIR)濾波器設(shè)計(jì)C.陷波濾波器設(shè)計(jì)D.基于窗函數(shù)的濾波器設(shè)計(jì)E.基于頻率采樣法的濾波器設(shè)計(jì)答案：ABDE解析：生物信號處理中，濾波器的設(shè)計(jì)方法多種多樣。FIR和IIR濾波器是兩種基本的數(shù)字濾波器類型，它們有不同的特性適用于不同的應(yīng)用場景。基于窗函數(shù)的設(shè)計(jì)方法是FIR濾波器設(shè)計(jì)的一種常用技術(shù)，通過選擇不同的窗函數(shù)來控制濾波器的頻率響應(yīng)和過渡帶特性?；陬l率采樣法主要用于FIR濾波器的快速設(shè)計(jì)或?qū)崿F(xiàn)。陷波濾波器雖然是一種特定類型的濾波器，但它的設(shè)計(jì)通?？梢詺w入FIR或IIR設(shè)計(jì)范疇，或者是利用其他特定技術(shù)實(shí)現(xiàn)，因此選項(xiàng)C可以視為濾波器的一種，但不如其他選項(xiàng)代表設(shè)計(jì)方法本身。選項(xiàng)E更像是FIR設(shè)計(jì)中的一個(gè)具體步驟或技術(shù)，而非獨(dú)立的設(shè)計(jì)方法類別。3.心電圖(ECG)信號分析中，常用的生理指標(biāo)有（）A.心率(HR)B.心律不齊檢測C.PR間期D.QRS波群寬度E.ST段偏移答案：ABCDE解析：心電圖(ECG)信號分析旨在提取多種生理信息。心率(HR)是衡量心臟跳動(dòng)頻率的指標(biāo)。心律不齊檢測是判斷心臟節(jié)律是否規(guī)整的重要分析內(nèi)容。PR間期代表心房到心室的傳導(dǎo)時(shí)間。QRS波群寬度反映心室除極的時(shí)間。ST段偏移與心肌缺血等病理狀態(tài)密切相關(guān)。這些都是ECG分析中常見的生理指標(biāo)。4.生物信號數(shù)字化過程中，采樣定理的內(nèi)容包括（）A.采樣頻率必須高于信號最高頻率B.采樣頻率必須低于信號最高頻率C.采樣過程中不能丟失信息D.采樣位數(shù)越高，信號保真度越好E.采樣必須均勻進(jìn)行答案：ACE解析：采樣定理（香農(nóng)采樣定理）指出，為了能夠無失真地恢復(fù)連續(xù)信號，采樣頻率必須大于信號中所含最高頻率分量的兩倍（A正確，B錯(cuò)誤）。這個(gè)定理的目的是保證從離散樣本中能夠重構(gòu)出原始連續(xù)信號，即采樣過程中不能丟失信息（C正確）。采樣必須均勻進(jìn)行是數(shù)字化的基本要求（E正確）。采樣位數(shù)（D）影響信號的動(dòng)態(tài)范圍和量化噪聲，但采樣定理本身并不直接規(guī)定位數(shù)，而是規(guī)定采樣頻率的下限。5.生物醫(yī)學(xué)工程中，常用的傳感器類型有（）A.電阻式傳感器B.電容式傳感器C.壓電式傳感器D.光纖式傳感器E.霍爾式傳感器答案：ABCD解析：生物醫(yī)學(xué)工程中廣泛應(yīng)用多種傳感器來采集生理信號或物理量。電阻式傳感器通過電阻變化來感知物理量（如應(yīng)變），常用于測量血壓、呼吸等。電容式傳感器通過電容變化來感知物理量（如距離、位移），可用于測量心音等。壓電式傳感器利用壓電效應(yīng)，將壓力或加速度轉(zhuǎn)換為電信號，可用于測量脈搏、震動(dòng)等。光纖式傳感器利用光纖的特性，可測量溫度、壓力、應(yīng)變等多種物理量，且具有抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)?；魻柺絺鞲衅髦饕糜跈z測磁場，在心臟起搏器等設(shè)備中有應(yīng)用，但不屬于最常用的生理信號傳感器類型之一。因此，ABCD是更符合“常用”描述的類型。6.生物信號處理中，信號的預(yù)處理步驟可能包括（）A.濾波B.滑動(dòng)平均C.采樣D.信號放大E.均值漂移校正答案：ADE解析：生物信號預(yù)處理旨在改善信號質(zhì)量，為后續(xù)分析做準(zhǔn)備。濾波（A）用于去除噪聲或不需要的頻率成分。信號放大（D）是采集前或采集中必要的步驟，以使信號達(dá)到可處理的幅度。均值漂移校正（E）用于去除由電極漂移、環(huán)境變化等引起的緩慢變化基線。采樣（C）通常是在信號調(diào)理之后、數(shù)字化之前進(jìn)行的，屬于信號采集環(huán)節(jié)的關(guān)鍵步驟，也可視為預(yù)處理的一部分，以確保滿足采樣定理要求?；瑒?dòng)平均（B）是一種簡單的濾波或去噪方法，有時(shí)也用于預(yù)處理，但它本身更側(cè)重于去噪效果，而濾波（A）是更通用的預(yù)處理步驟。在本題的常見語境下，濾波、放大、均值校正通常被認(rèn)為是核心預(yù)處理內(nèi)容，采樣是前提。如果將采樣視為預(yù)處理，則ABDE都有可能。但嚴(yán)格區(qū)分采集和預(yù)處理，采樣(C)可能更偏向采集。考慮到題干用“可能包括”，A、D、E是公認(rèn)的預(yù)處理步驟。B也是，但A、D、E代表性更強(qiáng)。如果必須選一個(gè)最核心的，濾波和放大是信號調(diào)理的核心。均值校正也是。采樣是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。題目沒有絕對限制，選ADE代表了濾波、放大、校正這幾個(gè)常見的預(yù)處理方向。7.腦電圖(EEG)信號分析中，頻段劃分通常依據(jù)（）A.α波B.β波C.θ波D.δ波E.頻率范圍答案：ABCDE解析：腦電圖(EEG)信號分析中，根據(jù)頻率范圍將信號劃分為不同的頻段，并賦予不同的名稱和生理意義。通常依據(jù)頻率范圍劃分為：θ波（約4-8Hz）、δ波（低于4Hz）、α波（約8-12Hz）、β波（約12-30Hz），更高頻率的有時(shí)也稱為γ波（高于30Hz）。這種劃分是基于不同腦電活動(dòng)狀態(tài)（如放松、睡眠、清醒、專注等）對應(yīng)的典型頻率范圍，因此α、β、θ、δ都是具體的頻段名稱，而頻率范圍是劃分的基礎(chǔ)。8.生物信號處理中，常用的數(shù)字信號處理工具包括（）A.快速傅里葉變換(FFT)B.小波變換C.自適應(yīng)濾波D.數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)E.統(tǒng)計(jì)分析軟件包答案：ABCDE解析：生物信號處理中，廣泛使用各種數(shù)字信號處理工具和技術(shù)?？焖俑道锶~變換(FFT)是進(jìn)行頻譜分析的核心工具。小波變換用于時(shí)頻分析，特別適用于非平穩(wěn)信號。自適應(yīng)濾波能夠根據(jù)信號特性自動(dòng)調(diào)整濾波參數(shù)，常用于噪聲抑制。數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)是構(gòu)建各種濾波器的理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)方法。統(tǒng)計(jì)分析軟件包（如MATLAB、Python的SciPy/NumPy/Pandas庫等）提供了實(shí)現(xiàn)上述各種處理以及進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和可視化所需的環(huán)境和函數(shù)。這些都是生物信號處理中常用的工具。9.生物信號放大電路設(shè)計(jì)中，需要考慮的主要參數(shù)有（）A.輸入阻抗B.共模抑制比(CMRR)C.增益D.噪聲系數(shù)E.輸出阻抗答案：ABCDE解析：生物信號放大電路的設(shè)計(jì)需要綜合考慮多個(gè)性能參數(shù)。輸入阻抗需要足夠高，以減少對微弱信號源的影響（A）。共模抑制比(CMRR)需要足夠高，以有效抑制共模噪聲（如電極漂移、電源干擾）（B）。增益需要根據(jù)信號幅度和后續(xù)處理要求來設(shè)定（C）。噪聲系數(shù)需要盡可能低，以減少放大電路自身引入的噪聲，保證信號質(zhì)量（D）。輸出阻抗需要匹配后續(xù)設(shè)備（如記錄儀、A/D轉(zhuǎn)換器），以保證信號的有效傳輸（E）。10.生物醫(yī)學(xué)信號處理的應(yīng)用領(lǐng)域包括（）A.醫(yī)學(xué)診斷B.醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)C.腦機(jī)接口D.假肢控制E.藥物研發(fā)答案：ABCDE解析：生物醫(yī)學(xué)信號處理技術(shù)應(yīng)用廣泛。在醫(yī)學(xué)診斷領(lǐng)域，用于分析ECG、EEG、EMG、血壓、血糖等信號，輔助醫(yī)生進(jìn)行疾病診斷和評估（A）。在醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)領(lǐng)域，用于遠(yuǎn)程監(jiān)測患者的生理狀態(tài)，如心率、呼吸、血壓等（B）。在腦機(jī)接口領(lǐng)域，用于解析EEG信號，實(shí)現(xiàn)人腦與外部設(shè)備之間的直接通信和控制（C）。在假肢控制領(lǐng)域，用于處理肌電信號(EMG)，控制假肢的運(yùn)動(dòng)（D）。在藥物研發(fā)領(lǐng)域，用于評估藥物對生理信號的影響，研究藥物作用機(jī)制等（E）。這些都是生物醫(yī)學(xué)信號處理的重要應(yīng)用方向。11.生物醫(yī)學(xué)信號處理中，常用的數(shù)字濾波器類型有（）A.低通濾波器B.高通濾波器C.帶通濾波器D.帶阻濾波器E.頻率采樣濾波器答案：ABCD解析：在生物醫(yī)學(xué)信號處理中，根據(jù)頻率響應(yīng)特性，常用的數(shù)字濾波器類型包括：低通濾波器（A），用于去除高于某個(gè)截止頻率的高頻噪聲；高通濾波器（B），用于去除低于某個(gè)截止頻率的低頻基線漂移或運(yùn)動(dòng)偽影；帶通濾波器（C），用于保留特定頻率范圍內(nèi)的信號，如心電信號的主要頻率成分；帶阻濾波器（D），用于去除特定頻率范圍內(nèi)的干擾信號，如50Hz或60Hz的工頻干擾。頻率采樣濾波器（E）是一種濾波器設(shè)計(jì)或?qū)崿F(xiàn)方法（通常指頻率采樣法設(shè)計(jì)FIR濾波器），而不是一個(gè)按功能劃分的濾波器類型。因此，ABCD是常見的濾波器類型。12.心電圖(ECG)信號分析中，可以提取的生理參數(shù)有（）A.心率(HR)B.PR間期C.QRS波群寬度D.ST段偏移E.心律不齊(心律失常)檢測答案：ABCDE解析：心電圖(ECG)信號分析是臨床應(yīng)用最廣泛的心臟功能評估方法之一。從ECG信號中可以提取多種有價(jià)值的生理參數(shù)。心率(HR)反映心臟每分鐘跳動(dòng)的次數(shù)。PR間期代表心房激動(dòng)到心室激動(dòng)的傳導(dǎo)時(shí)間，與房室傳導(dǎo)功能相關(guān)。QRS波群寬度反映心室除極的時(shí)間，寬QRS可能提示室性心律失?；蛐募〔∽儭T段偏移是心肌缺血等病理狀態(tài)的重要標(biāo)志。心律不齊(心律失常)檢測是ECG分析的重要內(nèi)容，包括識別早搏、心動(dòng)過速、心動(dòng)過緩等。這些參數(shù)都是ECG分析中常見的生理指標(biāo)。13.生物信號數(shù)字化過程中，采樣定理的意義在于（）A.保證能夠無失真地重建原始信號B.避免頻譜混疊C.確定最小采樣頻率D.提高信號的信噪比E.減少量化誤差答案：ABC解析：生物信號數(shù)字化過程中的采樣定理（香農(nóng)采樣定理）主要解決的是如何從連續(xù)信號準(zhǔn)確地獲取離散樣本，以便后續(xù)進(jìn)行數(shù)字處理。其核心意義在于：首先，它指出了為了避免信息丟失，采樣頻率必須高于信號中所含最高頻率分量的兩倍（C），這是確定最小采樣頻率的理論依據(jù)。其次，只有滿足這個(gè)條件，才能通過理想濾波器從離散樣本中無失真地重建原始連續(xù)信號（A），從而避免高頻分量混疊到低頻區(qū)域（B）。采樣定理本身不直接涉及提高信噪比（D）或減少量化誤差（E），信噪比主要與放大電路和A/D轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)有關(guān)，量化誤差主要與采樣位數(shù)有關(guān)。14.生物醫(yī)學(xué)工程中，常用的傳感器敏感元件材料有（）A.金屬B.半導(dǎo)體C.陶瓷D.水晶E.高分子聚合物答案：ABCDE解析：生物醫(yī)學(xué)工程中使用的傳感器種類繁多，其敏感元件材料也多種多樣。金屬（A）如鉑、金、銀等常用于熱電偶、電阻應(yīng)變片等。半導(dǎo)體（B）如硅、鍺、壓電晶體等是許多傳感器（如壓電傳感器、光電二極管）的核心材料。陶瓷（C）如壓電陶瓷、氧化鋅等具有優(yōu)異的力學(xué)和電學(xué)性能，用于壓電傳感器、生物傳感器等。水晶（D）特別是石英晶體具有穩(wěn)定的壓電效應(yīng)，常用于高頻計(jì)時(shí)和加速度計(jì)。高分子聚合物（E）如某些導(dǎo)電聚合物、離子交換膜等，在化學(xué)傳感器、生物傳感器等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。這些材料都是生物醫(yī)學(xué)傳感器中常用的敏感元件材料。15.生物信號處理中，濾波器的性能指標(biāo)通常包括（）A.截止頻率B.增益C.帶寬D.阻帶衰減E.相位延遲答案：ABCDE解析：在生物信號處理中，為了評價(jià)和選擇合適的濾波器，通常會(huì)考慮多個(gè)性能指標(biāo)。截止頻率（A）是區(qū)分通帶和阻帶的邊界頻率。增益（B）表示濾波器在通帶內(nèi)的放大程度。帶寬（C）通常指濾波器通過或允許通過的頻率范圍，與截止頻率和濾波器類型有關(guān)。阻帶衰減（D）表示濾波器在阻帶內(nèi)的抑制能力，即對不需要頻率成分的抑制程度。相位延遲（E）表示濾波器對不同頻率信號引入的相位變化，對于某些應(yīng)用（如心電信號分析）需要考慮，以避免波形失真。這些指標(biāo)共同描述了濾波器的特性。16.腦電圖(EEG)信號分析中，常見的頻段劃分及其大致頻率范圍有（）A.θ波（4-8Hz）B.α波（8-12Hz）C.β波（12-30Hz）D.δ波（<4Hz）E.γ波（>30Hz）答案：ABCDE解析：腦電圖(EEG)信號分析中，根據(jù)頻率范圍將信號劃分為不同的頻段，這些頻段通常與不同的生理狀態(tài)或腦功能相關(guān)。θ波（D）通常出現(xiàn)在兒童或成人深度睡眠時(shí)，頻率低于4Hz。α波（B）通常在清醒、放松、閉眼時(shí)出現(xiàn)，頻率范圍約8-12Hz。β波（C）通常在清醒、專注、活動(dòng)時(shí)出現(xiàn)，頻率范圍約12-30Hz。δ波（D）出現(xiàn)在深度睡眠或無意識狀態(tài)，頻率最低。γ波（E）頻率高于30Hz，其生理意義仍在研究中，但在某些專注或癲癇發(fā)作時(shí)可能增強(qiáng)。這種基于頻率的劃分是EEG分析的基礎(chǔ)。17.生物信號處理中，常用的去噪方法有（）A.濾波B.小波閾值去噪C.自適應(yīng)濾波D.波形平均E.均值濾波答案：ABCDE解析：生物信號處理中，由于各種原因（如電極接觸不良、環(huán)境干擾、生理運(yùn)動(dòng)等）會(huì)引入噪聲，需要采用多種方法進(jìn)行去除或抑制。濾波（A）是基本的去噪手段，通過選擇合適的濾波器去除特定頻率的噪聲。小波閾值去噪（B）利用小波變換的多分辨率特性，對細(xì)節(jié)系數(shù)進(jìn)行閾值處理來去除噪聲。自適應(yīng)濾波（C）能夠根據(jù)信號的統(tǒng)計(jì)特性自動(dòng)調(diào)整濾波系數(shù)，有效抑制未知或時(shí)變的噪聲。波形平均（D）通過平均多個(gè)相似的信號周期來消除隨機(jī)噪聲的疊加效應(yīng)，常用于ECG信號去噪。均值濾波（E）是一種簡單的線性濾波方法，通過計(jì)算局部鄰域內(nèi)的均值來平滑信號，對脈沖噪聲有一定抑制效果。這些方法在生物信號處理中都有應(yīng)用。18.生物醫(yī)學(xué)信號處理中，信號的采樣過程包括（）A.信號調(diào)理B.采樣保持C.量化D.編碼E.低通濾波答案：ABCE解析：生物醫(yī)學(xué)信號的數(shù)字化過程通常包括采樣、量化、編碼等步驟。采樣（B）是將連續(xù)時(shí)間模擬信號轉(zhuǎn)換為離散時(shí)間序列的過程。這個(gè)過程之前通常需要進(jìn)行信號調(diào)理（A），如放大、濾波（特別是抗混疊低通濾波，E）以適應(yīng)采樣器和A/D轉(zhuǎn)換器的要求。采樣之后是保持（Hold）階段，即在每個(gè)采樣點(diǎn)保持信號值，以便A/D轉(zhuǎn)換器有足夠時(shí)間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。量化（C）是將采樣后的模擬電壓值轉(zhuǎn)換為有限的數(shù)字值的過程。編碼（D）是將量化后的數(shù)字值轉(zhuǎn)換為特定的二進(jìn)制碼表示。雖然量化通常緊隨采樣保持之后，編碼緊隨量化之后，但在描述整個(gè)采樣階段時(shí)，采樣保持、量化、編碼都是數(shù)字化不可或缺的部分。題目問“采樣過程包括”，可以理解為包含采樣及相關(guān)必要步驟。信號調(diào)理和抗混疊濾波是采樣前的準(zhǔn)備步驟，是保證采樣有效性的前提。因此，ABCE涵蓋了采樣前準(zhǔn)備、采樣本身及采樣后數(shù)字化關(guān)鍵步驟。19.生物信號放大電路設(shè)計(jì)中，為了提高共模抑制比(CMRR)，可以采取的措施有（）A.采用差分放大器結(jié)構(gòu)B.提高電源對稱性C.增大差模增益D.減小輸入偏置電流E.使用匹配的元器件答案：ABE解析：共模抑制比(CMRR)是衡量差分放大器抑制共模信號（兩個(gè)輸入端電壓相同）能力的指標(biāo)。為了提高CMRR，可以采取以下措施：采用差分放大器結(jié)構(gòu)（A）是提高CMRR的基礎(chǔ)，差分放大器對差模信號放大，對共模信號抑制。提高電源對稱性（B）可以減少電源引入的共模干擾。使用匹配的元器件（E），特別是輸入級晶體管或運(yùn)算放大器，可以使得放大器對兩個(gè)輸入端的共模信號具有更一致的響應(yīng)，從而提高CMRR。增大差模增益（C）本身并不直接影響CMRR的數(shù)值，CMRR是差模增益與共模增益的比值。減小輸入偏置電流（D）主要影響靜態(tài)工作點(diǎn)和電路的噪聲性能，對CMRR的直接影響較小。因此，主要措施是A、B、E。20.生物醫(yī)學(xué)信號處理系統(tǒng)通常包含（）A.信號采集模塊B.信號調(diào)理模塊C.信號數(shù)字化模塊D.信號處理與分析模塊E.人機(jī)交互界面答案：ABCDE解析：一個(gè)完整的生物醫(yī)學(xué)信號處理系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)從原始信號到有用信息的轉(zhuǎn)換，通常包含多個(gè)功能模塊。信號采集模塊（A）負(fù)責(zé)使用傳感器采集生理信號。信號調(diào)理模塊（B）對采集到的信號進(jìn)行放大、濾波、去噪等處理，使其適合后續(xù)處理。信號數(shù)字化模塊（C）將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便進(jìn)行數(shù)字計(jì)算。信號處理與分析模塊（D）應(yīng)用各種算法對數(shù)字信號進(jìn)行處理、分析，提取有用信息或特征。人機(jī)交互界面（E）用于顯示結(jié)果、設(shè)置參數(shù)、與用戶交互。這些模塊共同構(gòu)成了一個(gè)完整的生物醫(yī)學(xué)信號處理系統(tǒng)。三、判斷題1.采樣定理指出，為了無失真地重建任何信號，采樣頻率必須大于該信號最高頻率的兩倍。（）答案：錯(cuò)誤解析：采樣定理（香農(nóng)采樣定理）指出，為了能夠**從離散樣本中無失真地重建**一個(gè)**帶限**的連續(xù)信號，采樣頻率必須大于該信號**最高頻率分量**的兩倍。題目中“任何信號”的表述過于絕對，忽略了信號必須是帶限的前提條件。如果一個(gè)信號不是帶限的，即使?jié)M足采樣定理的條件，也無法無失真地重建原始信號。2.心電圖(ECG)中的P波代表心室收縮。（）答案：錯(cuò)誤解析：在心電圖(ECG)中，P波代表心房除極（激動(dòng)）產(chǎn)生的電活動(dòng)，它是心電圖中最早出現(xiàn)的波。QRS波群代表心室除極產(chǎn)生的電活動(dòng)。心室收縮對應(yīng)QRS波群。3.噪聲總是對生物醫(yī)學(xué)信號處理產(chǎn)生負(fù)面影響。（）答案：錯(cuò)誤解析：噪聲確實(shí)會(huì)干擾對生物醫(yī)學(xué)信號的準(zhǔn)確分析，降低信噪比，影響診斷或監(jiān)測的準(zhǔn)確性。但是，在某些特定情況下，引入的“噪聲”或經(jīng)過處理的信號形式（如偽隨機(jī)噪聲）也可能被有意利用，例如在功能性磁共振成像(fMRI)中，血氧水平依賴(BOLD)信號就是大腦活動(dòng)引起的微弱信號變化，需要從背景噪聲中提取。因此，不能絕對地說噪聲總是產(chǎn)生負(fù)面影響。4.數(shù)字濾波器比模擬濾波器具有更好的穩(wěn)定性和可靠性。（）答案：正確解析：數(shù)字濾波器是基于數(shù)字信號處理技術(shù)構(gòu)建的，其系數(shù)是固定的，不受溫度、元件老化等物理因素影響，因此具有更好的穩(wěn)定性和可靠性。相比之下，模擬濾波器由電阻、電容、運(yùn)放等模擬元器件構(gòu)成，這些元器件的參數(shù)會(huì)隨環(huán)境變化和工作時(shí)間延長而漂移，導(dǎo)致濾波特性變化，穩(wěn)定性相對較差。5.生物信號都是連續(xù)的、周期性的信號。（）答案：錯(cuò)誤解析：生物信號（如心電、腦電、肌電等）本質(zhì)上是連續(xù)的、隨時(shí)間變化的信號，反映了生理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)活動(dòng)。然而，這些信號絕大多數(shù)是非周期性的，即使在看似規(guī)律的生命活動(dòng)中（如心跳），也存在個(gè)體差異、隨年齡變化、受情緒和生理狀態(tài)影響，使得信號波形在相鄰周期間并不完全相同。只有少數(shù)信號可能表現(xiàn)出近似周期性，例如某些呼吸信號。6.共模抑制比(CMRR)越高，生物信號放大電路受共模干擾的影響越小。（）答案：正確解析：共模抑制比(CMRR)是衡量差分放大電路抑制共模信號（兩個(gè)輸入端電壓相同）能力的參數(shù)。CMRR越高，表示放大電路對共模信號的放大倍數(shù)越小，即抑制共模信號的能力越強(qiáng)。在生物醫(yī)學(xué)信號測量中，電極漂移、電源干擾等常表現(xiàn)為共模信號，因此CMRR越高，放大電路受這些共模干擾的影響就越小，能夠更準(zhǔn)確地放大微弱的差模生理信號。7.量化位數(shù)越多，數(shù)字化信號的分辨率越高，但信噪比也越高。（）答案：正確解析：量化位數(shù)決定了數(shù)字化信號的分辨率，即能夠區(qū)分的最小電壓變化量。量化位數(shù)越多，分辨率越高，能夠更精確地表示原始模擬信號的幅度。根據(jù)量化噪聲理論，量化噪聲的均方根值與量化位數(shù)成反比，因此量化位數(shù)越多，量化噪聲越小，進(jìn)而使得信號的信噪比(SNR)越高。8.小波變換只能用于分析非平穩(wěn)信號。（）答案：錯(cuò)誤解析：小波變換是一種時(shí)頻分析方法，它既有良好的時(shí)間