2025年高職電子信息工程技術(shù)（信號(hào)處理）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本大題共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.以下哪種信號(hào)屬于模擬信號(hào)？A.計(jì)算機(jī)中的數(shù)字音頻信號(hào)B.收音機(jī)接收到的音頻信號(hào)C.數(shù)字電視信號(hào)D.手機(jī)中的短信信號(hào)答案：B2.信號(hào)的頻譜是指信號(hào)在什么域上的分布？A.時(shí)間域B.頻率域C.幅度域D.相位域答案：B3.對(duì)于周期信號(hào)，其頻譜具有什么特點(diǎn)？A.離散性、諧波性、收斂性B.連續(xù)性、諧波性、收斂性C.離散性、非諧波性、收斂性D.離散性、諧波性、發(fā)散性答案：A4.下列哪種濾波器可以有效去除信號(hào)中的高頻噪聲？A.低通濾波器B.高通濾波器C.帶通濾波器D.帶阻濾波器答案：A5.信號(hào)的功率譜密度反映了信號(hào)功率在什么上的分布？A.時(shí)間B.頻率C.幅度D.相位答案：B6.數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中，量化誤差屬于哪種噪聲？A.加性噪聲B.乘性噪聲C.量化噪聲D.熱噪聲答案：C7.以下哪種變換常用于信號(hào)的頻域分析？A.傅里葉變換B.拉普拉斯變換C.Z變換D.以上都是答案：D8.對(duì)于線性時(shí)不變系統(tǒng)，其輸出信號(hào)的頻譜與輸入信號(hào)頻譜的關(guān)系是？A.輸出頻譜等于輸入頻譜乘以系統(tǒng)的頻率響應(yīng)B.輸出頻譜等于輸入頻譜除以系統(tǒng)的頻率響應(yīng)C.輸出頻譜等于輸入頻譜加上系統(tǒng)的頻率響應(yīng)D.輸出頻譜等于輸入頻譜減去系統(tǒng)的頻率響應(yīng)答案：A9.信號(hào)的采樣頻率必須滿足什么條件才能無(wú)失真恢復(fù)原信號(hào)？A.采樣頻率大于等于信號(hào)最高頻率的2倍B.采樣頻率小于等于信號(hào)最高頻率的2倍C.采樣頻率等于信號(hào)最高頻率D.采樣頻率與信號(hào)最高頻率無(wú)關(guān)答案：A10.以下哪種窗函數(shù)可以有效減少頻譜泄漏？A.矩形窗B.漢寧窗C.哈明窗D.布萊克曼窗答案：D第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共20分）答題要求：本大題共10小題，每小題2分。請(qǐng)?jiān)跈M線上填上正確答案。1.信號(hào)是信息的______。答案：載體2.模擬信號(hào)是在時(shí)間和幅度上都______的信號(hào)。答案：連續(xù)3.數(shù)字信號(hào)是在時(shí)間和幅度上都______的信號(hào)。答案：離散4.信號(hào)的時(shí)域描述是信號(hào)隨______的變化情況。答案：時(shí)間5.信號(hào)的頻域描述是信號(hào)在______上的分布情況。答案：頻率6.濾波器的截止頻率是指濾波器對(duì)信號(hào)衰減______dB時(shí)的頻率。答案：37.數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)主要由______、______和______組成。答案：輸入接口、數(shù)字處理器、輸出接口8.離散傅里葉變換（DFT）是對(duì)______信號(hào)進(jìn)行的頻域分析。答案：離散序列9.快速傅里葉變換（FFT）是一種高效計(jì)算______的算法。答案：DFT10.信號(hào)的功率等于信號(hào)幅度的______。答案：平方的均值三、簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每小題5分。簡(jiǎn)要回答問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的優(yōu)缺點(diǎn)。答案：模擬信號(hào)優(yōu)點(diǎn)是直觀、抗干擾能力強(qiáng)；缺點(diǎn)是不易存儲(chǔ)、處理精度有限。數(shù)字信號(hào)優(yōu)點(diǎn)是精度高、易存儲(chǔ)處理、便于傳輸；缺點(diǎn)是抗干擾能力相對(duì)弱些，對(duì)采樣和量化要求高。2.什么是信號(hào)的頻譜分析？有什么作用？答案：信號(hào)的頻譜分析是將信號(hào)從時(shí)域轉(zhuǎn)換到頻域進(jìn)行分析。作用是能了解信號(hào)的頻率成分，可用于信號(hào)濾波、特征提取、故障診斷等，比如分析音頻信號(hào)頻譜可確定其包含的頻率成分，對(duì)通信信號(hào)頻譜分析可進(jìn)行頻率分配等。3.簡(jiǎn)述濾波器的分類及各自特點(diǎn)。答案：低通濾波器讓低頻信號(hào)通過(guò)，抑制高頻信號(hào)；高通濾波器讓高頻信號(hào)通過(guò)，抑制低頻信號(hào)；帶通濾波器讓特定頻段信號(hào)通過(guò)，抑制其他頻段；帶阻濾波器抑制特定頻段信號(hào)，讓其他頻段通過(guò)。4.說(shuō)明離散傅里葉變換（DFT）的原理。答案：DFT是將離散時(shí)間序列從時(shí)域變換到頻域。通過(guò)對(duì)序列乘以復(fù)指數(shù)序列并求和，得到頻域上的離散頻譜。它把時(shí)域信號(hào)的離散值通過(guò)特定計(jì)算轉(zhuǎn)換為頻域上的離散值，反映信號(hào)的頻率特性。四、分析題（共15分）材料：已知某信號(hào)x(n)={1,2,3,4,5}，對(duì)其進(jìn)行離散傅里葉變換（DFT）。答題要求：請(qǐng)計(jì)算該信號(hào)的DFT結(jié)果，并分析其頻譜特點(diǎn)。答案：首先計(jì)算DFT，根據(jù)DFT公式X(k)=∑x(n)e^(-j2πkn/N)（N=5）。當(dāng)k=0時(shí)，X(0)=1+2+3+4+5=15；當(dāng)k=1時(shí)，X(1)=1+2e^(-j2π/5)+3e^(-j4π/5)+4e^(-j6π/5)+5e^(-j8π/5)；當(dāng)k=2時(shí)，X(2)=1+2e^(-j4π/5)+3e^(-j8π/5)+4e^(-j12π/5)+5e^(-j16π/5)；當(dāng)k=3時(shí)，X(3)=1+2e^(-j6π/5)+3e^(-j12π/5)+...；當(dāng)k=4時(shí)，X(4)=1+2e^(-j8π/5)+3e^(-j16π/5)+...。頻譜特點(diǎn)：該信號(hào)的DFT結(jié)果是一個(gè)離散的頻譜，在k=0處有一個(gè)較大的值，隨著k的增加，頻譜值呈現(xiàn)出周期性變化，反映了原信號(hào)的頻率成分分布。五、設(shè)計(jì)題（共15分）材料：設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字濾波器，用于去除某信號(hào)中的50Hz干擾。答題要求：請(qǐng)描述濾波器的設(shè)計(jì)思路、選擇合適的濾波器類型，并說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)該濾波器。答案：設(shè)計(jì)思路：因?yàn)橐コ?0Hz干擾，所以選擇帶阻濾波器。合適的濾波器類型為IIR帶阻濾波器。實(shí)現(xiàn)方法：首先確定采樣頻率，根據(jù)采樣