信息处理复习题(含答案)

数字地震信号处理试题库（客观题）
选择题（单选30）：
1、地震波中某震相的周期为20秒，其频率为：
A.0.05Hz
B. 20Hz.
C. 20秒
D. 0.05秒( A)
2、两个8Hz和10Hz的简谐振动合成后，其中的频率成分为：
A. 8Hz, 10Hz, 18Hz, 2Hz
B. 10Hz, 8Hz
C. 2Hz, 18Hz
D. 2Hz, 10Hz (B)
3、某体波震相的频率为2Hz, 用25Hz的采样频率采样后，其周期为：
A.2秒
B. 0.5秒
C. 23Hz
D. 23秒(B)
4、分析地震波中含有的频率成分的正确变换为：
A. Fourier变换
B. Laplace变换
C. Z变换
D. Walsh变换（A）
5、描述模拟系统传递函数采用：
A.时间域
B. 空间域
C. Z域
D. Laplace域（D）
6、描述数字系统传递函数采用：
A.时间域
B. 空间域
C. Z域
D. Laplace域(C)
7、将时间域中的数字信号进行移位，频率域中改变的是
A. 振幅谱
B. 相位谱
C. 功率谱
D. 高密度谱(B)
8、以20Hz的采样频率对最高频率为5Hz的信号进行采样，其Nyquist频率为：
A. 20Hz
B. 10Hz
C. 5Hz
D. 15Hz (B)
9、以10Hz的采样频率对频率为8Hz的信号采样后，数字信号频率为：
A. 10Hz
B. 8Hz
C. 2Hz
D. 18Hz (C)
10、以10Hz的采样频率对频率为12Hz的信号采样后，数字信号频率为：
A. 10Hz
B. 8Hz
C. 2Hz
D. 12Hz (C)
11、下列滤波器中，具有最优的线性相频的是：
A. 椭圆滤波器
B. Bessel 滤波器
C. Chebyshev滤波器
D. Butterworth滤波器
（B）
12、在相同的设计阶数下，下列滤波器过渡带要求最窄的为：
A. 椭圆滤波器
B. Bessel 滤波器
C. Chebyshev滤波器
D. Butterworth滤波器
(A)
13、要求去除信号中的低频干扰成分，采用的滤波器为：
A.高通滤波器
B.低通滤波器C带通滤波器 D.带阻滤波器（A）
14、通带内具有最大平坦的频率特性的滤波器为：
A. 椭圆滤波器
B. Chebyshev I 滤波器
C. ChebyshevII滤波器
D. Butterworth 滤波器（D）
15、完全线性相位的滤波器为：
A. Bessel 滤波器
B. FIR滤波器
C. IIR滤波器D椭圆滤波器(B)
16、计算机不可能处理无限长数据，将截断数据进行分析相当于将无限长数据加上
A:Bartlett窗B. 三角窗 C. Kaiser窗 D. 矩形窗（D）
17、宽带地震仪的“宽带”是指：
A. 通带范围大
B.阻带范围大
C.动态范围大
D. 过渡带宽（A）
23、图1为对1Hz的采样频率采样后进行Fourier分析得到的振幅谱，则信号中含有的
频率成分为：
A. 0.12Hz, 0.24Hz, 0.76Hz, 0.88Hz
B. 0.12Hz, 0.88Hz
C. 0.24Hz, 0.76Hz
D.
0.12Hz, 0.24Hz （D）
24、图1为对1Hz的采样频率采样后进行Fourier分析得到的振幅谱，其中的Nyquist
频率是：
A. 1Hz
B. 0.14Hz
C. 0.28Hz
D. 0.5Hz (D)
29、某模拟信号含有3Hz、5Hz和8Hz的周期信号，若使信号采样后不失真，采样周期
应为
A. 0.3秒
B. 0.15秒
C. 0.05秒
D. 0.08秒(C)
30、运用滤波器对某信号进行滤波，等价于
A.滤波器的传递函数与脉冲响应的乘积。

B.滤波器的脉冲响应与信号的卷积。

C.滤波器的脉冲响应与信号的乘积。

D.滤波器的脉冲响应与频率域中的信号表示的乘积。

(B)
31、运用窗函数设计数字滤波器，下面叙述正确的是：
A.滤波器的脉冲响应为理论脉冲响应和窗函数时间域的乘积。

B.滤波器的脉冲响应为理论脉冲响应和窗函数频率域的乘积。

C.滤波器的脉冲响应为理论传递函数和窗函数时间域的乘积。

D.滤波器的脉冲响应为理论传递函数和窗函数频率域的乘积。

（A）
32、如图3所示的滤波器的输入信号（上图）和输出信号（下图），则该滤波器为：
A. 低通滤波器
B. 高通滤波器
C. 全通滤波器
D. 模拟滤波器( A)
33、如图4所示的滤波器的输入信号（上图）和输出信号（下图），则该滤波器为：
图4
34、若远震地震波记录被爆破信号“污染”，预分析远震地震波记录，最有可能采用的
滤波器为：
A. 低通滤波器
B. 高通滤波器
C. 带通滤波器
D. 带阻滤波器(A)
选择题（多选20）：
1、描述振动的三个要素为
A. 振幅
B.频率
C.周期
D.初相位(ABD或ACD)
2、合成拍频的同一直线上的两个振动应为：
A. 皆为简谐振动
B. 振幅相差不大
C. 频率相差不大
D. 初相相差不大（ABC）
3、信号中含有的最高频率为10Hz，为了不失真地反映信号的特征，采样频率应为：
A. 25Hz
B. 28Hz
C. 15Hz
D. 18Hz (AB)
4、运用Fourier变换可以分析：
A. 频率随时间的变化
B. 振幅随频率的变化
C. 初相随频率的变化
D. 相位随时间
的变化（BC）
5、欲提高数据频谱密度，采用的方法是：
A. 增加数据长度
B. 增加分析的频率范围
C. 增加采样时间
D. 在数据末尾加零(ACD)
6、信号经过系统无失真传输的条件为：
A. 系统的幅频响应为常数
B. 信号必须是衰减的
C. 信号的幅值在一定范围内
D. 相频响应与频率成线性关系(AD)
7、滤波器的性能指标为：
A. 通带波纹
B.阻带衰减
C. 滤波信号的最高频率
D.过渡带宽(ABD)
8、下列滤波器中，通带具有振荡波纹的滤波器为
A. 椭圆滤波器
B. Chebyshev II 滤波器
C. Chebyshev I滤波器
D. Butterworth滤波器(AC)
9、下列滤波器中，阻带具有振荡波纹的滤波器为
A. 椭圆滤波器
B. Chebyshev II 滤波器
C. Chebyshev I滤波器
D. Butterworth滤波器(AB)
10、下列滤波器中，传递函数中不具有零点的为
A. 椭圆滤波器
B. Chebyshev II 滤波器
C. Chebyshev I滤波器
D. Butterworth滤波器(CD)
11、下列滤波器中，阶数越高越接近矩形特性的为：
A. 椭圆滤波器
B. Chebyshev II 滤波器
C. Chebyshev I滤波器
D. Butterworth滤波器（ABCD）
12、将模拟滤波器转换为数字滤波器的方法为：
A. 矩阵变换法
B.脉冲响应不变法
C. Laplace变换法
D. 双线性变换法(BD)
13、随机信号的数字特征为：
A. 均值
B.方差
C. 均方值D最大值（ABC）
14、设计FIR数字滤波器可选择的窗函数为：
A. Burgmann窗
B. Hanning窗
C.Bartlett窗
D. Hanning窗（BCD）
15、描述滤波器特性的有：
A. 脉冲响应
B. 传递函数
C. 阶跃响应
D. 脉冲函数（ABC）
16、功率谱的估计方法有
A. 周期图法
B.最大熵谱法
C. 脉冲响应不变法
D.多信号分类法（ABD）
17、在记录的模拟信号转换为数字信号之前，为防止采样的混叠，经常采用的技术为：
A. 将模拟信号经低通模拟滤波滤除能够产生混叠的高频信号。

B. 将模拟信号经高通
模拟滤波滤除能够产生混叠的低频信号。

C. 将模拟信号经带通滤波滤除能够产生混叠的频率信号。

D. 采用过采样技术采样，然后运用设计的数字滤波器进行滤波，再进行采样率转换。

（AD）
18、运用脉冲响应不变法将模拟滤波器转换为数字滤波器，能产生混叠效应的有：
A. 高通滤波器
B. 低通滤波器
C. 带通滤波器
D. 带阻滤波器（AD）
19、关于双线性变换法，描述正确的是：
A.双线性变换法只能用于低通和带通滤波器。

place平面到z平面的映射是非线性的。

C.模拟角频率和数字角频率的关系是非线性的。

D.双线性变换法将Laplace平面的整个频率轴映射到z域的一个频率周期内。

（BCD）
20、关于脉冲响应不变法，下面叙述正确的是：
A.数字滤波器的脉冲响应为模拟滤波器脉冲响应的采样值。

B.数字角频率和模拟角频率的关系是非线性的。

C.不适用于高通和带阻滤波器。

D.不适用于低通和带通滤波器。

（AC）
判断题（50）：
1、在同一直线上两个频率不同简谐振动合成中，尽管会出现拍频等复杂的振动形态，但合
成后的频率成分不会改变。

（）对
2、振幅谱就是振幅随频率的变化。

（）对
3、在同一直线上两个频率相同简谐振动合成中，合成振动会出现干涉相消和干涉相长。

（）对
4、为了不失真地反映信号，应根据信号的初相位选择采样频率。

（）错（根据信号中的
最大频率）
5、脉冲δ函数具有采样特性。

（）对
6、脉冲δ函数的Fourier变换和Laplace变换均为1。

（）对
7、脉冲δ函数与任何函数卷积后，函数会改变。

（）错（不改变）
8、Fourier变换只能分析出信号中的振幅随频率的变化。

（）错（和初相位随频率的变化）
9、偶函数的Fourier变换为纯虚函数。

（）错（实函数）
10、奇函数的Fourier的Fourier变换为纯虚函数。

（）对
11、两个函数在时间域的内的卷积等价于在频率域或Laplace域中的乘积。

（）对
12、快速Fourier变换与Fourier变换并无本质区别，只是Fourier变换的一种快速算法。

（）对
13、某数据段末尾加多个零后进行Fourier变换只会增加谱密度、不会改变信号频率的
分辨率。

（）对
14、利用频率域中某震相的振幅谱可以不失真地恢复原始波形。

（）错（振幅谱
和相位谱）
15、 利用Fourier 变换只能分析信号中所含有的某频率的相对振幅，不能确切得到绝对
振幅。

（ ）错 （能得到绝对振幅）
16、 将信号进行移位后，一般不会改变信号的相位谱。

（ ）错 （改为振幅谱）
17、 将数据长度为N 的信号x(n) （n=0,1,…,N-1）在频率域中的表示的数字信号移位
i ，即得到X(k-i),i=1,…,N-1，时间域中对应部分应为x(n)N ki j e
π2。

( ) 对 18、
系统的脉冲响应是指系统输入一个阶跃函数时系统的输出。

（ ） 错（脉冲函数） 19、
系统的阶跃响应是指系统输入一个阶跃函数时系统的输出。

（ ） 对 20、 滤波器幅频响应)(ωj H 的分贝表示为)(log 10ωj H （ ）错 )(l o g 20ωj H
21、 设计的模拟滤波器均有极点。

（ ）对
22、 滤波器可分为有限冲激响应和无限冲激响应滤波器。

（ ）对
23、 运用双线性变换法将高通和带阻模拟滤波器转换为数字滤波器时会出现频率混叠。

（ ）错。

（脉冲响应不变法）
24、 双线性变换法将模拟滤波器转换为数字滤波器时，模拟角频率和数字角频率之间的
关系是线性的。

（ ）错（非线性）
25、 选择滤波器最小阶数的目的是在满足滤波性能指标的条件下，使滤波器的运算速度
最快。

（ ） 对
26、 在相同的阶数下，FIR 滤波器的过渡带宽取决于窗函数的类型。

（ ）对
27、 对于相同的窗函数的FIR 滤波器，阶数越高，过渡带越宽。

（ ）错 （窄）
28、 随着窗函数宽度的增大，窗函数的主瓣宽度会减小，但不改变旁瓣的相对值。

（ ）
对
29、 FIR 滤波器幅频特性过渡带两侧的肩峰和波纹是窗函数频率响应的旁瓣引起的。

（ ）对
30、 系统频率响应可分为幅频响应和相频响应。

（ ）对
31、 宽频带地震仪记录可仿真到宽频带仪通带所包括的任何窄带地震仪上。

（ ）对
32、 设计的滤波器过渡带越宽，滤波器的性能越好。

（ ）错 （窄）
33、 设计滤波器的通带波纹下降分贝数越大，滤波器的性能越好。

（ ）错 （小）
34、 设计滤波器的阻带衰减下降分贝数越大，滤波器的性能越好。

（ ）对
35、 同一直线上两个不同频率振动的信号振幅分别为A1和A2，则将这两个信号合成
后的振幅为A1+A2。

( )错
36、 数据长度越短，Fourier 变换后对频率成分的分辨越清楚。

（ ）错 （模糊）
37、 任何一个函数都可以分解为偶函数和奇函数两部分之和。

（ ）对
38、 设计相同幅频特性性能指标的滤波器，IIR 数字滤波器的阶数要高于FIR 数字滤波
器的阶数。

（ ）错 （小于）
39、 设计好的IIR 数字滤波器的截止频率对于采样率为Fn 1的信号为fc 1Hz,对于采样率
为Fn 2Hz 的信号为11
2fc Fn Fn Hz 。

（ ）对 40、 地震仪能够不失真地记录地面运动。

（ ）错
41、 两个均值为零且具有相同频率的周期信号的互相关函数保留原信号幅值、频率和相
位差信息。

（ ）对
42、 如果两个同类信号具有时移，可用互相关函数准确计算两个信号时移大小。

（ ）
对
43、 带有干扰的周期信号与白噪声信号的互相关函数也具有相同的周期成分。

（ ）
对
44、 有限冲激响应滤波器没有极点。

（ ）对
45、 已知某信号的振幅谱和相位谱，根据Fourier 逆变换可不失真地恢复原时间域信号。

（ ） 对
46、 FIR 滤波器为全零点滤波器。

（ ）对
47、 模拟原型滤波器全部为高通滤波器。

（ ）错 （低通）
48、 频率变换是指各类滤波器（低通、高通、带通、带阻）与原型低通滤波器传递函数
中频率自变量之间的变换关系。

（ ）对
49、 运用窗函数设计FIR 滤波器的窗函数均有旁瓣和主瓣。

（ ）对
50、 运用滤波器对某信号进行滤波，相当于滤波器的传递函数与该信号的频率域表示的
乘积。

（ ）对
问答绘图题
1、 通常给定滤波器的哪些设计指标。

实际设计要求滤波器的技术指标包括通带波纹Rp(Passband ripple)(dB)、阻带衰减(Stopband attenuation)(dB)、通带边界频率p ω、阻带边界频率s ω、过渡带宽()p s ωω-。

2、 设计FIR 滤波器中为什么要使用窗函数。

信号是无限长的，而在进行信号处理时只能采取有限长信号，所以需要将信号“截断”。

在信号处理中， “截断”被看成是用一个有限长的“窗口”看无限长的信号，或者从分析的角度是无限长的信号x(t)乘以有限长的窗函数w(t)。

由傅立叶变换性质可知
)()()()(f W f X t w t x ⊗⇔*
如果x(t)是频宽有限信号，而w(t)是频宽无限信号，⇔表示互为Fourier 变换对。

截断后的信号也必须是频宽无限信号，从而产生所谓频谱泄漏，即使得信号在频率域内卷积分布。

3、 绘出SINC 函数的形状。

4、 何为系统的脉冲响应、传递函数，它们之间有何关系？
脉冲响应和传递函数互为Laplace 变换（模拟系统）或Z 变换(数字系统)对。

5、 模拟系统和数字系统无失真传输的条件是什么？
模拟系统和数字系统无失真传输的条件是：系统的幅频响应|()ωj H |应为常数，相频响应()ωj H ∠应与频率ω成正比。

6、 在模拟滤波器设计中，频率变换起到什么作用？
所谓频率变换是指各类滤波器（低通、高通、带通、带阻）和低通滤波器原型的传递．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．函数中频率自变量之间的变换关系．．．．．．．．．．．．．．．。

．
通过频率变换，我们可以从模拟低通滤波器原型获得模拟的低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器，再借助于s 域至z 域的变换关系又可以设计各类后面所讲的无限冲激响应数字滤波器，这是滤波器设计的重要方法之一。

7、 试给出你所学过的模拟滤波器并说明它们各有什么特点。

Butterworth 、Chebyshev I 、Chebyshev II 、Elliptic 、Bessel 五类滤波器。

Butterworth 滤波器的特点：通带内具有最大平坦的频率特性，且随着频率增大平．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．滑单调下降；阶数愈高，特性愈接近矩形，过渡带愈窄。

传递函数无零点，极点等距离地．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．分布在以．．．．c s ω=为半径的圆周上。

．．．．．．．．
Chebyshev I 型滤波器特点是：通带内具有等波纹起伏特性，而在阻带内则单调下降，．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．且具有更大衰减特性；阶数愈高，特性愈接近矩形。

传递函数没有零点，极点分布在一个．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．椭圆上。

．．．．
Chebyshev II 型模拟滤波器的特点是：阻带内具有等波纹的起伏特性，而在通带内是．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．单调、平滑的，阶数愈高，频率特性曲线愈接近矩形。

传递函数既有极点又有零点。

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
Elliptic 滤波器的特点：在通带和阻带内均具有等波纹起伏特性，与以上滤波器原型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．相比，相同的性能指标所需的阶数最小，但相频响应具有明显的非线性。

．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
Bessel 模拟低通滤波器的特点是在零频时具有最平坦的群延迟，并在整个通带内群延迟几乎不变。

8、 试列出您所学过的窗函数并说明它们有什么特点？
窗函数的特点见书中的列表。

9、 为什么设计滤波器时要选择滤波器的最小阶数？
它是决定滤波器品质的主要参数之一。

通常在满足性能指标的前提下，阶数应该尽可能小，以满足易于实现、提高运算速度的要求。

而在滤波器阶数和滤波器性能之间存在一定的函数关系，我们通过这一函数关系可以求出满足滤波性能指标的最低阶数。

10、 通常给定滤波器的哪些设计指标。

以Butterworth 滤波器为例，说明如何选择
滤波器的最小阶数。

试给出用双线性变换法设计数字滤波器的步骤。

11、 试绘出低通、高通、带通、带阻理想滤波器的幅频特性。

12、 对信号x(i)=sin(2*3.14159*10*i*dt)+0.5*sin(2*3.14159*5*i*dt)进行富立叶变
换，示意绘出此信号的振幅谱。

13、 示意绘出频带为5~10Hz 的带通车比雪夫II 型滤波器的幅频特性，采样频率为
50Hz 。

14、 结合你的实际工作分析本课程所学的数字信号处理技术的可能应用范畴，叙述
技术的功能、可能的结果。