dsp考試題及答案

一、單項選擇題（每題2分，共20分）

1.數字信號處理（DSP）中，DFT（離散傅里葉變換）的周期是：

A.1

B.N

C.2N

D.N^2

答案：B

2.在DSP中，以下哪個算法不是用于線性卷積的？

A.直接計算法

B.快速傅里葉變換（FFT）

C.快速卷積法

D.卡爾曼濾波

答案：D

3.下列哪個不是DSP中的濾波器類型？

A.FIR濾波器

B.IIR濾波器

C.低通濾波器

D.非線性濾波器

答案：D

4.在DSP中，窗函數的主要作用是：

A.增加信號的頻率分辨率

B.減少頻譜泄漏

C.提高信號的幅度分辨率

D.增加信號的相位分辨率

答案：B

5.DSP中的定點運算通常使用：

A.整數

B.浮點數

C.復數

D.二進制數

答案：A

6.下列哪個算法不是用于頻譜估計的？

A.周期圖法

B.Welch法

C.倒譜分析

D.音樂算法

答案：C

7.在DSP中，以下哪個是線性相位FIR濾波器的特性？

A.相位響應是頻率的線性函數

B.相位響應是頻率的非線性函數

C.相位響應與頻率無關

D.相位響應是頻率的二次函數

答案：A

8.DSP中的FFT算法可以減少計算量，其主要原因是：

A.減少了乘法運算

B.減少了加法運算

C.分解了DFT的復雜度

D.增加了并行處理

答案：C

9.在DSP中，以下哪個不是量化誤差的來源？

A.模數轉換

B.數字濾波

C.信號源

D.模擬信號的噪聲

答案：D

10.DSP中的抗混疊濾波器通常放置在：

A.A/D轉換器之前

B.A/D轉換器之后

C.D/A轉換器之前

D.D/A轉換器之后

答案：A

二、多項選擇題（每題2分，共20分）

1.DSP中，以下哪些是FIR濾波器設計方法？

A.窗函數法

B.頻率采樣法

C.公園-麥克雷勞林法

D.巴特沃斯法

答案：ABC

2.在DSP中，以下哪些因素會影響FFT的計算速度？

A.點數N的大小

B.存儲器速度

C.處理器速度

D.算法的優化程度

答案：ACD

3.DSP中的濾波器設計中，以下哪些是設計指標？

A.截止頻率

B.通帶波動

C.阻帶衰減

D.濾波器類型

答案：ABC

4.DSP中，以下哪些是窗函數？

A.漢明窗

B.漢寧窗

C.布萊克曼窗

D.凱撒窗

答案：ABC

5.在DSP中，以下哪些是頻譜估計的方法？

A.自相關法

B.周期圖法

C.音樂算法

D.倒譜分析

答案：ABC

6.DSP中，以下哪些是量化誤差的來源？

A.模數轉換

B.數字濾波

C.信號源

D.模數轉換器的非線性

答案：ABD

7.DSP中的抗混疊濾波器的主要作用是：

A.防止混疊

B.提高信噪比

C.濾除高頻噪聲

D.增加信號的動態范圍

答案：A

8.DSP中，以下哪些是線性相位FIR濾波器的特性？

A.相位響應是頻率的線性函數

B.相位響應是頻率的非線性函數

C.相位響應與頻率無關

D.相位響應是頻率的二次函數

答案：A

9.DSP中的定點運算中，以下哪些是常見的量化方式？

A.均勻量化

B.非均勻量化

C.浮點量化

D.定點量化

答案：AD

10.DSP中的FFT算法可以減少計算量，其主要原因是：

A.減少了乘法運算

B.減少了加法運算

C.分解了DFT的復雜度

D.增加了并行處理

答案：ACD

三、判斷題（每題2分，共20分）

1.DSP中的FIR濾波器是無限脈沖響應濾波器。（×）

2.FFT算法可以減少DFT的計算量，因為它減少了乘法和加法運算。（×）

3.窗函數可以減少頻譜泄漏，但會降低頻率分辨率。（√）

4.在DSP中，采樣頻率必須高于信號最高頻率的兩倍，這是奈奎斯特定理。（√）

5.線性相位FIR濾波器的相位響應是頻率的線性函數。（√）

6.定點運算在DSP中比浮點運算更節省資源。（√）

7.抗混疊濾波器應該放置在A/D轉換器之后。（×）

8.頻譜泄漏是由于信號在有限的觀測時間內不滿足周期性條件而引起的。（√）

9.量化誤差會導致信號的失真。（√）

10.卡爾曼濾波是一種用于線性卷積的算法。（×）

四、簡答題（每題5分，共20分）

1.簡述DSP中FIR濾波器和IIR濾波器的主要區別。

答案：

FIR濾波器是有限脈沖響應濾波器，其特點是線性相位和穩定性好，但計算量較大。IIR濾波器是無限脈沖響應濾波器，其特點是計算量小，但可能存在穩定性問題和非線性相位。

2.描述FFT算法的主要優點。

答案：

FFT算法的主要優點是計算效率高，通過分解DFT的復雜度，顯著減少了乘法和加法運算的次數，從而加快了計算速度。

3.解釋什么是頻譜泄漏以及如何減少頻譜泄漏。

答案：

頻譜泄漏是指在進行傅里葉變換時，由于信號在有限的觀測時間內不滿足周期性條件，導致頻譜能量在不同頻率成分之間相互干擾的現象。減少頻譜泄漏可以通過使用窗函數來實現，窗函數可以減少信號兩端的突變，從而降低頻譜泄漏的影響。

4.簡述抗混疊濾波器的作用。

答案：

抗混疊濾波器的主要作用是在模數轉換（A/D轉換）之前，濾除高于奈奎斯特頻率的信號成分，以防止混疊現象的發生，從而保證數字信號能夠準確地表示原始模擬信號。

五、討論題（每題5分，共20分）

1.討論在DSP中，如何選擇合適的窗函數來設計FIR濾波器。

答案：

選擇合適的窗函數需要考慮濾波器的設計要求，如過渡帶寬度、阻帶衰減和主瓣寬度等。不同的窗函數具有不同的特性，例如漢明窗和漢寧窗適用于需要平滑過渡帶的應用，而布萊克曼窗適用于需要更陡峭過渡帶的應用。

2.討論FFT算法在實際應用中的局限性。

答案：

FFT算法在實際應用中的局限性包括對輸入數據長度的要求（必須是2的冪），對非周期信號的處理能力有限，以及在處理實數序列時效率不如復數序列。此外，FFT算法對輸入數據的精度和量化噪聲敏感，可能影響最終的計算結果。

3.討論在DSP中，如何減少量化誤差。

答案：

減少量化誤差可以通過提高模數轉換器的分辨率、使用非均勻量化、增加過采樣率以及使用噪聲整形技術等方法。此外，還可以通過設計更精確的數字濾波器