北京理工大学《数字信号处理》2022-2023学年第一学期期末试卷

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2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共35个小题，每小题1分，共35分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在一个集成运放构成的压控电流源电路中，输出电流的大小主要取决于：（）A.输入电压B.反馈电阻C.运放的增益D.负载电阻2、在电力系统的防雷保护中，避雷针和避雷线是常见的防雷装置。它们的作用是将雷电吸引到自身，并通过接地装置将雷电流引入大地。下列关于避雷针和避雷线保护范围计算方法的描述，错误的是（）A.保护范围的大小与避雷针和避雷线的高度成正比B.保护范围的形状通常是一个圆锥体或圆柱体C.计算保护范围时需要考虑被保护物体的高度D.保护范围的确定与雷电的强度和极性无关3、在一个电气设备的选型过程中，需要考虑设备的额定电压、额定电流等参数。以下哪个因素不是影响设备选型的主要因素？（）A.设备的使用环境B.设备的安装方式C.设备的品牌和价格D.设备的功能和性能4、某电力系统中，有一个大型工厂采用了高电压等级的专用变电站供电。为了保证该工厂的供电可靠性，在变电站的设计中，需要考虑多种因素。下列关于专用变电站设计中提高供电可靠性措施的描述，错误的是（）A.采用双电源进线B.安装备用变压器C.增加变电站的出线回路数D.采用简单的主接线形式5、在一个电子电路的设计中，需要考虑电路的可靠性和稳定性。以下哪个措施可以有效地提高电路的可靠性和稳定性？（）A.使用高质量的电子元件B.进行充分的测试和验证C.合理设计电路的保护机制D.以上都是6、一个数字电路的功能是判断输入的6位二进制数中0的个数是否大于3。当输入为100100时，电路输出为1，表示0的个数大于3。现在输入变为011011，电路的输出最可能是（）A.1B.0C.无法确定D.以上都不对7、在一个数字电路中，使用PLA（可编程逻辑阵列）实现逻辑函数，已知输入变量有4个，输出函数有3个，那么至少需要多少个与门和或门？（）A.8个与门，3个或门B.16个与门，3个或门C.4个与门，8个或门D.无法确定8、在一个集成运放构成的滞回比较器中，参考电压VREF=3V，反馈电阻R2=10kΩ，电阻R1=20kΩ。当输入电压从0逐渐增加时，输出电压发生翻转的阈值电压约为多少？（）A.1V和5VB.2V和4VC.3V和3VD.4V和2V9、在一个远距离电力传输线路中，为了提高传输效率和减少线路损耗，通常会采用高压输电。在这个过程中，以下哪个因素对传输效率的影响最大？（）A.导线的电阻B.导线的电感C.导线的电容D.环境温度10、电气控制中，常常需要对电机进行调速。直流电机调速系统和交流电机调速系统各有特点。直流电机调速系统具有调速范围宽、精度高的优点，但结构复杂、成本较高；交流电机调速系统则相对简单、成本低，但调速性能在某些方面不如直流电机。在以下应用场景中，更适合采用直流电机调速系统的是（）A.对调速精度要求不高的风机控制B.高精度的数控机床主轴驱动C.一般的水泵控制D.普通的传送装置驱动11、有一个用于检测输入二进制序列中连续1的个数的数字电路。当输入序列为10110111时，电路输出为3。若输入序列变为11001101，那么电路的输出最可能是（）A.0B.1C.2D.312、在一个电气控制系统的设计中，需要考虑系统的可靠性和可维护性。可靠性是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力，可维护性是指系统发生故障后进行维修的难易程度。以下关于提高系统可靠性和可维护性的措施，错误的是（）A.采用冗余设计B.选用高质量的元器件C.减少系统的功能D.提供详细的技术文档13、考虑一个无限长的同轴电缆，内导体半径为a，外导体半径为b，中间填充介质的介电常数为ε。当内导体上单位长度的电荷量为λ时，内外导体间的电势差为：（）A.λ/(2πε)ln(b/a)B.λ/(πε)ln(b/a)C.2λ/(πε)ln(b/a)D.λ/(2πε)(b-a)14、在一个电气控制系统中，使用了触摸屏作为人机交互界面。操作人员可以通过触摸屏输入控制指令、查看系统运行状态和参数。触摸屏与控制器通过通信协议进行数据交换。关于这种触摸屏人机交互方式，以下描述错误的是（）A.操作直观方便B.界面可定制性强C.通信速度快，实时性好D.对操作人员的技术要求高15、一个电气控制系统中，使用了一台变压器将220V交流电压降压为12V交流电压。若变压器的初级绕组匝数为1100匝，次级绕组匝数应为多少？（）A.60匝B.120匝C.240匝D.360匝16、数字电路中的加法器可以通过不同的方式实现。对于一个超前进位加法器，它的主要优点是什么？（）A.速度快B.电路简单C.功耗低D.占用空间小17、在一个数字信号处理系统中，需要对数字信号进行滤波和变换。以下哪种算法通常被用于数字滤波？（）A.傅里叶变换B.拉普拉斯变换C.离散傅里叶变换D.齐次变换18、在一个电气控制系统中，需要实现对电机的启动和停止控制。以下哪种设备不属于电机启动和停止控制设备？（）A.接触器B.继电器C.变频器D.变压器19、在一个数字信号处理系统中，需要对数字信号进行滤波和压缩。以下哪种电路组合可以实现这个功能？（）A.滤波器和放大器B.编码器和解码器C.压缩器和滤波器D.计数器和译码器20、在一个基于组合逻辑的数字电路中，有三个输入信号X、Y、Z，其对应的逻辑表达式为F=(X+Y)·Z。若X=1，Y=0，Z=1，那么该电路的输出F是多少？（）A.0B.1C.不确定D.以上都不对21、已知一个数字电路的传播延迟时间为10ns，若该电路中包含5级相同的逻辑门，那么总的延迟时间大约是多少？（）A.10nsB.50nsC.100nsD.500ns22、一个数字系统使用ADC对一个缓慢变化的模拟信号进行采样，若ADC的转换时间较长，为了减少误差，应该采取什么措施？（）A.增加采样频率B.降低采样频率C.使用更高分辨率的ADCD.使用更快的ADC23、在一个多级直接耦合放大电路中，第一级的增益为30dB，第二级的增益为40dB，第三级的增益为50dB。请问总的增益约为多少？（）A.120dBB.110dBC.100dBD.90dB24、某电气控制系统用于控制一个自动化生产线的输送装置，输送装置的速度通过变频器调节。在运行过程中，变频器显示过流故障，可能的原因是？（）A.电机短路B.负载过大C.变频器参数设置错误D.以上都有可能25、在一个电气控制系统中，需要实现对电机的正反转控制。以下哪种电路可以实现电机的正反转控制？（）A.接触器互锁电路B.按钮互锁电路C.接触器和按钮双重互锁电路D.以上都不是26、在一个共射极放大电路中，三极管的β值为100，集电极电阻为5kΩ，基极电流为20μA，电源电压为15V，且忽略三极管的饱和压降。请问该电路的集电极电流和集电极-发射极电压分别约为多少？（）A.2mA，5VB.2mA，10VC.4mA，5VD.4mA，10V27、在一个电气设备的控制系统中，使用了步进电机作为执行机构。步进电机通过输入脉冲信号来控制转动角度和速度。与普通电机相比，步进电机具有定位精度高、控制简单等优点，但也存在一些局限性。以下关于步进电机的描述，错误的是（）A.转速与脉冲频率成正比B.不适合高速连续运转C.过载能力强，可承受较大负载D.一般需要专门的驱动电路28、某数字电路用于将十进制数转换为二进制编码的BCD码。当输入的十进制数为78时，经过电路转换后的BCD码输出最有可能是（）A.01111000B.10011110C.01111001D.0100111029、某电气控制系统中，使用了PLC来控制一个自动化加工过程。在编写PLC程序时，需要考虑输入输出的处理、逻辑运算和定时计数等功能。以下关于PLC编程的描述，正确的是（）A.PLC编程语言简单，易于掌握B.PLC程序只能使用一种编程语言编写C.PLC程序的执行速度与程序长度无关D.PLC编程不需要考虑系统的安全性和可靠性30、在一个由三极管组成的基本共射放大电路中，已知三极管的饱和电流ICS=1mA，基极电流IB=20μA，集电极电阻RC=1kΩ，电源电压VCC=5V。假设三极管处于放大状态，请问该电路的输出电压动态范围约为多少？（）A.0-2VB.1-3VC.2-4VD.3-5V31、在一个基于移位寄存器的数字电路中，初始状态为1010。在连续的三个时钟脉冲作用下，执行右移操作，并且在每次移位时输入为1。那么在第三个时钟脉冲过后，寄存器中的值最有可能是（）A.1110B.1101C.0111D.101132、对于一个RC桥式正弦波振荡电路，已知R=10kΩ，C=0.01μF，若要起振，放大器的电压增益至少应为多少？（）A.1/3B.1/2C.3D.233、在一个多级放大电路中，前级的输出电阻为1kΩ，后级的输入电阻为10kΩ，若前级的开路电压增益为50，后级的短路电流增益为100，那么总的电压增益约为多少？（）A.500B.5000C.50000D.50000034、在电力系统的绝缘配合中，需要根据系统的过电压水平和设备的绝缘耐受能力来确定设备的绝缘等级。下列关于绝缘配合原则的描述，错误的是（）A.综合考虑设备造价、运行费用和故障损失，力求经济合理B.对于不同类型的设备，采用相同的绝缘水平C.考虑过电压的幅值、波形和持续时间等因素D.遵循相关的国家标准和行业规范35、在一个电气设备的控制系统中，需要对多个输入信号进行逻辑处理。可以使用逻辑门电路，如与门、或门、非门等，来实现这些逻辑功能。逻辑门电路的输入和输出只有高电平和低电平两种状态。以下关于逻辑门电路的描述，正确的是（）A.与门的输出只有在所有输入都为高电平时才为高电平B.或门的输出只要有一个输入为高电平就为高电平C.非门的输出与输入总是相反D.以上都是二、多选题（本大题共10小题，每小题2分，共20分．有多个选项是符合题目要求的．）1、在数字电路的可靠性增长试验中，以下哪些方法是常用的？（）A.环境应力筛选B.可靠性强化试验C.加速寿命试验D.故障模式影响分析2、在电动力学中，以下哪些情况会导致电荷分布产生电场（）A.静止的点电荷B.均匀分布的电荷C.随时间变化的电流D.匀速运动的电荷3、在模拟信号的数字化过程中，以下哪些步骤是包含的？（）A.采样B.量化C.编码D.调制4、电力电缆的敷设方式有（）A.直埋敷设B.电缆桥架敷设C.架空敷设D.穿管敷设5、在放大器的级联中，以下哪些方式可以用于提高总增益？（）A.直接级联B.电容耦合级联C.变压器耦合级联D.光电耦合级联6、在数字电路的设计中，以下哪些因素需要考虑电磁兼容性（EMC）？（）A.布线方式B.电源滤波C.信号完整性D.屏蔽措施7、在工厂的电气安全中，以下哪些措施可以保障人员安全？（）A.接地保护B.漏电保护C.绝缘监测D.安全标识8、以下关于电磁波的极化匹配，说法准确的有（）A.可以提高接收效率B.与发射和接收天线的极化方式有关C.对于线极化波较为重要D.对圆极化波不重要9、对于电动力学中的电四极矩，以下表述准确的有（）A.描述电荷分布的高阶项B.对远场的影响较小C.与电偶极矩有关D.是一个矢量10、以下关于电磁波在不同介质分界面上的反射和折射，正确的有（）A.入射角和反射角相等B.折射角与入射角满足一定的关系C.能量守恒D.频率会发生变化三、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）分析电磁波在不同介质分界面上的反射和折射规律。2、（本题5分）推导在均匀外电场中电介质的极化强度与电场的关系。3、（本题5分）推导真