福建师范大学《数字电路与系统设计基础》2020-2021学年第一学期期末试卷

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《数字电路与系统设计基础》2020-2021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20个小题，每小题1分，共20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、在一个工业自动化控制系统中，需要对电机的转速进行精确控制。以下哪种控制方式最适合用于这种场景？（）A.开环控制B.闭环控制C.模糊控制D.神经网络控制2、在一个工厂的照明系统中，需要根据环境光照度自动调节灯光亮度。以下哪种传感器可以用于检测环境光照度？（）A.温度传感器B.湿度传感器C.光照度传感器D.压力传感器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、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)5、在一个电气控制系统中，有一个由PLC控制的温度控制系统。温度传感器采用热电偶，其输出信号经过变送器转换为标准电流信号输入PLC。若变送器的输出信号偏差较大，会对温度控制产生什么影响？（）A.温度控制精度降低B.温度失控C.温度控制滞后D.无影响6、在数字电路设计中，需要考虑电路的功耗和速度之间的平衡。以下哪种方法可以在一定程度上实现这种平衡？（）A.选择低功耗的逻辑门B.降低时钟频率C.优化电路的布局和布线D.以上都是7、在一个直流电路中，电源电动势为12V，内阻为1Ω，外接一个电阻为5Ω的负载。当电路稳定工作时，下列关于电源输出功率和负载功率的计算，正确的是（）A.电源输出功率为16W，负载功率为10WB.电源输出功率为10W，负载功率为16WC.电源输出功率为8W，负载功率为8WD.电源输出功率为20W，负载功率为10W8、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.39、在一个智能建筑的电气工程中，需要实现对灯光、空调等设备的自动化控制。以下哪种通信协议最适合用于这种场景？（）A.ModbusB.CANC.ZigBeeD.RS48510、在一个共射极放大电路中，已知三极管的β=50，基极电流IB=20μA，集电极电阻RC=2kΩ，电源电压VCC=12V。忽略三极管的饱和压降，请问该放大电路的集电极电流IC和集电极-发射极电压VCE分别约为多少？（）A.1mA，4VB.1mA，8VC.2mA，4VD.2mA，8V11、在一个模拟电子电路中，需要对信号进行放大和滤波。以下哪种放大器和滤波器的组合可以实现较高的增益和较好的滤波效果？（）A.共射极放大器和低通滤波器B.共基极放大器和高通滤波器C.共集电极放大器和带通滤波器D.差分放大器和带阻滤波器12、在一个大型的电气自动化生产线上，采用了分布式控制系统（DCS）进行集中管理和分散控制。各个控制节点通过网络连接，实现数据的实时传输和共享。当网络出现故障时，系统能够自动切换到本地控制模式，以保证生产的连续性。以下关于这种DCS系统的特点，错误的是（）A.扩展性强，易于升级B.对网络依赖性高C.控制精度高，响应迅速D.成本较低，适合小型生产13、已知一个数字系统的时钟频率为200MHz，若要通过一个计数器产生一个周期为10μs的方波信号，计数器的模值应该是多少？（）A.2000B.20000C.200000D.200000014、在一个数字电路中，使用编码器对10个输入信号进行编码，若采用8421BCD码编码，那么输出的编码长度至少是多少位？（）A.4位B.5位C.6位D.7位15、一个电气控制系统中，使用了一台自耦变压器进行降压启动。自耦变压器的抽头比为60%，电动机的额定电压为380V，启动时加在电动机上的电压是多少？（）A.144VB.196VC.228VD.280V16、在一个电力电子设备中，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是一种常用的功率开关器件。以下哪个特点不是IGBT的优点？（）A.开关速度快B.导通压降小C.输入阻抗高D.价格便宜17、有一个基于JK触发器设计的时序逻辑电路，初始状态为0。在连续的三个时钟脉冲作用下，输入J=1，K=0，然后J=0，K=1，最后J=1，K=1。那么在第三个时钟脉冲上升沿过后，触发器的输出状态最有可能是（）A.0B.1C.不确定D.以上都不对18、数字电路中的计数器可以实现不同进制的计数。对于一个模12的计数器，需要几个触发器来实现？（）A.2个B.3个C.4个D.5个19、在某电气控制系统中，需要对一个直流电机进行调速。采用了PWM技术，PWM信号的占空比为70%，电源电压为24V，那么电机两端的平均电压是多少？（）A.16.8VB.18.2VC.19.6VD.20.4V20、在一个由理想运放构成的积分运算电路中，输入电压为正弦波，频率为50Hz，幅度为1V，电容为1μF，电阻为100kΩ。经过100ms后，输出电压约为多少？（）A.-0.314VB.-0.628VC.0.314VD.0.628V二、多选题（本大题共15小题，每小题2分，共30分．有多个选项是符合题目要求的．）1、在电子电路的功率因数校正（PFC）技术中，以下哪些方法是常用的？（）A.有源PFCB.无源PFCC.混合PFCD.数字PFC2、电力系统中的储能技术应用场景包括（）A.削峰填谷B.提高电能质量C.提供备用电源D.改善电网稳定性3、以下关于数字电路中的比较器的描述，正确的是（）A.可以比较两个数字量的大小B.输出通常为高电平或低电平C.常用于数值判断和控制逻辑D.有模拟比较器和数字比较器之分4、以下关于电力系统中的新能源发电的特点，正确的有（）A.随机性B.间歇性C.不可控性D.环保性5、在工厂的电气控制系统中，以下哪些设备可以实现电机的启动和停止控制？（）A.接触器B.继电器C.变频器D.软启动器6、在电力电子设备中，以下哪些因素会影响设备的可靠性？（）A.温度B.湿度C.电磁干扰D.过电压和过电流7、在PLC的输出接口电路中，常见的输出形式有哪些？A.继电器输出B.晶体管输出C.晶闸管输出D.接触器输出8、在电气控制系统中，常用的电气图形符号应符合哪些标准？A.国家标准B.行业标准C.国际标准D.企业标准9、对于电动力学中的边值问题，以下处理方法有效的有（）A.分离变量法B.镜像法C.格林函数法D.数值计算方法10、在电力系统的故障分析中，常用的仿真软件有（）A.PSCADB.MATLABC.ETAPD.DIgSILENT11、在电力系统的稳定性分析中，以下哪些因素会影响暂态稳定性？（）A.故障类型和位置B.系统的惯性时间常数C.发电机的励磁系统D.负荷的特性12、对于可编程逻辑器件（PLD），以下哪些类型是常见的？（）A.CPLDB.FPGAC.GALD.PAL13、在电气设备的接地系统中，常见的接地类型有哪些？A.工作接地B.保护接地C.防雷接地D.防静电接地14、电力系统中的储能装置包括（）A.蓄电池B.超级电容器C.飞轮储能D.抽水蓄能电站15、对于电力系统的电压调整，可采取的措施有（）A.改变变压器分接头B.投切无功补偿设备C.调整发电机的励磁电流D.改变输电线路的参数三、简答题（本大题共6个小题，共30分)1、（本题5分）推导真空中电磁波的波动方程。2、（本题5分）阐述编码器和译码器的工作原理，以及它们在数字电路中的应用场景。3、（本题5分）分析电力系统中的电力储能系统的优化配置方法。4、（本题5分）简述电磁波在超材料中的应用。5、