鲁迅美术学院《FPGA系统设计》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《FPGA系统设计》2023-2024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迟滞比较器中，参考电压为±3V，反馈电阻为20kΩ，电阻为40kΩ。当输入电压从0逐渐增大时，输出电压发生翻转的阈值电压约为多少？（）A.±1VB.±2VC.±3VD.±4V2、数字电路中的比较器可以比较两个输入信号的大小。对于一个4位比较器，当两个输入均为1010时，输出结果是什么？（）A.相等B.大于C.小于D.不确定3、在一个电气控制系统中，需要实现对电机的正反转控制。以下哪种电路不属于电机正反转控制电路？（）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.电阻分压电路4、在一个RC高通滤波电路中，当输入信号的频率低于截止频率时，输出电压的幅度将：（）A.增大B.减小C.不变D.变为零5、某集成运放的开环增益为100dB，共模抑制比为80dB。若输入一个共模电压为1V的信号，差模电压为10mV的信号，请问输出电压约为多少？（）A.1VB.10VC.100VD.1000V6、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.500ns7、在电动力学中，对于一个静电场，若已知其电势分布函数φ(x,y,z)，则电场强度可以通过以下哪个公式计算得到：（）A.E=-∇φB.E=∇φC.E=-∂φ/∂tD.E=∂φ/∂t8、一个边长为L的正方形线圈，通有电流I，放在均匀磁场B中。若线圈平面与磁场方向平行，线圈所受的磁力矩大小为：（）A.0B.BIL^2C.2BIL^2D.√2BIL^29、在一个直流电源中，桥式整流电路的输出电压平均值为25V，若每个二极管的导通压降为0.7V，那么输入交流电压的有效值约为多少？（）A.21VB.23VC.25VD.27V10、数字电路中的移位寄存器可以实现不同方向的移位操作。对于一个双向移位寄存器，当控制信号为左移时，输入数据为1101，时钟脉冲到来时，寄存器中的数据会变成什么？（）A.1110B.1100C.1011D.011111、在一个电子设备的通信接口中，需要实现数据的传输和接收。以下哪种通信协议通常被用于短距离无线通信？（）A.Wi-FiB.BluetoothC.ZigBeeD.以上都是12、在一个数字信号处理系统中，需要对数字信号进行采样和量化。以下哪种采样方式可以避免混叠现象？（）A.过采样B.欠采样C.随机采样D.等间隔采样13、在一个数字电子电路中，需要实现数据的存储和读取。以下哪种存储器具有非易失性的特点？（）A.随机存取存储器（RAM）B.只读存储器（ROM）C.闪存（Flash）D.以上都是14、对于一个由三极管构成的分压式偏置共射放大电路，已知电源电压VCC=18V，基极电阻RB1=60kΩ，RB2=20kΩ，集电极电阻RC=3kΩ，发射极电阻RE=1.5kΩ，三极管的β=80。假设三极管处于放大状态，请问基极电流IB约为多少？（）A.40μAB.50μAC.60μAD.70μA15、在一个数字信号处理系统中，需要对数字信号进行滤波和放大。以下哪种电路组合可以实现这个功能？（）A.加法器和比较器B.计数器和译码器C.滤波器和放大器D.编码器和解码器16、数字电路中的比较器可以比较不同位数的二进制数。对于一个16位比较器，当两个输入分别为1111111111111111和0000000000000000时，输出结果是什么？（）A.相等B.大于C.小于D.不确定17、对于一个采用约翰逊计数器的数字电路，若初始状态为0000，经过8个时钟脉冲后，计数器的状态是多少？（）A.1000B.0100C.0010D.000118、有一个电力系统，其中有多个分布式电源（如小型风力发电机、太阳能电池板）接入配电网。分布式电源的接入改变了配电网的潮流分布和运行特性。下列关于分布式电源接入对配电网保护影响的描述，错误的是（）A.可能导致保护误动作B.可能使保护灵敏度降低C.不会影响原有保护的选择性D.可能需要重新整定保护装置的参数19、某电力用户的用电设备主要为异步电动机和照明灯具。异步电动机的启动电流较大，会对电力系统造成冲击。为了减小这种冲击，下列措施中有效的是（）A.采用软启动装置B.增加供电线路的电阻C.降低电源电压D.减少照明灯具的数量20、一个LC并联谐振回路，已知电感L=10μH，电容C=0.01μF，若品质因数Q=100，那么该回路的谐振频率和通频带约为多少？（）A.159kHz，1.59kHzB.159kHz，3.18kHzC.318kHz，1.59kHzD.318kHz，3.18kHz21、在电动力学中，假设存在一个静电场，其电势分布为φ=x^2+y^2-z^2。则在点(1,1,1)处的电场强度大小为：（）A.2√3B.2C.4D.4√322、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23、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24、在一个多级放大电路的频率响应中，上限截止频率主要由哪一级电路决定：（）A.输入级B.中间级C.输出级D.频率响应最差的那一级25、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26、在一个电力系统中，需要对电力设备进行绝缘电阻的测量。以下哪个仪器可以用于绝缘电阻的测量？（）A.万用表B.兆欧表C.接地电阻测试仪D.示波器27、考虑一个使用计数器和比较器的数字电路，计数器从0开始计数，当计数值达到10时与预设值15进行比较。若此时计数器继续计数到12，那么比较器的输出状态最有可能是（）A.0（表示小于预设值）B.1（表示大于等于预设值）C.不确定D.以上都不对28、在一个共射极放大电路中，若集电极电阻增大，而其他参数不变，以下关于其性能变化的描述，正确的是：（）A.电压放大倍数增大，输入电阻增大B.电压放大倍数减小，输入电阻减小C.电压放大倍数增大，输入电阻不变D.电压放大倍数减小，输入电阻不变29、在一个数字电子电路中，需要实现数据的锁存和传输。以下哪种集成电路可以实现这一功能？（）A.锁存器B.寄存器C.计数器D.译码器30、在一个电气控制系统中，有一台三相异步电动机，其额定功率为10kW，额定电压为380V，额定电流为20A。现采用星三角降压启动方式，启动时电动机绕组接成星形，启动电流为直接启动电流的1/3。那么直接启动时的电流大约是多少？（）A.20AB.40AC.60AD.80A31、在一个RC串联电路中，若输入为方波信号，经过足够长的时间后，输出信号将趋近于：（）A.方波B.三角波C.正弦波D.直流信号32、某电气控制系统用于控制一个印刷机的运行，印刷机的速度由调速电机控制。在印刷过程中，速度出现波动，且波动频率较高。可能的原因是？（）A.调速电机故障B.电源电压不稳定C.控制系统的反馈环节故障D.以上都有可能33、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、在一个由理想运放组成的同相比例运算电路中，反馈电阻Rf=200kΩ，输入电阻Ri=20kΩ，输入电压为1V，那么输出电压约为多少？（）A.10VB.11VC.9VD.12V35、在一个电气火灾监控系统中，需要对电气火灾隐患进行预警和报警。以下哪个参数不是电气火灾监控系统的监测参数？（）A.剩余电流B.温度C.电压D.烟雾浓度二、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、在模拟电子技术中，以下哪些元件常用于放大电路中？（）A.三极管B.场效应管C.电阻D.电容2、直流电机的换向极的作用是什么？A.改善换向B.削弱电枢反应C.产生磁场D.增加转矩3、在集成运放的应用中，以下哪些属于常见的电路类型？（）A.比例运算电路B.加法运算电路C.积分运算电路D.微分运算电路4、以下哪些是电气控制系统中的测量仪表？A.功率表B.电能表C.频率表D.相位表5、在集成电路的封装形式中，以下哪些类型是常见的？（）A.DIPB.SOPC.QFPD.BGA6、对于电动力学中的介电常数和磁导率，以下说法合理的有（）A.描述介质的电磁特性B.一般为复数C.与频率有关D.是常量7、在电力系统的故障分析中，以下哪些方法可以用于计算接地故障电流？（）A.对称分量法B.欧姆定律C.电路分析软件D.经验公式法8、在放大器的增益控制中，以下哪些方法可以实现？（）A.改变反馈电阻B.改变输入电阻C.采用可变增益运放D.改变电源电压9、数字电路中的三态门可以实现（）A.高电平输出B.低电平输出C.高阻态输出D.脉冲输出10、以下关于数字电路中的移位寄存器的描述，正确的有（）A.可以实现数据的串行输入和并行输出B.能够进行数据的移位操作C.常用于数据的存储和传输D.有左移寄存器和右移寄存器之分三、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）解释数字信号的特点及数字系统的优点。2、（本题5分）阐述在数字电路设计中如何考虑功耗优化的问题。3、（本题5分）简述电气控制系统中常用的保护装置及其作用。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）一个电动汽车充电设施的建设项目中，需要考虑电气安全问题。请分析可能存在的电气安全风险，如触电风险、过电流风险、过电压风险等，并提出相应的安全措施。2、（本题10分）某工厂的电