商洛职业技术学院《FPGA数字系统课程设计》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《FPGA数字系统课程设计》2023-2024学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、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、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.20000002、在一个电力系统中，需要对电力设备进行状态监测和评估。以下哪个方法不是电力设备状态监测和评估的方法？（）A.在线监测B.离线检测C.定期试验D.随机抽样3、一个理想运算放大器组成的反相比例放大电路，输入电阻为10kΩ，反馈电阻为100kΩ，输入电压为0.5V，那么其输出电压大约是多少？（）A.-5VB.-10VC.5VD.10V4、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、对于一个采用同步清零方式的计数器，在计数过程中，若在清零信号有效时同时有计数脉冲输入，那么计数器的状态会怎样变化？（）A.立即清零B.完成当前计数后清零C.保持不变D.不确定6、在一个电力系统中，需要对电力设备进行节能改造。以下哪种措施不是电力设备节能改造的常用措施？（）A.采用高效节能设备B.优化设备运行方式C.增加设备数量D.提高设备的功率因数7、在一个数字电路中，需要对频率为100kHz的矩形波信号进行分频，得到频率为10kHz的矩形波信号，应该使用哪种计数器实现？（）A.十进制计数器B.二进制计数器C.十六进制计数器D.以上都可以8、某电气控制系统用于控制电梯的运行，电梯的上升和下降由电动机通过曳引轮和钢丝绳实现。若电动机的制动装置出现故障，无法正常制动，在电梯满载上升时突然断电，会发生什么危险情况？（）A.电梯缓慢下降B.电梯急速下降C.电梯停在原处D.电梯上升到顶部9、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=12V，基极电阻RB1=30kΩ，RB2=10kΩ，集电极电阻RC=2kΩ，发射极电阻RE=1kΩ，三极管的β=50。假设三极管处于放大状态，请问基极电流IB约为多少？（）A.20μAB.30μAC.40μAD.50μA10、数字电路中的触发器可以存储数据。对于一个T触发器，当T=1时，在时钟上升沿到来时，触发器的状态会如何变化？（）A.翻转B.保持不变C.置为高电平D.置为低电平11、数字电路中的译码器可以将二进制代码转换为特定的输出信号。对于一个4线-16线译码器，当输入代码为1010时，会有几个输出为高电平？（）A.0个B.1个C.2个D.16个12、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13、在一个由多个数字电路模块组成的系统中，不同模块之间需要进行数据传输。以下哪种通信方式可以实现高速、可靠的数据传输？（）A.并行通信B.串行通信C.无线通信D.红外线通信14、在电磁波的辐射中，一个电偶极子的电偶极矩随时间作简谐变化，其频率为f。则辐射出的电磁波的波长为：（）A.c/fB.2πc/fC.c/(2πf)D.2πc/(f^2)15、有一个电力系统，正在考虑采用新能源发电（如太阳能、风能）接入。新能源发电具有间歇性和随机性的特点，给电力系统的运行和控制带来了挑战。下列关于新能源发电接入对电力系统影响的描述，错误的是（）A.增加了系统的备用容量需求B.可能导致系统频率波动C.提高了系统的电压稳定性D.对系统的调峰能力提出了更高要求16、数字电路中的计数器可以实现计数功能。对于一个模10的计数器，当计数到最大值后，下一个时钟脉冲到来时，计数器会回到什么状态？（）A.0B.1C.9D.随机状态17、某场效应管的转移特性曲线如图所示，请问该场效应管的类型和夹断电压约为多少？（给出图形描述）（）A.N沟道增强型，2VB.N沟道耗尽型，-2VC.P沟道增强型，-2VD.P沟道耗尽型，2V18、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19、在电力系统的谐波分析中，谐波是指频率为基波整数倍的正弦波分量。谐波的产生会对电力系统造成不良影响。下列关于谐波危害的描述，错误的是（）A.使电力设备发热，增加损耗B.引起电力系统的电压波动和闪变C.导致电力系统的功率因数提高D.干扰通信系统和电子设备的正常工作20、在一个高压变电站中，需要对电力设备进行绝缘监测。以下哪种方法可以有效地检测设备的绝缘状况？（）A.测量设备的接地电阻B.测量设备的泄漏电流C.测量设备的耐压值D.以上都是21、在一个集成运放构成的迟滞比较器中，若增大上门限电压和下门限电压之间的差值，其抗干扰能力将：（）A.增强B.减弱C.不变D.先增强后减弱22、对于一个静电场，其电势满足拉普拉斯方程∇^2φ=0。已知在一个二维平面上，电势φ=x^2-y^2，则在点(1,1)处的电场强度的x分量为：（）A.-2B.2C.0D.423、在一个由多个逻辑门组成的数字电路中，已知当输入信号A=1，B=0，C=1，D=0时，输出为0。现在保持A和D不变，将B改为1，C改为0，那么新的输出结果最有可能是（）A.0B.1C.取决于其他因素D.无法判断24、某电力系统发生故障，短路电流的周期分量在经过一定时间后逐渐衰减为零，而短路电流的非周期分量则按指数规律衰减。下列关于短路电流周期分量和非周期分量衰减时间常数的描述，正确的是（）A.周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电阻B.非周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电抗C.周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电抗D.非周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电阻25、在一个电力系统中，需要对电力设备进行状态监测和故障诊断。以下哪种技术可以实现对设备的实时监测和故障预警？（）A.传感器技术B.人工智能技术C.大数据分析技术D.以上都是26、在一个数字电路中，使用编码器将8个输入信号编码为3位二进制输出。当8个输入信号中有且仅有第5个输入为高电平时，编码器的输出应该是（）A.010B.101C.100D.00127、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.000128、电气控制中，常常需要对电路进行保护。除了断路器和熔断器外，还可以使用漏电保护器。漏电保护器能够检测到电路中的漏电电流，并及时切断电源，保护人身安全。以下关于漏电保护器的描述，错误的是（）A.适用于所有的电气电路B.动作电流和动作时间可以调整C.安装时应注意接线正确D.定期需要进行测试和维护29、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6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30、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，3.18kHz31、在一个工厂的自动化生产线中，需要使用传感器进行检测和控制。以下哪个传感器不属于常用的传感器类型？（）A.位移传感器B.速度传感器C.重量传感器D.气味传感器32、有一个电力系统，其输电线路采用架空线路和电缆线路混合的方式。架空线路容易受到外界环境的影响，如雷击、风灾等；电缆线路则具有较高的可靠性，但成本较高。在进行线路规划时，需要综合考虑这些因素。下列关于架空线路和电缆线路选择的原则，错误的是（）A.在城市中心区域，为了减少对环境的影响，应优先选择电缆线路B.在长距离输电中，为了降低成本，应优先选择架空线路C.对于重要的负荷，应采用架空线路以提高供电可靠性D.在跨越河流、山谷等特殊地段，应根据实际情况选择架空线路或电缆线路33、在一个数字电路中，使用加法器和计数器实现一个累加器功能，若计数器的计数范围为0-15，加法器的输入为5，当计数器从0计数到15时，累加器的输出是多少？（）A.80B.85C.75D.7034、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，分别代表三位二进制数的各个位。该电路的功能是判断这个二进制数是否为奇数，如果是奇数则输出1，否则输出0。当输入X=1，Y=0，Z=1时，电路的输出应该是（）A.1B.0C.取决于其他因素D.无法判断35、数字电路中的数据选择器可以根据多个控制信号选择不同的输入数据。对于一个16选1数据选择器，需要几个控制信号？（）A.1个B.2个C.3个D.4个二、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、在电力系统的自动化控制中，以下哪些技术可以实现远程监控和控制？（）A.通信技术B.传感器技术C.计算机技术D.自动化控制技术2、以下关于数字电路中的竞争-冒险现象的消除方法，正确的有（）A.接入滤波电容B.修改逻辑设计C.增加选通脉冲D.采用同步电路3、对于数字电路中的模拟数字转换（ADC），以下哪些因素会影响其性能？（）A.分辨率B.转换速度C.精度D.输入电压范围4、以下关于电磁波的倏逝波，说法正确的有（）A.振幅随距离指数衰减B.存在于全反射时C.不携带能量D.是一种行波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、对于一个RC高通滤波器，以下哪些参数会影响其截止频率？（）A.电阻值B.电容值C.输入信号的频率D.输出信号的幅度7、在放大器的非线性失真分析中，以下哪些指标可以用来描述？（）A.谐波失真B.交越失真C.饱和失真D.截止失真8、在正弦波振荡器的起振过程中，以下哪些因素会影响起振速度？（）A.放大电路的增益B.选频网络的品质因数C.反馈网络的参数D.电源电压的稳定性9、在集成运放的输入保护中，以下哪些措施可以防止输入过载？（）A.串联限流电阻B.并联限压二极管C.采用差分输入D.增加输入缓冲级10、以下关于数字电路中的DAC（数模转换器）的性能指标，正确的有（）A.分辨率B.建立时间C.线性度D.转换精度三、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）计算在给定参数下集成运放构成的微分运算电路的输出响应。2、（本题5分）简述电气控制系统中电气原理图和接线图的区别。3、（本题5分）阐述电气控制系统中电源模块的选择要点。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）某工厂的电气设备进行节能改造后，虽然能耗有所降低，但部分设备出现了运行不稳定的情