北京工商大学嘉华学院《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院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、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、一个数字系统使用ADC（模数转换器）将0-10V的模拟电压转换为数字量，若ADC的分辨率为8位，那么其量化误差最大为多少？（）A.10/256VB.20/256VC.10/512VD.20/512V3、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4、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5、数字电路中的数据分配器可以将输入数据分配到多个输出端口。对于一个1路-4路数据分配器，当控制信号为10时，输入数据会被分配到哪个输出端口？（）A.第一个输出端口B.第二个输出端口C.第三个输出端口D.第四个输出端口6、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√37、在一个数字信号处理系统中，需要对数字信号进行采样和重构。以下哪种采样方式可以保证重构后的信号与原始信号完全一致？（）A.过采样B.欠采样C.奈奎斯特采样D.随机采样8、在相对论电动力学中，一个光子的能量为E，动量为p，则其频率ν与波长λ的关系为（h为普朗克常数）：（）A.ν=E/h，λ=h/pB.ν=h/E，λ=p/hC.ν=p/h，λ=E/hD.ν=h/p，λ=E/h9、在一个电气设备的控制系统中，需要对电机的转速进行反馈控制。常用的转速传感器有光电编码器、霍尔传感器等。光电编码器精度高，但对安装要求严格；霍尔传感器安装方便，但精度相对较低。以下关于转速传感器选择的说法，正确的是（）A.精度要求高时应选择霍尔传感器B.安装空间有限时应选择光电编码器C.考虑成本时应优先选择光电编码器D.根据具体应用需求综合考虑选择10、在一个音频放大器电路中，为了提高音质和减少噪声，通常会采用一些特殊的电子元件。以下哪种元件可以有效地降低噪声？（）A.电位器B.滤波器C.继电器D.发光二极管11、在一个电气控制系统的设计中，需要选择合适的电源。电源的类型包括交流电源和直流电源，它们各有优缺点。交流电源通常易于获取，但电压波动较大；直流电源稳定性好，但成本较高。以下关于电源选择的考虑因素，错误的是（）A.负载的特性和要求B.系统的成本预算C.电源的安装和维护难度D.电源的外观和尺寸12、电气控制系统中，常常使用继电器来实现逻辑控制功能。某一电路中，使用了多个继电器来控制不同的设备，当其中一个继电器出现故障时，可能会导致整个系统无法正常工作。对于这种继电器控制的电路，以下描述正确的是（）A.可靠性高，易于维护B.成本低，灵活性好C.故障排查困难，维修复杂D.适用于复杂的控制逻辑13、在一个RC低通滤波电路中，电阻为30kΩ，电容为0.05μF，输入信号的频率为200Hz，那么该电路的输出电压与输入电压的比值约为多少？（）A.0.866B.0.707C.0.5D.0.2514、在一个电子电路的故障诊断中，使用了万用表进行测量。以下哪个万用表功能对于检测电路故障最有用？（）A.电压测量B.电流测量C.电阻测量D.二极管测试15、在一个集成运放构成的滞回比较器中，当输入电压从较小值逐渐增大到超过上门限电压时，输出电压将：（）A.从高电平跳变为低电平B.从低电平跳变为高电平C.保持高电平不变D.保持低电平不变16、考虑一个无限长螺线管，单位长度上的匝数为n，通有电流I。则管内的磁感应强度大小为：（）A.μ0nIB.μ0I/nC.μ0ID.μ0nI/217、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18、数字电路中的触发器是一种具有记忆功能的电路元件。对于一个D触发器，当时钟上升沿到来时，输出Q会跟随输入D的变化。如果输入D一直保持高电平，经过多个时钟周期后，输出Q会是什么状态？（）A.高电平B.低电平C.不确定D.保持上一个状态19、在一个电子设备的电源管理系统中，需要实现对电池的充电和放电控制。以下哪种电子元件可以用于电池的充电管理？（）A.充电器芯片B.稳压器C.二极管D.晶体管20、在一个电子设备的电源电路中，需要提供稳定的直流电压。以下哪种稳压电路具有较好的稳压性能？（）A.线性稳压电路B.开关稳压电路C.集成稳压电路D.以上都是二、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、以下关于电磁波的偏振态检测，方法包括（）A.利用偏振片B.利用波片C.利用干涉仪D.利用衍射光栅2、以下属于智能电网的特点的是（）A.自愈能力B.兼容性C.优化资产利用D.互动性3、以下关于电磁波的频谱，描述恰当的有（）A.包含不同频率的成分B.不同频段有不同的应用C.频谱宽度与信号的时变性有关D.频谱是固定不变的4、以下关于静电场中的导体，说法准确的有（）A.导体内电场为零B.导体表面是等势面C.电荷分布在导体表面D.导体内部有净电荷5、直流电机的电枢反应对电机的运行有哪些影响？A.使气隙磁场发生畸变B.对主磁场起去磁作用C.引起换向困难D.增加电磁转矩6、以下哪些是电气控制系统中的指示电器？A.信号灯B.数字显示器C.电压表D.电流表7、在音频电子电路中，以下哪些技术常用于提高音质？（）A.降噪B.均衡C.环绕声处理D.动态范围压缩8、在电力系统的故障诊断中，以下哪些方法可以用于检测故障？（）A.电气量测量B.非电气量测量C.人工智能算法D.专家系统9、在模拟乘法器的应用中，以下哪些电路可以实现？（）A.乘法运算B.除法运算C.平方运算D.平方根运算10、以下关于数字电路中的锁存器，哪些描述是正确的？（）A.可以在特定条件下存储数据B.分为电平锁存器和边沿锁存器C.常用于数据的暂存D.比寄存器简单11、在电子电路故障诊断中，以下哪些方法是常用的？（）A.直观检查法B.测量电压法C.信号注入法D.替换法12、在电动力学中，以下哪些情况会导致电磁波的模式转换（）A.不均匀介质B.边界条件的变化C.电磁波的频率变化D.磁场的变化13、在电力系统的谐波分析中，以下哪些方法可以用于测量谐波含量？（）A.谐波分析仪B.电能质量分析仪C.示波器D.频谱分析仪14、在电力系统的运行中，以下哪些情况可能导致系统频率下降？（）A.大功率负荷突然投入B.发电机故障跳闸C.电网发生短路故障D.新能源发电出力减少15、在模拟集成电路的版图设计中，以下哪些因素需要考虑？（）A.器件匹配B.寄生效应C.布线规则D.工艺兼容性三、简答题（本大题共6个小题，共30分)1、（本题5分）设计一个简单的8位D/A转换器，并计算其输出电压范围。2、（本题5分）解释架空输电线路的参数计算和等值电路。3、（本题5分）说明电力系统中的电力社会责任履行的重要性和实践方式。4、（本题5分）简述电气控制系统中工业网络的类型和特点。5、（本题5分）说明消除组合逻辑电路中竞争冒险的方法，并举例说明。6、（本题5分）阐述如何在数字电路中进行故障诊断和测试。四、