滨州医学院《数字信号处理》2023-2024学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页滨州医学院《数字信号处理》

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15个小题，每小题2分，共30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、在数字逻辑电路中，对于一个由与非门组成的基本RS触发器，当输入R=0，S=0时，触发器的输出状态将保持不变，那么以下哪种情况可能导致输出状态的不确定？（）A.输入同时变为R=1，S=1B.输入变为R=1，S=0C.输入变为R=0，S=1D.以上都不是2、假设要设计一个数字电路来产生一个周期性的脉冲信号，脉冲宽度和周期可以调整。以下哪种电路元件或模块可能是最关键的？（）A.计数器，通过设置计数值来控制脉冲的周期B.寄存器，用于存储脉冲的状态C.比较器，比较输入值来产生脉冲D.编码器，将输入信号转换为特定的编码输出3、考虑一个数字系统，需要对输入的模拟信号进行数字化处理。在这个过程中，首先需要进行采样和量化。如果要提高数字化的精度，以下哪种措施是关键的？（）A.增加采样频率B.提高量化的位数C.优化采样保持电路D.以上措施都对提高精度有同等重要的作用4、在数字逻辑电路中，数据选择器可以根据多个控制信号选择不同的输入数据。一个16选1数据选择器，需要多少个控制信号？（）A.4个B.5个C.不确定D.根据数据选择器的类型判断5、在数字逻辑电路的竞争冒险现象中，假设一个电路在输入信号发生变化时，由于不同路径的延迟差异，可能会导致输出出现短暂的错误脉冲。这种现象可能会影响电路的稳定性和可靠性。为了避免或减少竞争冒险的影响，以下哪种措施是最为有效的？（）A.增加冗余项B.引入同步时钟C.优化电路布局D.降低电源电压6、想象一个数字系统中，需要对输入的8位二进制数进行编码，将其转换为3位的二进制编码。在选择编码方式时，需要考虑编码的唯一性和容错性等因素。以下哪种编码方式可能是最合适的？（）A.格雷码，相邻数值的编码只有一位不同，具有良好的容错性B.8421码，是常见的二进制编码方式，但相邻数值变化可能多位不同C.余3码，在8421码基础上加上3得到，计算复杂D.随机编码，编码方式不固定，难以保证唯一性和规律7、在组合逻辑电路设计中，如果需要实现一个两输入异或逻辑功能，以下哪种逻辑表达式是正确的？（）A.F=A+BB.F=A·BC.F=A⊕BD.F=A¬B+¬AB8、若要对一个8位的二进制数进行奇偶校验，当其中1的个数为奇数时输出1，则校验位的逻辑表达式应为：（）A.校验位=异或（所有位）B.校验位=与（所有位）C.校验位=或（所有位）D.校验位=非（所有位）9、对于一个T触发器，当T=1时，在时钟脉冲作用下，触发器实现的功能是：（）A.保持B.置0C.置1D.翻转10、当研究数字逻辑中的时序逻辑电路时，假设一个电路需要根据输入信号的历史状态和当前输入来确定输出。以下哪种电路类型最适合实现这种功能？（）A.计数器B.寄存器C.移位寄存器D.状态机11、译码器是编码器的逆过程，它将输入的编码转换为对应的输出信号。以下关于译码器的说法，不正确的是（）A.译码器可以将二进制编码转换为多个输出信号，每个输出信号对应一个编码值B.二进制译码器的输入编码位数和输出信号数量之间存在固定的关系C.译码器在数字电路中常用于地址译码和数据选择D.译码器的输出信号总是相互独立，不会存在相互影响的情况12、已知逻辑函数F=(A+B)(C+D)，其反函数为？（）A.F'=(A'B')(C'D')B.F'=A'B'+C'D'C.F'=(A'+B')(C'+D')D.F'=A'B'C'D'13、在数字系统的设计中，需要考虑功耗、速度和面积等性能指标之间的平衡。以下关于这些性能指标的描述，错误的是（）A.降低功耗通常会导致电路速度变慢或者面积增加B.提高电路速度可能需要增加功耗和面积C.减小电路面积往往会牺牲功耗和速度性能D.可以在不影响其他性能指标的情况下，单独优化某一个性能指标14、在数字电路中，竞争冒险现象可能会导致电路输出出现错误。以下关于竞争冒险产生原因的描述中，不正确的是（）A.信号传输延迟B.逻辑门的传输时间不一致C.输入信号的变化同时到达逻辑门D.电路的设计不合理15、在数字音频处理中，数字逻辑也有一定的应用。以下关于数字音频处理中数字逻辑的描述，错误的是（）A.音频的采样、量化和编码可以通过数字逻辑电路来完成B.数字滤波器可以用于音频信号的滤波处理，改善音质C.数字音频的存储和传输离不开数字逻辑的支持D.数字逻辑在数字音频处理中的作用不大，主要依靠模拟电路二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）在数字电路设计中，解释如何进行数字逻辑电路的静电防护设计，包括器件选型和电路布局的考虑。2、（本题5分）阐述数字逻辑中加法器和减法器的面积优化方法，如使用复用技术和精简逻辑结构，举例说明其效果。3、（本题5分）在数字逻辑电路中，说明如何利用触发器实现存储功能，比较不同类型触发器（如D触发器、JK触发器等）的特性和应用场合。三、分析题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，实现一个5位的乘法器，能够将两个5位二进制数相乘。详细描述乘法运算的算法和逻辑实现，通过真值表和逻辑表达式进行验证，并画出逻辑电路图。思考该乘法器在高性能计算和数字信号处理中的资源需求和优化方法。2、（本题5分）用数字逻辑实现一个简单的数字信号加密传输系统。深入分析加密算法、传输协议和接收端的解密逻辑，解释如何保证信号在传输过程中的安全性和完整性。3、（本题5分）利用数字逻辑设计一个数字锁电路，只有输入正确的密码才能解锁。详细阐述锁电路的密码设置、输入验证和解锁控制逻辑，分析如何增强锁电路的安全性和可靠性。4、（本题5分）设计一个数字逻辑电路，用于检测一个12位二进制数中是否存在连续的六个0。详细阐述设计思路，通过逻辑表达式和真值表进行分析，并画出逻辑电路图。探讨该电路在数据检测和错误诊断中的应用和优化。5、（本题5分）用数字逻辑实现一个简单的数字信号压缩感知电路。深入分析压缩感知的原理和算法，解释如何通过数字逻辑实现信号的采样和压缩，研究恢复算法和压缩效果。四、设计题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）使用