河北大学《嵌入式微控制器设计及应用》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《嵌入式微控制器设计及应用》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30个小题，每小题1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、对于一个集成运放构成的微分运算电路，输入电压为三角波，幅度为3V，周期为15ms，电容为0.2μF，电阻为150kΩ。那么输出电压的峰值约为多少？（）A.30VB.60VC.-30VD.-60V2、假设在一个均匀电场中，有一个带电量为q的点电荷以速度v运动。已知电场强度为E，若电荷的速度增大为原来的2倍，同时电场强度减小为原来的一半，电荷所受的电场力变为：（）A.F/2B.FC.2FD.4F3、某数字电路用于将格雷码1101转换为二进制码，转换后的二进制码最有可能是（）A.1010B.1001C.1100D.10114、数字电路中的加法器可以通过不同的方式实现。对于一个行波进位加法器，它的主要缺点是什么？（）A.速度慢B.电路复杂C.功耗高D.占用空间大5、在一个由三极管构成的共基极放大电路中，已知三极管的β=150，集电极电阻RC=3kΩ，发射极电阻RE=1.5kΩ，电源电压VCC=15V，基极电流IB=30μA。忽略三极管的饱和压降，请问该电路的电压增益约为多少？（）A.-75B.-100C.75D.1006、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/27、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.5000008、考虑一个使用计数器和译码器的数字电路。计数器从0开始计数，每来一个时钟脉冲加1，当计数值为7时，译码器输出一个特定的信号。若时钟频率为10kHz，经过1秒钟后，译码器是否会输出特定信号？（）A.会B.不会C.不确定D.以上都不对9、在一个电子电路的设计中，需要考虑电路的散热问题。以下哪个措施可以有效地提高电路的散热性能？（）A.使用散热片B.优化电路布局C.降低电路工作温度D.提高电路的工作效率10、在一个电气火灾监控系统中，需要对电气火灾隐患进行监测和报警。以下哪个设备不属于电气火灾监控系统的设备？（）A.剩余电流互感器B.温度传感器C.烟雾报警器D.电压表11、某场效应管的转移特性曲线如图所示（给出具体图形描述），请问该场效应管的类型和阈值电压约为多少？（）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，2V12、在一个电子设备的控制系统中，需要实现对电机的精确控制。以下哪种电子元件可以用于电机的速度控制？（）A.电位器B.编码器C.驱动器D.传感器13、在数字电路设计中，需要考虑电路的可扩展性。以下哪种设计方法可以提高电路的可扩展性？（）A.使用固定的电路结构B.减少电路的功能C.采用模块化设计D.降低电路的性能14、某数字电路用于将十进制数转换为二进制编码的BCD码。当输入的十进制数为78时，经过电路转换后的BCD码输出最有可能是（）A.01111000B.10011110C.01111001D.0100111015、在数字电路设计中，需要考虑信号的延迟问题。以下哪种因素会导致信号延迟增加？（）A.减少逻辑门的数量B.降低时钟频率C.增加电路的布线长度D.使用高速逻辑门16、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好的性能？（）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17、在一个数字系统中，需要对数据进行编码和解码。以下哪种编码方式可以减少数据传输中的错误？（）A.重复编码B.奇偶校验编码C.格雷码编码D.汉明码编码18、已知一个场效应管的转移特性曲线为一条直线，其斜率为2mA/V，截距为-1mA。请问该场效应管的类型和参数约为多少？（）A.N沟道增强型，阈值电压为0.5VB.N沟道耗尽型，夹断电压为-0.5VC.P沟道增强型，阈值电压为-0.5VD.P沟道耗尽型，夹断电压为0.5V19、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)20、在一个由三极管构成的放大电路中，若输出电阻增大，而其他参数不变，以下关于其性能变化的描述，正确的是：（）A.带负载能力增强B.带负载能力减弱C.电压放大倍数增大D.电压放大倍数减小21、在一个电气控制系统中，需要实现对电机的保护控制。以下哪种保护功能不是电机保护控制的常用功能？（）A.过载保护B.短路保护C.欠压保护D.超速保护22、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.0.628V23、某电气控制系统中，有一个由运算放大器组成的比较器电路。当输入信号超过设定阈值时，输出电平发生翻转。若运算放大器的供电电压不稳定，会对比较结果产生什么影响？（）A.比较结果提前翻转B.比较结果延迟翻转C.比较结果不变D.比较结果错误24、在一个模拟电子电路中，需要对信号进行滤波和放大。以下哪种滤波器和放大器的组合可以实现较好的性能？（）A.低通滤波器和共射极放大器B.高通滤波器和共基极放大器C.带通滤波器和共集电极放大器D.带阻滤波器和差分放大器25、数字电路中的数据选择器可以根据输入的控制信号选择不同的输入数据进行输出。对于一个4选1数据选择器，当控制信号为11时，会选择哪个输入数据进行输出？（）A.第一个输入数据B.第二个输入数据C.第三个输入数据D.第四个输入数据26、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27、某工厂的电气控制系统中，有一个由接触器、热继电器和按钮组成的电动机正反转控制电路。当按下正转启动按钮时，电动机正常正转，但按下反转启动按钮后，电动机没有反应。已知接触器和按钮均正常，那么可能出现故障的元件是？（）A.热继电器B.反转接触器C.正转接触器D.电源28、在一个电气控制系统中，需要实现对电机的远程控制。以下哪种通信方式可以用于电机的远程控制？（）A.有线通信B.无线通信C.蓝牙通信D.以上都是29、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.±4V30、电气控制系统中，常常使用传感器来检测物理量，并将其转换为电信号。不同类型的传感器具有不同的特点和适用范围。例如，压力传感器用于测量压力，位移传感器用于测量位移，速度传感器用于测量速度。以下关于传感器选择的考虑因素，错误的是（）A.测量范围和精度要求B.传感器的输出信号类型C.传感器的安装方式和尺寸D.传感器的价格越高越好二、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、在传感器接口电路设计中，以下哪些方面需要重点关注？（）A.信号放大B.滤波C.线性化处理D.抗干扰2、对于数字电路中的加法器，以下描述正确的是（）A.可以实现二进制数的相加B.有半加器和全加器之分C.可以通过级联实现多位加法D.其速度和位数有关3、在电力系统的无功优化中，以下哪些目标可以作为优化的目标函数？（）A.最小化网损B.最大化电压稳定性C.最小化无功补偿设备的投资D.最大化系统的供电可靠性4、以下关于电磁波在等离子体中的传播，说法正确的有（）A.会出现折射和反射B.频率会发生变化C.与等离子体的参数有关D.总是直线传播5、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6、在电子电路的自动化设计（EDA）工具中，以下哪些功能是常见的？（）A.专用集成电路（ASIC）B.现场可编程门阵列（FPGA）C.数字信号处理器（DSP）D.通用处理器（CPU）7、以下关于电磁波的辐射场，说法合理的有（）A.由加速运动的电荷产生B.具有方向性C.强度与距离的平方成反比D.是横电磁波8、在工厂的电气安全管理中，以下哪些措施可以预防电气火灾？（）A.定期检查电气设备的绝缘情况B.合理布置电气线路C.安装火灾报警器和灭火设备D.加强对电气设备的维护和管理9、以下关于数字电路中的奇偶校验码，哪些描述是正确的？（）A.用于检测数据传输中的错误B.分为奇校验和偶校验C.可以通过硬件电路实现D.能纠正数据中的错误10、以下关于数字电路中的FPGA（现场可编程门阵列）的描述，正确的是（）A.具有可编程性，可以实现各种数字逻辑功能B.开发过程相对灵活C.适合小批量、快速原型开发D.性能通常低于专用集成电路三、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）分析图中所示的译码器电路，说明其工作过程。2、（本题5分）设计一个基于场效应管的放大电路，并计算其性能参数。3、（本题5分）讲解在数字电路中如何进行数字信号的微分器设计。4、（本题5分）分析电力系统中的线损计算方法和降损措施。四、分析题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）在电气控制系统中，编码器的应用可以实现位置和速度的精确测量。请分析编码器的工作原理和可能出现的故障，如信号干扰、分辨率不足等，并提