山東司法警官職業(yè)學(xué)院《數(shù)字信號處理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁山東司法警官職業(yè)學(xué)院《數(shù)字信號處理》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要將并行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)進行傳輸。以下哪種器件或模塊可能是最關(guān)鍵的？（）A.移位寄存器，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的串行移位輸出B.計數(shù)器，用于控制數(shù)據(jù)的移位順序C.編碼器，將并行數(shù)據(jù)編碼為串行格式D.譯碼器，將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)2、對于一個同步計數(shù)器，在時鐘脈沖的上升沿，如果計數(shù)器處于最大狀態(tài)，下一個時鐘脈沖到來時計數(shù)器將：（）A.保持不變B.復(fù)位C.重新計數(shù)D.不確定3、在數(shù)字邏輯電路中，數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)控制信號選擇不同的輸入數(shù)據(jù)作為輸出。一個4選1數(shù)據(jù)選擇器，當(dāng)控制信號為特定值時，如何確定輸出是哪個輸入數(shù)據(jù)？（）A.根據(jù)控制信號的二進制值確定輸出B.根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的大小確定輸出C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷4、編碼器是一種常見的組合邏輯電路。以下關(guān)于編碼器功能的描述中，正確的是（）A.將二進制代碼轉(zhuǎn)換為特定的信號B.把輸入的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)C.將一組輸入信號編碼為二進制代碼D.對輸入的數(shù)字信號進行放大和整形5、對于數(shù)字電路中的編碼器，假設(shè)一個系統(tǒng)需要將8個不同的輸入信號編碼為3位二進制代碼。在這種情況下，以下哪種編碼器能夠滿足要求并且具有較好的性能？（）A.普通編碼器B.優(yōu)先編碼器C.二進制編碼器D.十進制編碼器6、考慮一個具有異步清零和同步置數(shù)功能的計數(shù)器，當(dāng)清零信號有效時，計數(shù)器的狀態(tài)將：（）A.立即變?yōu)?B.在時鐘上升沿變?yōu)?C.保持不變D.不確定7、加法器是數(shù)字電路中用于實現(xiàn)加法運算的重要部件。在半加器和全加器中，以下關(guān)于半加器的描述中，錯誤的是（）A.半加器不考慮來自低位的進位B.半加器的輸出包括本位和以及向高位的進位C.半加器可以由異或門和與門組成D.半加器的功能比全加器簡單8、數(shù)字邏輯中的加法器可以分為串行加法器和并行加法器。串行加法器和并行加法器的主要區(qū)別是什么？（）A.串行加法器逐位進行加法運算，并行加法器同時對多位進行加法運算B.串行加法器的運算速度快，并行加法器的運算速度慢C.不確定D.串行加法器和并行加法器沒有區(qū)別9、編碼器是一種將輸入信號轉(zhuǎn)換為編碼輸出的組合邏輯電路。以下關(guān)于編碼器的說法，錯誤的是（）A.普通編碼器在多個輸入同時有效時，可能會產(chǎn)生錯誤的輸出B.優(yōu)先編碼器可以解決普通編碼器的輸入沖突問題C.編碼器可以將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制編碼D.編碼器的輸出位數(shù)總是與輸入信號的數(shù)量相同10、數(shù)字邏輯中，組合邏輯電路的輸出僅取決于當(dāng)前的輸入，那么在一個由多個邏輯門組成的組合邏輯電路中，如何判斷其功能是否正確？（）A.通過輸入不同的組合，觀察輸出是否符合預(yù)期B.檢查邏輯門的類型是否正確C.不確定D.根據(jù)電路的復(fù)雜程度判斷11、在數(shù)字邏輯電路的競爭冒險現(xiàn)象中，當(dāng)輸入信號發(fā)生變化時，可能會導(dǎo)致輸出出現(xiàn)短暫的錯誤脈沖。假設(shè)一個邏輯電路存在競爭冒險，以下哪種方法可以有效地消除這種現(xiàn)象（）A.增加冗余項B.減少邏輯門的數(shù)量C.改變輸入信號的頻率D.以上方法都不能消除競爭冒險12、在數(shù)字邏輯設(shè)計中，競爭冒險現(xiàn)象可能會導(dǎo)致電路輸出出現(xiàn)錯誤。以下關(guān)于競爭冒險的描述中，錯誤的是（）A.競爭冒險是由于信號傳輸延遲引起的B.可以通過增加冗余項來消除競爭冒險C.所有的數(shù)字電路都可能出現(xiàn)競爭冒險現(xiàn)象D.競爭冒險不會影響電路的正常功能13、在數(shù)字邏輯中，數(shù)字系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性是非常重要的。以下關(guān)于提高數(shù)字系統(tǒng)可靠性的方法，錯誤的是（）A.采用冗余技術(shù)，增加備份部件B.優(yōu)化電路設(shè)計，減少競爭冒險C.提高電源穩(wěn)定性，減少電源噪聲D.為了降低成本，可以使用質(zhì)量較差的元器件14、對于一個同步時序邏輯電路，若時鐘脈沖的頻率為100MHz，那么其狀態(tài)更新的周期是多少納秒？（）A.10B.100C.1000D.1000015、考慮數(shù)字邏輯中的時序邏輯電路的穩(wěn)定性，假設(shè)一個時序電路在工作過程中出現(xiàn)了不穩(wěn)定的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)。以下哪個因素最可能是導(dǎo)致這種不穩(wěn)定的原因（）A.輸入信號的噪聲B.時鐘信號的抖動C.邏輯門的延遲D.以上因素都有可能16、對于一個同步時序邏輯電路，若輸入信號在時鐘脈沖有效沿之后發(fā)生變化，對輸出有影響嗎？（）A.有B.沒有C.不確定D.以上都有可能17、數(shù)據(jù)選擇器可以從多個輸入數(shù)據(jù)中選擇一個輸出。假設(shè)有一個4選1數(shù)據(jù)選擇器，其選擇控制端為S1S0，輸入數(shù)據(jù)為D0、D1、D2、D3。當(dāng)S1S0=10時，輸出的數(shù)據(jù)為：（）A.D0B.D1C.D2D.D318、在數(shù)字邏輯中，計數(shù)器是一種用于計數(shù)的時序邏輯電路。以下關(guān)于計數(shù)器的描述，不準(zhǔn)確的是（）A.計數(shù)器可以按照遞增或遞減的方式進行計數(shù)B.同步計數(shù)器的所有觸發(fā)器在同一時鐘脈沖作用下同時翻轉(zhuǎn)C.異步計數(shù)器的各觸發(fā)器的時鐘脈沖不同，導(dǎo)致計數(shù)速度較慢D.計數(shù)器的計數(shù)容量只取決于觸發(fā)器的數(shù)量，與電路結(jié)構(gòu)無關(guān)19、在數(shù)字系統(tǒng)中，信號完整性是影響系統(tǒng)性能的重要因素。以下關(guān)于信號完整性的描述，錯誤的是（）A.信號反射、串?dāng)_和電磁干擾會影響信號完整性B.增加信號的上升時間可以減少信號反射C.合理的布線和端接可以改善信號完整性D.信號完整性問題只在高速數(shù)字系統(tǒng)中存在，低速系統(tǒng)中可以忽略20、在數(shù)字邏輯中，代碼表示也是重要的內(nèi)容。關(guān)于格雷碼的特點，以下說法錯誤的是（）A.相鄰兩個編碼之間只有一位發(fā)生變化B.格雷碼是一種無權(quán)碼C.格雷碼可以直接進行算術(shù)運算D.格雷碼常用于減少數(shù)字電路中的誤差21、在數(shù)字邏輯的競爭冒險現(xiàn)象分析中，假設(shè)一個邏輯表達(dá)式在某些輸入條件下可能產(chǎn)生競爭冒險。以下哪個工具或方法可以幫助準(zhǔn)確地分析和預(yù)測這種現(xiàn)象（）A.邏輯分析儀B.示波器C.手工計算D.以上方法都不準(zhǔn)確22、在數(shù)字邏輯中，已知一個邏輯函數(shù)的真值表，如何用最小項之和的形式表示該函數(shù)？（）A.直接列出B.通過化簡C.無法表示D.以上都不對23、組合邏輯電路的輸出僅僅取決于當(dāng)前的輸入，不存在存儲元件。在設(shè)計組合邏輯電路時，需要根據(jù)邏輯功能進行化簡和優(yōu)化。假設(shè)有一個組合邏輯電路，用于判斷一個三位二進制數(shù)是否能被3整除。以下關(guān)于該電路設(shè)計的描述，正確的是：（）A.可以使用多個與門和或門實現(xiàn)B.必須使用加法器和比較器實現(xiàn)C.無法通過簡單的邏輯門實現(xiàn)D.只需要一個非門就能實現(xiàn)24、在數(shù)字邏輯中，要用PLA（可編程邏輯陣列）實現(xiàn)一個4輸入2輸出的邏輯函數(shù)，需要多少個可編程的與陣列單元？（）A.4B.8C.16D.3225、對于一個由D觸發(fā)器構(gòu)成的計數(shù)器，若要實現(xiàn)模5計數(shù)，至少需要幾個D觸發(fā)器？（）A.2B.3C.4D.5二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的異步電路的握手協(xié)議，以及其作用和實現(xiàn)方式。2、（本題5分）詳細(xì)說明在二進制補碼運算中，如何進行加法和減法操作，并解釋為什么補碼可以方便地實現(xiàn)這兩種運算。3、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中計數(shù)器的多相位時鐘設(shè)計和應(yīng)用，分析其在同步系統(tǒng)中的作用和優(yōu)勢。4、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的異步電路的脈沖模式，以及其應(yīng)用場景。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個譯碼器，將20位二進制輸入信號譯碼為1048576個輸出信號。2、（本題5分）利用邏輯門設(shè)計一個邏輯電路，用于實現(xiàn)特定的信號調(diào)制功能。3、（本題5分）設(shè)計一個能將二進制碼轉(zhuǎn)換為格雷碼的電路，使用邏輯門實現(xiàn)，畫出邏輯圖和轉(zhuǎn)換過程。4、（本題5分）用中規(guī)模集成電路設(shè)計一個能實現(xiàn)模16同步計數(shù)器的電路，畫出邏輯圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。5、（本題5分）設(shè)計一個組合邏輯電路，判斷一個14位二進制數(shù)是否滿足特定的幾何條件。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）使用編碼器和數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計一個數(shù)字電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對多個模擬信號的數(shù)字化和選擇輸出。分析模擬信號數(shù)字化的過程和精度要求，以及如何根據(jù)輸入信號的特點選擇合適的數(shù)據(jù)選擇器和編碼