西藏農(nóng)牧學院《數(shù)字邏輯設(shè)計》2023-2024學年第一學期期末試卷

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《數(shù)字邏輯設(shè)計》2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15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、在集成電路的可靠性設(shè)計中，冗余技術(shù)是常用的方法之一。以下哪種冗余技術(shù)可以提高系統(tǒng)的可靠性：（）A.硬件冗余B.時間冗余C.信息冗余D.以上都是2、對于一個通信信道，若其帶寬有限，以下哪種信號傳輸方式可以提高信道的利用率？（）A.基帶傳輸B.頻帶傳輸C.串行傳輸D.并行傳輸3、在數(shù)字圖像處理中，圖像的灰度直方圖反映了圖像中灰度級的分布情況。如果一幅圖像的灰度直方圖比較集中在某一灰度范圍內(nèi)，這通常意味著圖像具有怎樣的特點？（）A.對比度高B.對比度低C.亮度高D.亮度低4、在數(shù)字信號處理的濾波器設(shè)計中，F(xiàn)IR濾波器與IIR濾波器相比，具有：（）A.相位線性B.設(shè)計簡單C.運算量小D.穩(wěn)定性差5、對于一個模擬信號進行抽樣，若抽樣頻率低于奈奎斯特頻率，會導致什么問題？（）A.信號幅度失真B.信號頻率失真C.信號相位失真D.信號混疊6、在數(shù)字電子技術(shù)中，格雷碼是一種特殊的二進制編碼方式。格雷碼的特點是什么呢？相鄰的兩個編碼之間只有一位發(fā)生變化。以下關(guān)于格雷碼的說法中，錯誤的是？（）A.格雷碼可以減少數(shù)字電路中的誤碼率B.格雷碼可以用于編碼器和譯碼器的設(shè)計C.格雷碼可以直接進行算術(shù)運算D.格雷碼可以通過簡單的電路實現(xiàn)二進制碼到格雷碼的轉(zhuǎn)換7、在數(shù)字信號處理中，以下哪種算法常用于快速計算離散傅里葉變換（DFT）？（）A.直接計算法B.基2-FFT算法C.基4-FFT算法D.以上都是8、在數(shù)字電路的時序分析中，建立時間和保持時間是兩個重要的概念。如果不滿足建立時間和保持時間的要求，可能會導致：（）A.邏輯錯誤B.功耗增加C.速度下降D.噪聲增大9、在數(shù)字信號處理的快速算法中，以下哪種算法用于計算離散傅里葉變換（DFT）：（）A.基2FFT算法B.基4FFT算法C.分裂基FFT算法D.以上都是10、在信號與系統(tǒng)中，連續(xù)時間系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)具有重要的意義。如果已知一個系統(tǒng)的沖激響應(yīng)，如何通過數(shù)學運算得到其階躍響應(yīng)？（）A.對沖激響應(yīng)進行積分B.對沖激響應(yīng)進行微分C.對沖激響應(yīng)進行傅里葉變換D.對沖激響應(yīng)進行拉普拉斯變換11、在數(shù)字通信系統(tǒng)中，差錯控制編碼可以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。卷積碼是一種常用的差錯控制編碼方式，以下關(guān)于卷積碼的特點，哪一項是錯誤的？（）A.編碼效率較高B.譯碼復雜度較低C.具有記憶性D.適用于連續(xù)的數(shù)據(jù)流12、在傳感器技術(shù)中，熱電偶是一種常用的溫度傳感器。以下關(guān)于熱電偶測溫原理的描述，哪一項是正確的？（）A.基于熱電效應(yīng)，將溫度轉(zhuǎn)化為電阻的變化B.基于熱脹冷縮原理，將溫度轉(zhuǎn)化為長度的變化C.基于熱電效應(yīng)，將溫度轉(zhuǎn)化為電勢差的變化D.基于熱敏電阻特性，將溫度轉(zhuǎn)化為電流的變化13、在數(shù)字通信的差錯控制編碼中，卷積碼是一種性能優(yōu)良的編碼方式。卷積碼的譯碼方法通常有：（）A.硬判決譯碼和軟判決譯碼B.前向糾錯譯碼和反饋糾錯譯碼C.最大似然譯碼和最小距離譯碼D.串行譯碼和并行譯碼14、在微波通信中，拋物面天線具有良好的方向性。其增益與天線口徑的關(guān)系是：（）A.成正比B.成反比C.平方成正比D.平方成反比15、在電子系統(tǒng)設(shè)計中，可靠性設(shè)計是非常重要的。以下關(guān)于提高電子系統(tǒng)可靠性的方法，哪一項是不正確的？（）A.采用冗余設(shè)計B.進行故障診斷和容錯處理C.降低系統(tǒng)的工作溫度D.減少系統(tǒng)的功能模塊二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在通信網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)中，總線型、星型、環(huán)型和網(wǎng)狀型拓撲結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點。請詳細比較它們在可靠性、擴展性、成本和傳輸效率方面的差異，并說明在不同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和應(yīng)用需求下的選擇策略。2、（本題5分）解釋數(shù)字圖像處理中的形態(tài)學處理的基本操作，如膨脹、腐蝕等的原理和應(yīng)用。3、（本題5分）論述液晶顯示器（LCD）的工作原理，包括其顯示原理、驅(qū)動方式和優(yōu)缺點。4、（本題5分）在半導體物理中，詳細說明PN結(jié)的形成過程以及其在正向偏置和反向偏置下的電流特性。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5V轉(zhuǎn)1.8V的DC-DC降壓轉(zhuǎn)換器，輸出電流不小于1A，效率達到90%以上，給出原理圖和元件選型。2、（本題5分）設(shè)計一個基于CPLD的數(shù)字邏輯電路，實現(xiàn)一個8位加法器和8位乘法器，給出硬件描述語言代碼和時序仿真結(jié)果。3、（本題5分）運用集成電路知識，設(shè)計一款用于智能門鎖的指紋識別芯片，具備快速準確的識別能力和高安全性。4、（本題5分）設(shè)計一個溫度傳感器校準電路，能夠?qū)囟葌鞲衅鬟M行校準，提高測量精度。5、（本題5分）設(shè)計一個基于單片機的智能空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，能夠監(jiān)測多種污染物濃度并進行報警。四、分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在一個數(shù)字電路設(shè)計中，需要考慮時序約束和信號完整性問題。分析時序違規(guī)的原因、信號反射和串擾的產(chǎn)生機制，研究如何通過合理的布局布線和端接技術(shù)來保證電路的正常工作。2、（本題10分）某圖像處理算法，用于圖像分割和目標提取。分析算法的基本思想、適用場景和存在的局限性，并結(jié)合實際圖像數(shù)據(jù)進行效果評估。3、（本題10分）一個視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，需要對大量的視頻數(shù)據(jù)進行存儲和傳輸。分析視頻壓縮