豫章師范學院《基于FPGA的集成電路設(shè)計》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁豫章師范學院

《基于FPGA的集成電路設(shè)計》2023-2024學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共30個小題，每小題1分，共30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、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的時鐘頻率為200MHz，若要通過一個計數(shù)器產(chǎn)生一個周期為10μs的方波信號，計數(shù)器的模值應該是多少？（）A.2000B.20000C.200000D.20000002、某工廠的電力系統(tǒng)中，有一臺同步發(fā)電機，其額定容量為500kVA，額定電壓為10kV，功率因數(shù)為0.8（滯后）。當該發(fā)電機輸出有功功率為400kW時，其輸出的無功功率約為（）A.300kVarB.600kVarC.400kVarD.200kVar3、在某電氣控制系統(tǒng)中，需要對一個交流電機進行正反轉(zhuǎn)控制，并要求在正反轉(zhuǎn)切換時進行電氣互鎖。若互鎖電路失效，可能會導致什么后果？（）A.電機無法啟動B.電機燒毀C.控制電路短路D.以上都有可能4、在一個數(shù)字電路中，使用了多個計數(shù)器來實現(xiàn)特定的功能。其中一個4位二進制計數(shù)器的初始值為0000，時鐘脈沖的頻率為1kHz。經(jīng)過5秒鐘后，該計數(shù)器的值最有可能是（）A.0101B.1001C.1100D.10105、在一個由集成運放構(gòu)成的同相比例運算電路中，若反饋電阻短路，此時電路將變成：（）A.反相比例運算電路B.電壓跟隨器C.加法運算電路D.減法運算電路6、對于一個由施密特觸發(fā)器構(gòu)成的整形電路，輸入為一個正弦波信號，其峰峰值為5V，若施密特觸發(fā)器的正向閾值電壓為2.5V，反向閾值電壓為1.5V，那么輸出信號的占空比是多少？（）A.50%B.大于50%C.小于50%D.無法確定7、在一個電子設(shè)備的通信接口中，需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行傳輸和接收。以下哪種通信協(xié)議通常被用于串行通信？（）A.RS232B.RS485C.USBD.以上都是8、在一個電子設(shè)備的控制系統(tǒng)中，需要實現(xiàn)對電機的調(diào)速控制。以下哪種電子元件可以用于電機的調(diào)速控制？（）A.電位器B.編碼器C.驅(qū)動器D.傳感器9、在一個由多個邏輯門組成的數(shù)字電路中，已知當輸入信號A=1，B=0，C=1，D=0時，輸出為0?，F(xiàn)在保持A和D不變，將B改為1，C改為0，那么新的輸出結(jié)果最有可能是（）A.0B.1C.取決于其他因素D.無法判斷10、數(shù)字電路中的移位寄存器可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的移位操作。對于一個4位右移寄存器，當輸入數(shù)據(jù)為1101，時鐘脈沖到來時，寄存器中的數(shù)據(jù)會變成什么？（）A.1110B.1100C.1011D.011111、在一個電力系統(tǒng)中，需要對電力負荷進行管理和控制。以下哪種措施不是電力負荷管理和控制的常用措施？（）A.分時電價B.需求側(cè)響應C.負荷預測D.增加發(fā)電容量12、在一個音頻放大器電路中，為了提高音質(zhì)和減少噪聲，通常會采用一些特殊的電子元件。以下哪種元件可以有效地降低噪聲？（）A.電位器B.濾波器C.繼電器D.發(fā)光二極管13、電氣控制中，經(jīng)常使用斷路器和熔斷器來進行電路保護。斷路器具有可重復使用、操作方便等優(yōu)點，熔斷器則具有成本低、分斷能力強等特點。在以下情況下，更適合使用熔斷器進行保護的是（）A.頻繁操作的電路B.對保護動作速度要求高的電路C.需要遠程操作的電路D.電流變化較大的電路14、在一個電氣控制系統(tǒng)中，有一個由PLC控制的溫度控制系統(tǒng)。溫度傳感器采用熱電偶，其輸出信號經(jīng)過變送器轉(zhuǎn)換為標準電流信號輸入PLC。若變送器的輸出信號偏差較大，會對溫度控制產(chǎn)生什么影響？（）A.溫度控制精度降低B.溫度失控C.溫度控制滯后D.無影響15、有一個8位的逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，輸入模擬電壓范圍為0-5V，若當前轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字量為10010101，那么對應的模擬電壓大約是多少？（）A.2.93VB.3.15VC.3.56VD.2.58V16、在相對論電動力學中，一個電子以速度0.8c運動，已知電子的靜止質(zhì)量為m0，則其動量大小為（c為光速）：（）A.1.33m0cB.0.6m0cC.0.8m0cD.1.67m0c17、在電動力學中，已知一個電磁波的電場強度為E=E0sin(kx-ωt)，則其磁場強度H的表達式為（假設(shè)波沿x軸正方向傳播，真空磁導率為μ0，真空介電常數(shù)為ε0）：（）A.H=(E0/ωμ0)sin(kx-ωt)B.H=(E0/c)sin(kx-ωt)C.H=(E0/ωμ0)cos(kx-ωt)D.H=(E0/c)cos(kx-ωt)18、在一個由理想運算放大器組成的反相比例運算電路中，反饋電阻為100kΩ，輸入電阻為10kΩ，輸入電壓為1V，則輸出電壓為：（）A.-10VB.10VC.-1VD.1V19、在一個電子設(shè)備的顯示屏中，需要控制像素的亮度和顏色。以下哪種技術(shù)通常被用于實現(xiàn)這一目的？（）A.液晶顯示技術(shù)B.等離子顯示技術(shù)C.發(fā)光二極管顯示技術(shù)D.以上都是20、對于一個靜電場，其電勢滿足拉普拉斯方程?^2φ=0。已知在一個二維平面上，電勢φ=x^2-y^2，則在點(1,1)處的電場強度的x分量為：（）A.-2B.2C.0D.421、一個電氣控制系統(tǒng)中，有一個由時間繼電器控制的延時啟動電路。設(shè)定時間繼電器的延時時間為5秒，當輸入信號接通后，經(jīng)過8秒電動機仍未啟動，可能的故障原因是？（）A.時間繼電器損壞B.電動機故障C.控制線路斷路D.以上都有可能22、電氣控制中，常常需要對電機進行制動。常見的制動方式有機械制動、電氣制動等。機械制動通過機械裝置來實現(xiàn)制動，電氣制動則通過改變電機的電氣參數(shù)來實現(xiàn)制動。以下關(guān)于制動方式選擇的描述，正確的是（）A.機械制動響應速度快，適用于緊急制動B.電氣制動制動效果好，適用于所有場合C.對于頻繁啟動和制動的系統(tǒng)，應優(yōu)先選擇機械制動D.電氣制動比機械制動更節(jié)能23、對于一個時變電磁場，已知某一區(qū)域的電場強度隨時間的變化率為dE/dt，磁導率為μ，該區(qū)域產(chǎn)生的位移電流密度為：（）A.μ(dE/dt)B.ε(dE/dt)C.με(dE/dt)D.(dE/dt)/μ24、考慮一個計數(shù)器電路，其計數(shù)范圍是從0到15，采用4位二進制編碼。當計數(shù)器處于狀態(tài)1010時，再輸入一個時鐘脈沖，計數(shù)器將變?yōu)槎嗌?？（）A.1011B.0000C.1010D.000125、一個乙類互補推挽功率放大電路，電源電壓為±15V，負載電阻為12Ω，輸入信號為正弦波。若忽略三極管的飽和壓降，請問該電路的最大輸出功率約為多少？（）A.14.06WB.18.75WC.28.125WD.37.5W26、對于一個集成運放構(gòu)成的微分運算電路，輸入電壓為三角波，幅度為3V，周期為15ms，電容為0.2μF，電阻為150kΩ。那么輸出電壓的峰值約為多少？（）A.30VB.60VC.-30VD.-60V27、在一個數(shù)字系統(tǒng)中，使用PAL（可編程陣列邏輯）實現(xiàn)一個4輸入、2輸出的邏輯函數(shù)，若輸入信號分別為A、B、C、D，輸出為Y1和Y2，邏輯函數(shù)為Y1=A·B+C·D，Y2=A⊕B，那么PAL的編程應該如何進行？（）A.按照特定的編程規(guī)則B.無法通過PAL實現(xiàn)C.編程方式取決于其他因素D.以上都不對28、在數(shù)字電路設(shè)計中，需要考慮電路的功耗和速度之間的平衡。以下哪種方法可以在一定程度上實現(xiàn)這種平衡？（）A.選擇低功耗的邏輯門B.降低時鐘頻率C.優(yōu)化電路的布局和布線D.以上都是29、在電力系統(tǒng)的無功功率平衡中，無功電源包括同步發(fā)電機、同步調(diào)相機、并聯(lián)電容器和靜止無功補償器等。下列關(guān)于這些無功電源特點的描述，錯誤的是（）A.同步發(fā)電機既能發(fā)出有功功率，也能發(fā)出無功功率B.同步調(diào)相機只能發(fā)出無功功率，不能吸收無功功率C.并聯(lián)電容器輸出的無功功率與電壓平方成正比D.靜止無功補償器響應速度快，能夠平滑調(diào)節(jié)無功輸出30、在一個數(shù)字信號處理系統(tǒng)中，需要對數(shù)字信號進行采樣和重構(gòu)。以下哪種采樣方式可以保證重構(gòu)后的信號與原始信號完全一致？（）A.過采樣B.欠采樣C.奈奎斯特采樣D.隨機采樣二、多選題（本大題共10小題，每小題2分，共20分．有多個選項是符合題目要求的．）1、電力系統(tǒng)中的儲能技術(shù)應用場景包括（）A.削峰填谷B.提高電能質(zhì)量C.提供備用電源D.改善電網(wǎng)穩(wěn)定性2、在電子電路的電磁兼容（EMC）標準中，以下哪些方面是需要符合的？（）A.輻射發(fā)射限值B.傳導發(fā)射限值C.抗擾度要求D.靜電放電要求3、在電力電子設(shè)備中，以下哪些元件可以實現(xiàn)電能的變換？（）A.二極管B.晶體管C.晶閘管D.電感和電容4、在工廠的電氣控制系統(tǒng)中，以下哪些元件可以實現(xiàn)邏輯控制？（）A.繼電器B.接觸器C.可編程邏輯控制器（PLC）D.工業(yè)計算機5、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性包括（）A.功角穩(wěn)定B.電壓穩(wěn)定C.頻率穩(wěn)定D.暫態(tài)穩(wěn)定6、在工廠的電氣設(shè)備選型中，需要考慮以下哪些因素？（）A.設(shè)備的功能和性能B.設(shè)備的可靠性和維護性C.設(shè)備的成本和效益D.設(shè)備的安裝和使用環(huán)境7、以下屬于電力系統(tǒng)通信方式的有（）A.光纖通信B.微波通信C.衛(wèi)星通信D.電力線載波通信8、在集成運放的選型中，以下哪些因素需要考慮？（）A.工作電壓范圍B.輸入失調(diào)電壓和電流C.帶寬D.價格9、對于時變電磁場中的位移電流，以下描述恰當?shù)氖牵ǎ〢.與電場的變化率有關(guān)B.是產(chǎn)生磁場的源之一C.類似于傳導電流D.只存在于真空中10、以下關(guān)于電磁波在介質(zhì)界面的全反射現(xiàn)象，描述恰當?shù)挠校ǎ〢.反射系數(shù)為1B.存在臨界角C.能量全部反射D.相位會發(fā)生變化三、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）用數(shù)據(jù)選擇器實現(xiàn)邏輯函數(shù)F=A'B+AC。2、（本題5分）說明D/A轉(zhuǎn)換過程中的分辨率和建立時間的概念。3、（本題5分）闡述如何設(shè)計一個數(shù)字比較器電路。4、（本題5分）說明同步時序電路和異步時序電路的差異，以及各自的優(yōu)缺點。四、分析題（本大題共3個小題，