吉林农业科技学院《智能仪器仪表》2023-2024学年第二学期期末试卷.doc

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吉林农业科技学院
《智能仪器仪表》2023-2024学年第二学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

批阅人

一、单选题（本大题共25个小题，每小题1分，共25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、考虑一个同步时序电路，其时钟频率为 50MHz，若要在 1μs 内完成一个特定的操作，至少需要多少个时钟周期？（ ）
A. 20 B. 50 C. 200 D. 500

2、在一个数字信号处理系统中，需要对数字信号进行滤波和放大。以下哪种电路组合可以实现这个功能？（ ）
A. 加法器和比较器
B. 计数器和译码器
C. 滤波器和放大器
D. 编码器和解码器

3、在一个由理想运放构成的减法运算电路中，两个输入电压分别为 2V 和 1V，对应的输入电阻均为 10kΩ，反馈电阻为 20kΩ，那么输出电压约为多少？（ ）
A. 1V B. 2V C. 3V D. 4V

4、某电气控制系统用于控制一个自动化仓库的堆垛机，堆垛机的水平和垂直运动由两个独立的电机驱动。在运行过程中，水平电机突然停止，而垂直电机正常工作。可能的故障原因是？（ ）
A. 水平电机过载
B. 水平电机驱动器故障
C. 控制水平电机的线路断路
D. 以上都有可能

5、在一个电子设备的显示驱动电路中，需要控制显示屏的亮度。以下哪种方法可以实现显示屏亮度的调节？（ ）
A. 改变电源电压
B. 改变显示屏的对比度
C. 使用脉宽调制（PWM）技术
D. 以上都是

6、在一个集成运放构成的窗口比较器电路中，若要改变比较的上下限电压，可以通过调整：（ ）
A. 输入电压
B. 反馈电阻
C. 参考电压
D. 运放的增益

7、电气控制中，常常需要对信号进行放大。运算放大器是一种常用的信号放大器件，具有高增益、高输入阻抗等特点。在使用运算放大器时，需要合理设置外部电路参数。以下关于运算放大器使用的描述，错误的是（ ）
A. 可以构成反相放大器和同相放大器
B. 输出电压不会超过电源电压
C. 不需要考虑输入信号的频率
D. 失调电压和温漂会影响放大精度

8、一个电气控制系统中，有一个由时间继电器控制的延时启动电路。设定时间继电器的延时时间为 5 秒，当输入信号接通后，经过 8 秒电动机仍未启动，可能的故障原因是？（ ）
A. 时间继电器损坏
B. 电动机故障
C. 控制线路断路
D. 以上都有可能

9、一个数字系统使用 8 - 3 线优先编码器对 8 个输入信号进行编码，若输入信号 I7 为有效低电平，其他输入为高电平，那么输出的编码是多少？（ ）
A. 111 B. 000 C. 110 D. 011

10、在一个多级放大电路的频率响应中，上限截止频率主要由哪一级电路决定：（ ）
A. 输入级
B. 中间级
C. 输出级
D. 频率响应最差的那一级

11、在电磁波的辐射中，一个电偶极子的电偶极矩随时间作简谐变化，其频率为 f 。则辐射出的电磁波的波长为：（ ）
A. c / f
B. 2πc / f
C. c / (2πf)
D. 2πc / (f^2)

12、对于一个集成运放构成的电压比较器，输入电压从-10V变化到10V，参考电压为5V。请问输出电压从低电平跳变到高电平的阈值电压约为多少？（ ）
A. -5V B. 0V C. 5V D. 10V

13、一个数字系统使用 DAC（数模转换器）产生一个锯齿波信号，若 DAC 的转换时间为 1μs，系统时钟频率为 1MHz，那么锯齿波的周期大约是多少？（ ）
A. 1000μs B. 100μs C. 10μs D. 1μs

14、某电力系统中，有一个大型工厂采用了高电压等级的专用变电站供电。为了保证该工厂的供电可靠性，在变电站的设计中，需要考虑多种因素。下列关于专用变电站设计中提高供电可靠性措施的描述，错误的是（ ）
A. 采用双电源进线
B. 安装备用变压器
C. 增加变电站的出线回路数
D. 采用简单的主接线形式

15、一个电气控制系统中，有一台直流电动机，其电枢电阻为 1Ω，电枢电压为 220V，电枢电流为 20A。若忽略电枢电感，计算电动机的电磁转矩是多少？（ ）
A. 200 N·m
B. 400 N·m
C. 600 N·m
D. 800 N·m

16、某电气控制系统用于控制一个污水处理厂的设备，其中有一个液位传感器用于检测水池液位。若液位传感器的安装位置不当，低于实际液位，会导致系统出现什么问题？（ ）
A. 水池无法充满
B. 水泵空转
C. 污水溢出
D. 设备停机

17、某数字电路用于比较两个 4 位二进制数的大小。当输入的两个数分别为 1011 和 1101 时，电路输出表示第一个数小于第二个数。若输入变为 1110 和 1010 ，那么此时电路的输出应该是（ ）
A. 第一个数大于第二个数
B. 第一个数小于第二个数
C. 两个数相等
D. 无法确定

18、在一个集成运放构成的窗口比较器中，有两个参考电压分别为 2V 和 4V。当输入电压从 0 逐渐增加时，输出电压发生翻转的阈值电压分别约为多少？（ ）
A. 2V 和 4V
B. 1V 和 3V
C. 3V 和 1V
D. 4V 和 2V

19、在一个集成运放构成的方波发生电路中，若要改变方波的占空比，可以通过调整：（ ）
A. 电容的充电和放电电阻
B. 运放的电源电压
C. 输入电压
D. 反馈电阻

20、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

21、在一个差分放大电路中，两输入端的信号分别为 u i1 = 10mV，u i2 = 6mV，差模增益 A d = 50，共模抑制比 K CMR = 1000。请问输出电压 u o 约为多少？（ ）
A. 200mV B. 220mV C. 400mV D. 440mV

22、某电气控制系统用于控制一台数控机床的刀具换刀装置。换刀装置动作迟缓，可能的原因是？（ ）
A. 液压系统压力不足
B. 电机故障
C. 传感器故障
D. 以上都有可能

23、考虑一个使用计数器和比较器的数字电路，计数器从 0 开始计数，当计数值达到 10 时与预设值 15 进行比较。若此时计数器继续计数到 12 ，那么比较器的输出状态最有可能是（ ）
A. 0 （表示小于预设值）
B. 1 （表示大于等于预设值）
C. 不确定
D. 以上都不对

24、已知一个数字电路的功耗主要由静态功耗和动态功耗组成。若静态功耗为 1mW，动态功耗为 2mW，电路工作频率提高一倍，动态功耗将变为多少？（ ）
A. 4mW B. 2mW C. 1mW D. 8mW

25、在一个集成运放构成的除法运算电路中，若两个输入信号分别为 4V 和 2V，则输出电压约为：（ ）
A. 2V
B. -2V
C. 0.5V
D. -0.5V

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、在模拟电子技术中，以下哪些元件常用于放大电路中？（ ）
A. 三极管
B. 场效应管
C. 电阻
D. 电容

2、以下关于数字电路中的数据选择器，哪些说法是正确的？（ ）
A. 可以从多个输入数据中选择一个输出 B. 控制信号决定选择哪一路输入 C. 常用于信号切换和复用 D. 有多位数据选择器和单比特数据选择器

3、在电力市场中，影响电价的因素包括（ ）
A. 电力供需关系
B. 燃料价格
C. 季节和天气
D. 政策法规

4、在集成运放的参数中，以下哪些会影响其实际应用中的性能？（ ）
A. 输入失调电压 B. 输入失调电流 C. 共模抑制比 D. 开环增益

5、在数字电路设计中，为了提高电路的可靠性，可以采取的措施有（ ）
A. 增加冗余设计
B. 采用纠错编码技术
C. 进行严格的测试和筛选
D. 优化电路布局和布线

6、在电气控制系统中，常用的位置控制电器有哪些？
A. 行程开关
B. 接近开关
C. 光电开关
D. 干簧管

7、在数字通信系统中，以下哪些编码方式常用于提高传输效率？（ ）
A. 曼彻斯特编码
B. 差分曼彻斯特编码
C. 4B/5B 编码
D. 8B/10B 编码

8、在工厂的电动机控制中，以下哪些方式可以实现调速？（ ）
A. 改变电源频率
B. 改变电机极对数
C. 改变转差率
D. 改变电机绕组接法

9、在电力系统的规划中，以下哪些因素需要考虑智能电网的发展？（ ）
A. 通信技术和信息技术的应用
B. 分布式能源的接入和管理
C. 电力市场的发展和
D. 环境保护和可持续发展

10、以下哪些是电气控制系统中的执行机构？
A. 气缸
B. 液压缸
C. 直线电机
D. 丝杠螺母副

三、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）化简逻辑函数 F(A,B,C,D) = Σm(0, 2, 5, 7, 8, 10, 13, 15) ，并用或非门实现。

2、（本题5分）分析如何实现一个数字信号的分频器。

3、（本题5分）分析电动力学中电磁作用的有限传播速度。

4、（本题5分）阐述反馈放大器中负反馈对电路性能的改善作用，并举例说明。

5、（本题5分）简述D/A转换器的线性度和单调性的概念。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）一个自动化仓储系统中，堆垛机的运行精度和速度出现下降。请分析可能的原因，如机械部件磨损、驱动系统故障、控制系统误差等，并提出相应的检测和维修方法，以及如何通过优化控制算法来提高堆垛机的性能。

2、（本题10分）某小区的太阳能光伏发电系统发电量不稳定。分析可能的原因，如天气变化、设备故障等，并提出提高发电量稳定性的措施。

3、（本题10分）一个电动汽车的电池管理系统需要实现电池状态监测、充电控制、均衡管理等功能。请分析如何进行电池管理系统的设计，包括传感器选择、控制算法、通信协议等方面，并说明在实际应用中应注意的问题。

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