哈尔滨科学技术职业学院《模拟集成电路设计》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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哈尔滨科学技术职业学院
《模拟集成电路设计》2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

批阅人

一、单选题（本大题共35个小题，每小题1分，共35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、在电动力学中，一个点电荷 q 位于一个无限大的导体平面附近。则导体平面上感应电荷产生的电场在电荷所在位置的电场强度大小为：（ ）
A. q / (4πε0r^2)
B. -q / (4πε0r^2)
C. q / (2πε0r^2)
D. -q / (2πε0r^2)

2、某电力系统中，有一个大型的同步电动机负载。同步电动机在运行时需要从电网吸收无功功率来建立磁场。为了改善系统的功率因数，下列关于同步电动机运行控制的措施，错误的是（ ）
A. 采用过励磁运行方式，使同步电动机向电网发出无功功率
B. 安装无功补偿装置，补偿同步电动机吸收的无功功率
C. 降低同步电动机的负载，减少无功功率的需求
D. 改变同步电动机的接线方式，使其不吸收无功功率

3、在一个由三极管构成的放大电路中，若要增大输出电阻，同时减小输入电阻，可以采用的接法是：（ ）
A. 共射极
B. 共集电极
C. 共基极
D. 以上都不行

4、数字电路中的译码器可以将输入的二进制代码转换为特定的输出信号。对于一个 3 线 -8 线译码器，当输入代码为全零时，会有几个输出为高电平？（ ）
A. 0 个
B. 1 个
C. 7 个
D. 8 个

5、在一个电子设备的控制系统中，需要实现对电机的正反转控制。以下哪种电子元件可以用于电机的正反转控制？（ ）
A. 继电器
B. 接触器
C. 三极管
D. 二极管

6、在一个电力系统中，需要对电力负荷进行分类。以下哪种负荷不属于电力负荷的分类？（ ）
A. 一级负荷
B. 二级负荷
C. 三级负荷
D. 四级负荷

7、在电磁波的传播中，当电磁波从一种介质进入另一种介质时，下列哪个物理量会发生变化：（ ）
A. 频率
B. 波长
C. 波速
D. 以上都是

8、某工厂的电气控制系统中使用了 PLC（可编程逻辑控制器）进行自动化控制。在一个生产流程中，需要根据多个传感器的信号来控制一系列执行机构的动作。当其中一个传感器发生故障时，PLC 能够自动切换到备用控制模式，以保证生产继续进行。以下关于这种 PLC 控制的说法，正确的是（ ）
A. 降低了系统的稳定性
B. 增加了系统的维护成本
C. 提高了系统的容错能力
D. 减少了系统的控制精度

9、在一个自动化仓库的电气控制系统中，使用了大量的接近开关来检测货物的位置。接近开关的检测距离为 10mm，当被检测物体与接近开关的距离小于 5mm 时，接近开关输出高电平。若物体与接近开关的实际距离为 7mm，但接近开关没有输出信号，可能的原因是什么？（ ）
A. 接近开关损坏
B. 电源故障
C. 线路接触不良
D. 以上都有可能

10、在一个模拟电子电路中，需要对信号进行滤波。以下哪种滤波器具有较好的通带平坦度和阻带衰减特性？（ ）
A. 低通滤波器
B. 高通滤波器
C. 带通滤波器
D. 带阻滤波器

11、在一个数字电子电路中，需要实现数据的存储和读取。以下哪种存储器具有较快的读写速度？（ ）
A. 随机存取存储器（RAM）
B. 只读存储器（ROM）
C. 闪存（Flash）
D. 以上都是

12、在一个电气设备的控制系统中，需要对多个输入信号进行逻辑处理。可以使用逻辑门电路，如与门、或门、非门等，来实现这些逻辑功能。逻辑门电路的输入和输出只有高电平和低电平两种状态。以下关于逻辑门电路的描述，正确的是（ ）
A. 与门的输出只有在所有输入都为高电平时才为高电平
B. 或门的输出只要有一个输入为高电平就为高电平
C. 非门的输出与输入总是相反
D. 以上都是

13、某数字电路设计用于判断一个 4 位二进制数是否能被 3 整除。当输入为 1010 时，电路输出为 0 ，表示不能被 3 整除。现在输入变为 1100 ，假设电路没有故障，那么输出应该是（ ）
A. 0 B. 1 C. 无法确定 D. 以上选项均错误

14、在一个电力系统中，需要对继电保护装置进行校验和调试。以下哪个项目不是继电保护装置校验和调试的内容？（ ）
A. 动作电流校验
B. 动作时间校验
C. 灵敏度校验
D. 设备外观检查

15、对于一个由三极管构成的射极跟随器，已知三极管的β = 120，基极电流IB = 30μA，集电极电阻RC = 2kΩ，电源电压VCC = 18V，发射极电阻RE = 2kΩ。忽略三极管的饱和压降，请问该电路的输出电阻约为多少？（ ）
A. 20Ω B. 30Ω C. 40Ω D. 50Ω

16、在一个电力系统中，需要对电力设备进行状态监测和评估。以下哪个方法不是电力设备状态监测和评估的方法？（ ）
A. 在线监测
B. 离线检测
C. 定期试验
D. 随机抽样

17、在一个电气设备的选型过程中，需要考虑设备的可靠性和可用性。以下哪个指标不是衡量设备可靠性和可用性的指标？（ ）
A. 平均无故障时间（MTBF）
B. 平均修复时间（MTTR）
C. 设备利用率
D. 设备寿命

18、在一个数字电路中，需要对频率为 100kHz 的矩形波信号进行分频，得到频率为 10kHz 的矩形波信号，应该使用哪种计数器实现？（ ）
A. 十进制计数器 B. 二进制计数器 C. 十六进制计数器 D. 以上都可以

19、在一个电气设备的维修过程中，需要使用万用表进行测量和检测。以下哪个功能不是万用表的常用功能？（ ）
A. 测量电压
B. 测量电流
C. 测量电阻
D. 测量功率

20、考虑一个时序逻辑电路，使用 D 触发器实现。已知时钟频率为 100 MHz ，在连续的 5 个时钟周期内，输入信号 D 依次为 1、0、1、0、1 。那么在第 5 个时钟上升沿过后，触发器的输出 Q 最有可能是（ ）
A. 1 B. 0 C. 不确定 D. 以上都不对

21、有一个理想导体球，半径为 R ，处于外电场 E 中。则导体球表面的感应电荷面密度与外电场的关系为：（ ）
A. 正比于外电场的大小
B. 反比于外电场的大小
C. 正比于外电场的平方
D. 反比于外电场的平方

22、在一个集成运放构成的迟滞比较器中，若增大上门限电压和下门限电压之间的差值，其抗干扰能力将：（ ）
A. 增强
B. 减弱
C. 不变
D. 先增强后减弱

23、在一个电力系统中，需要对无功功率进行补偿。以下哪种设备可以用于无功功率补偿？（ ）
A. 电容器
B. 电抗器
C. 变压器
D. 发电机

24、有一个平行板电容器，两板间距为 d，极板面积为 S，中间填充了相对介电常数为 εr 的电介质。若将极板间距减小为原来的一半，同时电介质的相对介电常数增大为原来的 2 倍，电容器的电容变为：（ ）
A. 2C
B. 4C
C. C/2
D. C/4

25、在一个数字信号处理系统中，需要对数字信号进行滤波和变换。以下哪种算法通常被用于数字滤波？（ ）
A. 傅里叶变换
B. 拉普拉斯变换
C. 离散傅里叶变换
D. 齐次变换

26、在电力系统的绝缘配合中，需要根据系统的过电压水平和设备的绝缘耐受能力来确定设备的绝缘等级。下列关于绝缘配合原则的描述，错误的是（ ）
A. 综合考虑设备造价、运行费用和故障损失，力求经济合理
B. 对于不同类型的设备，采用相同的绝缘水平
C. 考虑过电压的幅值、波形和持续时间等因素
D. 遵循相关的国家标准和行业规范

27、在一个多级放大电路中，若前级是电流放大倍数很大的电流放大器，后级是电压放大倍数很大的电压放大器，则整体电路的输入电阻主要取决于：（ ）
A. 前级
B. 后级
C. 前后级共同决定
D. 无法确定

28、在电力系统的短路电流计算中，需要考虑短路类型（如三相短路、两相短路等）和短路点的位置。不同的短路类型和短路点位置会影响短路电流的大小和分布。下列关于短路电流计算中考虑因素的描述，错误的是（ ）
A. 三相短路电流通常是最大的，对设备的危害也最大
B. 短路点距离电源越远，短路电流越小
C. 系统的运行方式（如最大运行方式和最小运行方式）对短路电流没有影响
D. 变压器的短路阻抗

29、一个 LC 并联谐振回路，已知电感 L = 10μH，电容 C = 0.01μF，若品质因数 Q = 100，那么该回路的谐振频率和通频带约为多少？（ ）
A. 159kHz，1.59kHz
B. 159kHz，3.18kHz
C. 318kHz，1.59kHz
D. 318kHz，3.18kHz

30、考虑一个用于实现乘法运算的数字电路，输入为两个 2 位二进制数。当输入分别为 10 和 11 时，电路输出为 110 。若输入变为 11 和 10 ，那么电路的输出最有可能是（ ）
A. 110 B. 101 C. 100 D. 011

31、在一个集成运放构成的求和运算电路中，若有三个输入信号分别为 1V、2V 和 3V，电阻均相等，则输出电压为：（ ）
A. -6V
B. 6V
C. -1V
D. 1V

32、数字电路中的触发器可以存储数据。对于一个 JK 触发器，当 J=1，K=1 时，在时钟上升沿到来时，触发器的状态会如何变化？（ ）
A. 翻转
B. 保持不变
C. 置为高电平
D. 置为低电平

33、电气控制系统中，经常会遇到干扰问题。干扰源可能来自电源、空间电磁场、接地等。为了减少干扰对系统的影响，可以采取隔离措施，如光电隔离、磁隔离等。以下关于隔离措施的描述，错误的是（ ）
A. 光电隔离可以有效阻断电信号的传输
B. 磁隔离适用于高频信号的隔离
C. 隔离措施会增加系统的成本和复杂性
D. 隔离后系统的抗干扰能力一定能得到显著提高

34、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，2V
B. N沟道耗尽型，-2V
C. P沟道增强型，-2V
D. P沟道耗尽型，2V

35、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

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、在电力系统的运行中，以下哪些操作可能会引起过电压？（ ）
A. 断路器操作
B. 雷击
C. 接地故障
D. 负荷突变

2、在电动力学中，以下哪些情况会导致电磁波的模式分裂（ ）
A. 外加电场 B. 介质不均匀 C. 边界条件改变 D. 温度变化

3、电气控制系统中，实现顺序控制的方法通常有哪些？
A. 行程开关控制
B. 时间继电器控制
C. 顺序控制器控制
D. 可编程控制器控制

4、以下关于数字电路中的锁存器的描述，正确的是（ ）
A. 能够保持数据直到新的数据输入
B. 与触发器的功能相似，但触发方式不同
C. 常用于数据的暂存
D. 可以实现数据的同步传输

5、直流电动机的调速方法包括以下哪些？
A. 改变电枢电压
B. 改变电枢回路电阻
C. 改变励磁电流
D. 改变电源频率

6、在模拟信号的处理中，以下哪些方法可以用于改善信号质量？（ ）
A. 滤波 B. 放大 C. 调制 D. 解调

7、以下哪些是电气控制系统抗干扰的措施？
A. 屏蔽
B. 滤波
C. 接地
D. 隔离

8、在电子系统设计中，以下哪些措施可以提高系统的抗干扰能力？（ ）
A. 合理布线
B. 采用屏蔽技术
C. 增加滤波电容
D. 选择合适的接地方式

9、在正弦波振荡器的起振过程中，以下哪些因素会影响起振速度？（ ）
A. 放大电路的增益 B. 选频网络的品质因数 C. 反馈网络的参数 D. 电源电压的稳定性

10、在电气控制系统中，电气互锁和机械互锁的区别主要体现在哪些方面？
A. 实现方式
B. 可靠性
C. 成本
D. 操作便捷性

三、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）简述相对论中速度变换公式。

2、（本题5分）设计一个简单的分压式偏置共发射极放大器，并计算其静态工作点和电压放大倍数。

3、（本题5分）用硬件描述语言实现一个能实现 4 位二进制数加法和减法的运算电路。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）在一个智能电网中，分布式能源（如太阳能、风能）的接入给电网的运行和控制带来了挑战。请分析分布式能源接入对电网的影响，如电压波动、潮流改变、继电保护配合困难等，并探讨如何通过先进的控制策略和通信技术实现分布式能源的高效整合和电网的稳定运行。

2、（本题10分）电力系统中的继电保护装置是保障系统安全运行的重要设备。请分析继电保护的原理和类型，阐述其在电力系统故障检测和隔离中的作用，以及如何提高继电保护的可靠性。

3、（本题10分）某工厂的电气设备节能改造后，出现了设备运行不稳定的情况。分析可能的原因，如节能设备与原有设备不兼容、控制策略不当等，并提出解决办法。

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