天津医科大学《数字信号处理D》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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天津医科大学《数字信号处理D》
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15个小题，每小题1分，共15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、在电子电路的可靠性设计中，以下哪个因素不是需要考虑的主要因素？（ ）
A. 选用高质量的电子元件，降低元件的失效率
B. 进行合理的电路布局和布线，减少电磁干扰和信号串扰
C. 采用冗余设计，增加系统的备份和容错能力
D. 选择外观美观的电路封装形式，提高产品的市场竞争力

2、在数字通信中，同步技术是保证通信正常进行的关键。以下关于位同步和帧同步的描述，哪一项是错误的？（ ）
A. 位同步是为了确定每个码元的起止时刻
B. 帧同步是为了确定数据帧的起始位置
C. 位同步的精度要求高于帧同步
D. 帧同步通常比位同步更容易实现

3、在通信系统的扩频技术中，以下哪种扩频方式是直接用伪随机序列对信息码元进行调制？（ ）
A. 直接序列扩频 B. 跳频扩频 C. 跳时扩频 D. 混合扩频

4、在通信系统中，信道编码是提高通信可靠性的重要手段。信道编码的主要作用是什么呢？是通过增加冗余信息来检测和纠正传输过程中产生的错误。以下关于信道编码作用的说法中，错误的是？（ ）
A.提高信号的传输速率
B.检测传输过程中的错误
C.纠正传输过程中的错误
D.增加信号的抗干扰能力

5、在数字信号处理中，有限长单位冲激响应（FIR）滤波器和无限长单位冲激响应（IIR）滤波器各有特点。以下关于它们的比较，哪一项是不正确的？（ ）
A. FIR 滤波器总是稳定的，IIR 滤波器可能不稳定
B. FIR 滤波器的相位特性通常比 IIR 滤波器好
C. IIR 滤波器的设计比 FIR 滤波器简单
D. FIR 滤波器的计算量比 IIR 滤波器小

6、在信号与系统中，连续时间系统的冲激响应描述了系统的特性。如果一个系统的冲激响应是有限长的，那么该系统是？（ ）
A. 因果稳定的 B. 因果不稳定的 C. 非因果稳定的 D. 非因果不稳定的

7、在无线通信系统中，关于多径传播对信号的影响，以下哪种说法是正确的？（ ）
A. 多径传播会导致信号的衰落和时延扩展，严重影响通信质量，但可以通过分集接收技术来改善
B. 多径传播只会造成信号的频率选择性衰落，对信号的时域特性没有影响
C. 多径传播使得接收信号的强度增强，从而提高了通信系统的可靠性
D. 多径传播对窄带通信系统影响较大，而对宽带通信系统几乎没有影响

8、对于数字信号的传输方式，以下哪种方式需要在发送端和接收端进行同步？（ ）
A. 异步传输 B. 同步传输 C. 并行传输 D. 串行传输

9、在电子电路中，运算放大器是一种高性能的放大器。运算放大器可以实现各种数学运算，如加法、减法、乘法等。如果一个运算放大器的同相输入端电压为 2V，反相输入端电压为 1V，那么它的输出电压是多少呢？（ ）
A.1V
B.2V
C.3V
D.4V

10、在数字逻辑设计中，卡诺图是化简逻辑函数的常用工具。使用卡诺图化简逻辑函数时，相邻的最小项可以合并，其合并的原则是：（ ）
A. 逻辑相邻且取值相同
B. 逻辑相邻且取值相反
C. 逻辑不相邻但取值相同
D. 逻辑不相邻且取值相反

11、在自动控制原理中，对于一个二阶系统，若阻尼比增大，系统的响应速度将会如何变化？（ ）
A. 加快
B. 减慢
C. 不变
D. 先加快后减慢

12、在电子信息工程中，以下哪种技术常用于提高图像的分辨率和清晰度？（ ）
A. 图像增强 B. 图像压缩 C. 图像分割 D. 图像超分辨率重建

13、在计算机网络中，TCP/IP 协议簇是互联网的基础。TCP 协议提供的是？（ ）
A. 无连接的数据报服务 B. 面向连接的可靠服务 C. 尽最大努力的服务 D. 广播服务

14、在半导体器件的特性测量中，以下哪种仪器用于测量晶体管的电流 - 电压特性：（ ）
A. 示波器
B. 晶体管图示仪
C. 频谱分析仪
D. 逻辑分析仪

15、关于集成电路的制造工艺，以下哪个步骤是用于在硅片上形成晶体管等器件？（ ）
A. 光刻 B. 蚀刻 C. 扩散 D. 离子注入

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）在数字图像处理的彩色图像处理中，说明颜色模型（如RGB、HSI、CMYK）的原理和转换方法。

2、（本题5分）阐述在半导体器件中，PN 结的形成过程及其特性，以及在电子电路中的应用。

3、（本题5分）论述在无线传感器网络中，路由协议的设计目标和常见的路由算法，如 LEACH 协议的工作原理。

4、（本题5分）在电磁场与电磁波的辐射中，天线的有效面积和增益的关系是什么？

三、设计题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）设计一个电子血压计电路，能够测量人体血压，测量精度为±3mmHg，并且具有显示和存储功能。

2、（本题5分）设计一个基于物联网技术的智能电表抄表系统，实现远程自动抄表和数据管理。

3、（本题5分）设计一个基于DSP的语音合成系统，能够将文本转换为自然流畅的语音，提供算法实现和性能评估。

4、（本题5分）设计一个基于 555 定时器的脉冲发生器电路，能够产生频率在 1Hz - 100kHz 范围内可调，占空比在 10% - 90%范围内可调的矩形脉冲。

5、（本题5分）设计一个基于数字图像处理的医学图像分析系统，能够辅助医生进行疾病诊断和治疗。

四、分析题（本大题共4个小题，共40分)
1、（本题10分）无线通信中的信道建模是研究通信系统性能的基础。分析大尺度衰落模型（如路径损耗模型、阴影衰落模型）和小尺度衰落模型（如瑞利衰落模型、莱斯衰落模型）的特点和应用，研究如何根据实际环境建立准确的信道模型，同时探讨信道模型在系统仿真和性能评估中的作用。

2、（本题10分）某数字信号处理算法在 FPGA 上实现。分析算法的硬件实现流程、资源利用情况和时序性能，研究如何优化设计以提高 FPGA 的运行效率和降低资源消耗。

3、（本题10分）射频识别（RFID）技术在物流、仓储管理等领域得到了广泛应用。分析 RFID 系统的组成和工作原理，研究其如何实现快速准确的物品识别和跟踪，探讨多标签碰撞、信号干扰等问题对系统性能的影响及相应的解决方法。

4、（本题10分）在一个无线通信的频谱资源管理中，频谱分配的公平性、频谱利用率和频谱共享的安全性等是关键问题。请深入分析这些问题，研究如何通过频谱感知技术、动态分配策略和加密机制来实现高效、公平和安全的频谱资源管理。

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