上海电力大学《计算机电路实验》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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上海电力大学
《计算机电路实验》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20个小题，每小题1分，共20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

2、在一个集成运放构成的求和放大器中，若有三个输入信号分别为 2V、-1V 和 3V，电阻比值为 1:2:3，则输出电压为：（ ）
A. 2V
B. -2V
C. 4V
D. -4V

3、在一个数字电路中，使用了数据选择器从 4 个输入数据中选择一个输出。控制信号为 2 位二进制数，当控制信号为 10 时，选择的输入数据应该是（ ）
A. 第 1 个 B. 第 2 个 C. 第 3 个 D. 第 4 个

4、数字电路中的比较器可以比较不同位数的二进制数。对于一个 16 位比较器，当两个输入分别为 1111111111111111 和 0000000000000000 时，输出结果是什么？（ ）
A. 相等
B. 大于
C. 小于
D. 不确定

5、某电力系统发生故障，短路电流的周期分量在经过一定时间后逐渐衰减为零，而短路电流的非周期分量则按指数规律衰减。下列关于短路电流周期分量和非周期分量衰减时间常数的描述，正确的是（ ）
A. 周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电阻
B. 非周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电抗
C. 周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电抗
D. 非周期分量的衰减时间常数主要取决于短路回路的电阻

6、在一个电气控制系统中，有一个由熔断器和断路器组成的短路保护电路。当发生短路故障时，熔断器熔断，但断路器没有跳闸，可能的原因是？（ ）
A. 熔断器选型不当
B. 断路器故障
C. 短路电流未达到断路器跳闸值
D. 以上都有可能

7、某电力系统中，有一台三相异步电动机，其额定功率为 10kW，额定电压为 380V，额定电流为 19.9A，功率因数为 0.85，效率为 0.9。该电动机在额定状态下运行时，每小时的耗电量约为（ ）
A. 10kWh
B. 11.76kWh
C. 8.55kWh
D. 12.94kWh

8、在一个电子电路的设计中，需要考虑电路的抗干扰能力。以下哪个措施可以有效地提高电路的抗干扰能力？（ ）
A. 使用屏蔽线
B. 增加滤波电容
C. 合理布局电路
D. 以上都是

9、考虑一个计数器电路，其计数范围是从 0 到 15，采用 4 位二进制编码。当计数器处于状态 1010 时，再输入一个时钟脉冲，计数器将变为多少？（ ）
A. 1011 B. 0000 C. 1010 D. 0001

10、在一个数字电路设计中，需要选择合适的时钟信号源。以下哪种时钟信号源具有较高的稳定性和精度？（ ）
A. 晶体振荡器
B. 555 定时器
C. 数字信号发生器
D. 随机信号源

11、在相对论电动力学中，一个电子以速度 0.8c 运动，已知电子的静止质量为 m0 ，则其动量大小为（c 为光速）：（ ）
A. 1.33m0c
B. 0.6m0c
C. 0.8m0c
D. 1.67m0c

12、在一个电气控制系统中，有一个由 PLC 控制的自动化仓储系统。当货物重量超过设定值时，报警装置应启动，但实际未启动。可能的原因是？（ ）
A. 重量传感器故障
B. PLC 输入点故障
C. 控制程序错误
D. 以上都有可能

13、在一个数字信号处理系统中，需要对数字信号进行采样和重构。以下哪种采样方式可以保证重构后的信号与原始信号完全一致？（ ）
A. 过采样
B. 欠采样
C. 奈奎斯特采样
D. 随机采样

14、在一个电气控制系统中，使用了一个光电编码器来测量电机的转速。若编码器的安装松动，会对测量结果产生什么影响？（ ）
A. 测量值偏小
B. 测量值偏大
C. 测量值不稳定
D. 测量值为零

15、在一个数字电路中，使用 PLA（可编程逻辑阵列）实现逻辑函数，已知输入变量有 4 个，输出函数有 3 个，那么至少需要多少个与门和或门？（ ）
A. 8 个与门，3 个或门
B. 16 个与门，3 个或门
C. 4 个与门，8 个或门
D. 无法确定

16、某集成运放的开环增益为120dB，共模抑制比为100dB。若输入一个共模电压为2V的信号，差模电压为20mV的信号，请问输出电压约为多少？（ ）
A. 2V B. 20V C. 200V D. 2000V

17、某数字电路用于将十六进制数转换为二进制数。当输入的十六进制数为 0F 时，经过电路转换后的二进制数输出最有可能是（ ）
A. 00001111 B. 11110000 C. 1111 D. 0000

18、在一个电力系统中，需要对电力设备进行预防性试验。以下哪种试验不属于预防性试验？（ ）
A. 交接试验
B. 大修试验
C. 故障诊断试验
D. 定期试验

19、在一个电气控制系统中，有一个直流电源，其输出电压为 12V，负载电阻为 6Ω。若电源内阻为 2Ω，计算电源的输出功率是多少？（ ）
A. 8W
B. 12W
C. 16W
D. 20W

20、在电动力学中，已知一个电磁波的电场强度为 E = E0 sin(kx - ωt) ，则其磁场强度 H 的表达式为（假设波沿 x 轴正方向传播，真空磁导率为 μ0 ，真空介电常数为 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)

二、多选题（本大题共15小题，每小题2分，共30分．有多个选项是符合题目要求的．）
1、在数字电路的低功耗设计中，以下哪些策略是可行的？（ ）
A. 动态电压频率调整 B. 电源门控 C. 体偏置技术 D. 睡眠模式

2、对于一个 RC 高通滤波器，以下哪些参数会影响其截止频率？（ ）
A. 电阻值 B. 电容值 C. 输入信号的频率 D. 输出信号的幅度

3、在 RC 低通滤波器中，以下哪些参数会影响其滤波效果？（ ）
A. 电阻值 B. 电容值 C. 输入信号的频率 D. 输出信号的幅度

4、对于电动力学中的介电常数和磁导率，以下说法合理的有（ ）
A. 描述介质的电磁特性 B. 一般为复数 C. 与频率有关 D. 是常量

5、在电子电路的信号完整性分析中，以下哪些问题是需要关注的？（ ）
A. 反射
B. 串扰
C. 地弹
D. 电源噪声

6、电气控制系统的可靠性设计包括哪些方面？
A. 采用冗余技术
B. 提高元件质量
C. 优化电路结构
D. 进行可靠性测试

7、交流接触器在运行中产生噪声的原因可能有哪些？
A. 铁芯接触面有污垢或生锈
B. 短路环断裂
C. 电源电压过低
D. 触点压力过大

8、在模拟集成电路中，以下哪些工艺技术常用于制造？（ ）
A. 双极型工艺
B. CMOS 工艺
C. BiCMOS 工艺
D. GaAs 工艺

9、以下哪些是数字电路中常见的时序逻辑电路模型？（ ）
A. 米利型 B. 摩尔型 C. 杰弗逊型 D. 亚当斯型

10、在电力系统的稳定性分析中，以下哪些方法可以用于提高系统的稳定性？（ ）
A. 安装电力系统稳定器
B. 优化发电机的励磁系统
C. 采用灵活交流输电技术
D. 增加系统的备用容量

11、以下关于计数器的描述，哪些是正确的？（ ）
A. 可以实现计数功能 B. 有同步计数器和异步计数器之分 C. 常用于定时和分频 D. 计数范围是固定的

12、在数字电路的时序分析中，需要考虑的因素包括（ ）
A. 时钟信号的周期和占空比
B. 触发器的建立时间和保持时间
C. 信号的传输延迟
D. 电路的工作频率

13、在数字电子技术中，以下哪些技术可以用于降低功耗？（ ）
A. 采用低功耗的逻辑门 B. 降低工作电压 C. 减少不必要的电路翻转 D. 优化电路的时钟频率

14、对于数字电路中的比较器，以下哪些说法是准确的？（ ）
A. 可以比较两个数字量的大小 B. 输出通常是高电平或低电平 C. 常用于数据排序和选择 D. 有多位比较器和单比特比较器之分

15、在电子电路的可靠性增长试验中，以下哪些步骤是常见的？（ ）
A. 故障分析
B. 改进设计
C. 再试验
D. 数据评估

三、简答题（本大题共6个小题，共30分)
1、（本题5分）研究集成运放构成的比较器在实际应用中的干扰和抗干扰措施。

2、（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。

3、（本题5分）设计一个一阶有源低通滤波器，给出截止频率和通带增益的要求。

4、（本题5分）推导电介质中静电场的边值关系。

5、（本题5分）解释有源滤波器和无源滤波器的区别及特点。

6、（本题5分）简述电气控制系统中PLC的编程语言。

四、分析题（本大题共2个小题，共20分)
1、（本题10分）某工厂的电气设备在运行过程中出现过热保护动作。请分析过热保护动作的原因，如负载过大、散热不良、电机故障等，并提出解决方法。

2、（本题10分）一个数据中心的电气系统需要进行灾备设计。请分析可以采取哪些措施来实现数据中心的灾备设计，如备用电源、冗余设备、数据备份等。

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