湖南民族职业学院《PLC网络》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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湖南民族职业学院《PLC网络》
2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

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、在一个数字电路设计项目中，需要选择合适的逻辑门。以下哪种逻辑门的输出只取决于当前的输入？（ ）
A. 组合逻辑门
B. 时序逻辑门
C. 与门
D. 或门

2、在一个由触发器和逻辑门组成的时序电路中，若触发器的时钟信号存在抖动，可能会对电路的工作产生什么影响？（ ）
A. 输出不稳定 B. 功能错误 C. 速度下降 D. 以上都有可能

3、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

4、在一个数字系统中，需要对数据进行编码和解码。以下哪种编码方式可以减少数据传输中的错误？（ ）
A. 重复编码
B. 奇偶校验编码
C. 格雷码编码
D. 汉明码编码

5、已知一个数字电路的传播延迟时间为 10ns，若该电路中包含 5 级相同的逻辑门，那么总的延迟时间大约是多少？（ ）
A. 10ns B. 50ns C. 100ns D. 500ns

6、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

7、在一个有源滤波电路中，截止频率为500Hz，通带增益为3，若采用一阶高通滤波器，那么其电容和电阻的值大约应为多少？（ ）
A. 0.637μF，530.5Ω
B. 0.637μF，1061Ω
C. 1.274μF，530.5Ω
D. 1.274μF，1061Ω

8、在一个模拟电子电路中，需要对信号进行放大和滤波。以下哪种放大器和滤波器的组合可以实现较高的增益和较好的滤波效果？（ ）
A. 共射极放大器和低通滤波器
B. 共基极放大器和高通滤波器
C. 共集电极放大器和带通滤波器
D. 差分放大器和带阻滤波器

9、在电动力学中，一个电四极子在远处产生的电势与距离 r 的关系为：（ ）
A. 1 / r
B. 1 / r^2
C. 1 / r^3
D. 1 / r^4

10、在一个电力电子设备中，IGBT（绝缘栅双极型晶体管）是一种常用的功率开关器件。以下哪个特点不是 IGBT 的优点？（ ）
A. 开关速度快
B. 导通压降小
C. 输入阻抗高
D. 价格便宜

11、考虑一个无限大的均匀介质平板，介电常数为 ε ，厚度为 d 。在板的两侧分别存在电场强度为 E1 和 E2 的均匀电场。则板内的极化电荷面密度为：（ ）
A. (ε - 1) (E1 + E2) / 2
B. (ε - 1) (E1 - E2) / 2
C. (ε + 1) (E1 + E2) / 2
D. (ε + 1) (E1 - E2) / 2

12、已知一个数字系统的时钟频率为 200MHz，若要通过一个计数器产生一个周期为 10μs 的方波信号，计数器的模值应该是多少？（ ）
A. 2000 B. 20000 C. 200000 D. 2000000

13、对于一个采用格雷码编码的计数器，若当前状态为 1010，下一个状态应该是？（ ）
A. 1011 B. 1110 C. 1111 D. 1001

14、在一个风力发电场中，风力发电机将风能转化为电能。当风速变化时，风力发电机的输出功率也会随之变化。为了稳定风力发电机的输出功率，可以采用以下哪种技术？（ ）
A. 储能技术
B. 变频技术
C. 无功补偿技术
D. 谐波治理技术

15、在一个电气控制系统中，使用了编码器来测量电机的转速和位置。编码器的分辨率为 1000 脉冲/转，电机转速为 1000r/min，若在 10 秒钟内接收到的脉冲数为 100000 个，那么电机的实际转速是多少？（ ）
A. 900r/min
B. 1000r/min
C. 1100r/min
D. 1200r/min

16、某电力系统采用中性点不接地方式运行。当系统发生单相接地故障时，下列关于故障特征和处理方法的描述，正确的是（ ）
A. 故障相电压为零，非故障相电压升高为线电压，允许继续运行 1 - 2 小时
B. 故障相电压为零，非故障相电压不变，必须立即停电处理
C. 故障相电压升高为线电压，非故障相电压降低为相电压，允许继续运行 1 - 2 小时
D. 故障相电压升高为线电压，非故障相电压不变，必须立即停电处理

17、在一个电气控制系统中，需要实现对电机的保护控制。以下哪种保护功能不是电机保护控制的常用功能？（ ）
A. 过载保护
B. 短路保护
C. 欠压保护
D. 超速保护

18、某反馈放大电路，其开环增益为500，反馈系数为0.01。若要使闭环增益稳定在50，请问此反馈属于何种类型，且反馈深度约为多少？（ ）
A. 电压串联负反馈，11
B. 电压串联负反馈，10
C. 电流并联负反馈，11
D. 电流并联负反馈，10

19、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

20、有一个电力系统，其负荷特性呈现明显的季节性变化。在夏季，负荷峰值较高，而在冬季，负荷峰值较低。为了保证电力系统的可靠运行，在进行电源规划时，需要考虑这种负荷特性的变化。下列关于电源规划中考虑负荷季节性变化的措施，不正确的是（ ）
A. 配置不同类型的电源，以适应不同季节的负荷需求
B. 增加调峰电源的容量，以应对夏季的高峰负荷
C. 减少备用电源的容量，以降低冬季的运行成本
D. 建设储能设施，用于在负荷低谷时储存电能，在高峰时释放

21、在数字电路设计中，需要考虑电路的稳定性。以下哪种因素会影响电路的稳定性？（ ）
A. 电源电压的波动
B. 输入信号的噪声
C. 逻辑门的延迟
D. 以上都是

22、一个电气控制系统中，有一个由电容和电阻组成的 RC 滤波电路，用于平滑直流电源的输出电压。若电容的值增大，滤波效果会如何变化？（ ）
A. 变好
B. 变差
C. 不变
D. 先变好后变差

23、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

24、在一个差分放大电路中，两输入端的信号分别为ui1 = 8mV，ui2 = 4mV，差模增益Ad = 80，共模抑制比KCMR = 800。请问输出电压uo约为多少？（ ）
A. 320mV B. 360mV C. 400mV D. 440mV

25、在一个电气控制系统中，有一个由 PLC 控制的灯光闪烁电路。PLC 输出点的状态每隔 1 秒改变一次，但灯光闪烁的实际周期为 2 秒。可能的原因是？（ ）
A. 输出点故障
B. 灯光负载过大
C. 控制程序错误
D. 线路接触不良

26、电气控制系统中，为了提高功率因数，常常使用无功补偿装置。无功补偿装置可以减少无功功率的传输，提高电网的效率。以下关于无功补偿装置的描述，错误的是（ ）
A. 可以降低电网的损耗
B. 会增加系统的复杂性
C. 对有功功率的传输没有影响
D. 适用于所有类型的电气系统

27、一个电气控制系统中，使用了一台变压器将 220V 交流电压降压为 12V 交流电压。若变压器的初级绕组匝数为 1100 匝，次级绕组匝数应为多少？（ ）
A. 60 匝
B. 120 匝
C. 240 匝
D. 360 匝

28、某电力用户安装了无功补偿装置，以提高功率因数。无功补偿装置的投入可以降低线路电流，减少线路损耗。下列关于无功补偿装置安装位置和补偿效果的描述，错误的是（ ）
A. 在用户侧安装无功补偿装置，主要降低用户内部的无功损耗
B. 在变电站安装无功补偿装置，主要改善整个系统的功率因数
C. 无功补偿装置安装位置越靠近电源，补偿效果越好
D. 无论安装位置如何，无功补偿装置都能完全消除无功损耗

29、在一个电力系统中，发生短路故障时会产生很大的短路电流。以下哪种设备可以快速切断短路电流，保护电力系统的安全？（ ）
A. 隔离开关
B. 负荷开关
C. 熔断器
D. 断路器

30、在一个电气设备的启动控制电路中，采用了降压启动的方式，如星三角降压启动。这种启动方式可以有效地降低电机启动时的电流，减小对电网的冲击。但在切换到全压运行时，可能会产生较大的电流冲击。以下关于星三角降压启动的说法，正确的是（ ）
A. 适用于所有类型的电机
B. 切换过程平稳，无电流冲击
C. 启动转矩较小，不适合重载启动
D. 节能效果明显，降低运行成本

31、在一个电力系统中，需要对电力设备进行节能改造。以下哪种措施不是电力设备节能改造的常用措施？（ ）
A. 采用高效节能设备
B. 优化设备运行方式
C. 增加设备数量
D. 提高设备的功率因数

32、在一个由理想运放构成的积分运算电路中，输入电压为方波，周期为 10ms，幅度为 1V，电容为 1μF，电阻为 100kΩ。经过 50ms 后，输出电压约为多少？（ ）
A. -5V B. -4V C. 4V D. 5V

33、在电力系统的电能质量分析中，电压偏差是指供电电压与额定电压之间的差值。电压偏差过大可能会影响电气设备的正常运行。下列关于电压偏差产生原因的描述，错误的是（ ）
A. 电力系统的无功功率不足会导致电压偏低
B. 电力系统的有功功率不足会导致电压偏低
C. 线路阻抗过大可能会引起电压损失，导致电压偏差
D. 负荷的功率因数过低会导致电压偏差

34、一个电气控制系统中，有一个由接触器和按钮组成的电动机点动控制电路。当按下按钮时，电动机转动，但松开按钮后，电动机立即停止。若要实现电动机的连续运行，需要添加什么元件？（ ）
A. 时间继电器
B. 中间继电器
C. 自锁触点
D. 热继电器

35、在一个电气火灾监控系统中，需要对电气火灾隐患进行监测和报警。以下哪个设备不属于电气火灾监控系统的设备？（ ）
A. 剩余电流互感器
B. 温度传感器
C. 烟雾报警器
D. 电压表

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、在集成电路的测试中，以下哪些测试类型是常见的？（ ）
A. 功能测试
B. 性能测试
C. 直流参数测试
D. 交流参数测试

2、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

3、在电力系统的继电保护中，以下哪些保护可以用于发电机的保护？（ ）
A. 纵联差动保护
B. 过流保护
C. 过压保护
D. 失磁保护

4、以下关于数字信号的特点，哪些描述是准确的？（ ）
A. 只有离散的数值 B. 抗干扰能力强 C. 便于存储和处理 D. 传输过程中容易失真

5、电力系统中的分布式发电对配电网的影响有（ ）
A. 改变潮流分布
B. 影响电压质量
C. 增加供电可靠性
D. 对继电保护产生影响

6、在电力系统的运行管理中，需要进行的工作有（ ）
A. 负荷预测
B. 检修计划安排
C. 经济调度
D. 安全分析

7、电气控制原理图的绘制原则包括以下哪些？
A. 主电路在上，控制电路在下
B. 各电器元件按动作顺序从左到右、从上到下排列
C. 同一电器的不同部分使用同一符号
D. 所有电器的触点均按未通电或未动作时的状态绘制

8、在数字电路的时序优化中，以下哪些方法是有效的？（ ）
A. 调整逻辑门的延迟 B. 优化时钟树 C. 减少关键路径的延迟 D. 增加流水线级数

9、在数字电子技术中，以下哪些工具常用于电路设计和仿真？（ ）
A. Multisim B. Protel C. Quartus D. MATLAB

10、在集成运放的非线性应用中，以下哪些电路是常见的？（ ）
A. 电压比较器 B. 方波发生器 C. 三角波发生器 D. 锯齿波发生器

三、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）推导时谐电磁波在无界空间中的传播方程。

2、（本题5分）描述如何实现一个数字信号的检错编码电路。

3、（本题5分）阐述电磁波在负折射材料中的传播行为。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）一个光伏电站接入电网后，对电网的电能质量产生了一定的影响，如谐波含量增加、电压波动等。请分析可能导致这些问题的原因，如逆变器性能不佳、光伏阵列布局不合理、电网阻抗不匹配等，并提出相应的改善措施，包括优化逆变器设计、合理规划光伏阵列、安装电能质量治理设备等。

2、（本题10分）在电气控制系统中，人机界面（HMI）的设计不合理影响了操作人员的使用体验。请分析可能导致 HMI 设计不合理的原因，如界面布局混乱、信息不清晰、操作不便等，并提出改进的方法。

3、（本题10分）在电气控制系统中，定时器的应用可以实现定时控制功能。请分析定时器的工作原理和可能出现的故障，如定时不准确、定时器失灵等，并提出故障诊断和解决方法。

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