大连工业大学艺术与信息工程学院《单片机与接口技术》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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大连工业大学艺术与信息工程学院
《单片机与接口技术》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30个小题，每小题1分，共30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、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

2、在一个电子设备的通信接口中，需要实现数据的传输和接收。以下哪种通信协议通常被用于短距离无线通信？（ ）
A. Wi-Fi
B. Bluetooth
C. ZigBee
D. 以上都是

3、在电力系统的无功功率平衡中，无功电源包括同步发电机、同步调相机、并联电容器和静止无功补偿器等。下列关于这些无功电源特点的描述，错误的是（ ）
A. 同步发电机既能发出有功功率，也能发出无功功率
B. 同步调相机只能发出无功功率，不能吸收无功功率
C. 并联电容器输出的无功功率与电压平方成正比
D. 静止无功补偿器响应速度快，能够平滑调节无功输出

4、在一个由理想运放组成的同相比例运算电路中，反馈电阻 R f = 100kΩ，输入电阻 R i = 10kΩ，输入电压为 0.5V，那么输出电压约为多少？（ ）
A. 5V B. 4.5V C. 5.5V D. 6V

5、在电力系统的经济运行分析中，网损是一个重要的指标。降低网损可以提高电力系统的经济性。下列关于降低网损措施的描述，错误的是（ ）
A. 合理选择变压器的容量和台数
B. 增加输电线路的电阻
C. 优化电网的运行方式
D. 提高电力系统的功率因数

6、一个 8 位的 D/A 转换器，其满量程输出电压为 5V，若输入的数字量为 10000000，那么输出的模拟电压是多少？（ ）
A. 1.25V B. 2.5V C. 3.75V D. 0.625V

7、有一个数字电路用于将 8 位二进制数转换为格雷码。当输入的二进制数为 10101100 时，经过电路转换后的格雷码输出应该是（ ）
A. 11111000
B. 11101100
C. 10001000
D. 11001100

8、在一个 RC 高通滤波电路中，当输入信号的频率低于截止频率时，输出电压的幅度将：（ ）
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 变为零

9、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好的性能？（ ）
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

10、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

11、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

12、在一个电子电路的设计中，需要考虑电磁兼容性（EMC）问题。以下哪个措施可以有效地提高电路的电磁兼容性？（ ）
A. 使用屏蔽罩
B. 合理布局电路
C. 选择合适的电子元件
D. 以上都是

13、对于一个乙类互补对称功率放大电路，已知电源电压为 ±15V，负载电阻为 8Ω，三极管的饱和压降为 1V。假设输入信号为正弦波，那么该电路的最大输出功率约为多少？（ ）
A. 14.06W B. 11.25W C. 7.03W D. 5.625W

14、对于一个场效应管，其开启电压为 2V，当栅源电压为 1.5V 时，该场效应管处于：（ ）
A. 截止区
B. 可变电阻区
C. 恒流区
D. 不确定

15、数字电路中的加法器可以通过不同的方式实现。对于一个超前进位加法器，它的主要优点是什么？（ ）
A. 速度快
B. 电路简单
C. 功耗低
D. 占用空间小

16、在电动力学中，已知一个时变电磁场的电场强度 E 和磁场强度 H 满足麦克斯韦方程组。若电场强度的散度为零，则此时磁场强度的旋度为：（ ）
A. 与电场强度的时间导数成正比
B. 与电场强度成正比
C. 恒为零
D. 与电场强度的空间导数成正比

17、某工厂的电气控制系统中，有一台变频器驱动的风机。当变频器的频率从 40Hz 增加到 50Hz 时，风机的风量显著增加，但同时噪声也明显增大。可能的原因是？（ ）
A. 风机叶片损坏
B. 电机轴承磨损
C. 风道堵塞
D. 以上都有可能

18、在一个数字系统中，需要对数据进行加密和解密。以下哪种加密算法具有较高的安全性？（ ）
A. 对称加密算法
B. 非对称加密算法
C. 哈希算法
D. 随机数生成算法

19、一个单相桥式整流电容滤波电路，输入交流电压的有效值为 10V，负载电阻为 1kΩ，电容为 100μF。请问输出电压的平均值约为多少？（ ）
A. 9V B. 10V C. 12V D. 14V

20、在一个模拟电子电路中，需要对信号进行功率放大。以下哪种功率放大器具有较高的效率和较低的失真？（ ）
A. 甲类功率放大器
B. 乙类功率放大器
C. 甲乙类功率放大器
D. 丙类功率放大器

21、有一个磁偶极子，磁矩为 m ，位于均匀外磁场 B 中。磁偶极子具有的势能为：（ ）
A. -m · B
B. m · B
C. |m × B|
D. |m · B|

22、在一个大型的电气自动化生产线上，采用了分布式控制系统（DCS）进行集中管理和分散控制。各个控制节点通过网络连接，实现数据的实时传输和共享。当网络出现故障时，系统能够自动切换到本地控制模式，以保证生产的连续性。以下关于这种 DCS 系统的特点，错误的是（ ）
A. 扩展性强，易于升级
B. 对网络依赖性高
C. 控制精度高，响应迅速
D. 成本较低，适合小型生产

23、某电气控制系统中，使用了交流接触器来控制电机的启动和停止。交流接触器的工作原理是通过电磁吸合来接通或断开电路。在选择交流接触器时，需要考虑其额定电流、额定电压、操作频率等参数。以下关于交流接触器选择的描述，正确的是（ ）
A. 额定电流应略小于电机的工作电流
B. 额定电压应等于电源电压
C. 操作频率越高越好
D. 不需要考虑接触器的安装方式

24、在某电气控制系统中，需要对一个温度进行精确控制。采用了热电偶作为温度传感器，温控仪作为控制器，电加热装置作为执行器。若热电偶的测量误差较大，会对整个控制系统的控制精度产生怎样的影响？（ ）
A. 无影响
B. 精度略有降低
C. 精度严重降低
D. 系统失控

25、已知一个集成稳压器的输入电压为 18V，输出电压为 12V，最大输出电流为 1.5A。若负载电阻为 10Ω，请问该稳压器是否能正常工作？（ ）
A. 能，输出功率足够
B. 能，输出电流未超过最大值
C. 不能，输出功率不足
D. 不能，输出电流超过最大值

26、某工厂的电气控制系统中，有一组并联的交流接触器，用于控制多个大功率设备的启停。其中一个接触器频繁吸合和释放，而其他接触器工作正常。可能导致该接触器异常的原因是？（ ）
A. 控制电压不稳定
B. 接触器线圈短路
C. 负载过大
D. 以上都有可能

27、在一个数字电子电路中，需要实现数据的锁存和传输。以下哪种集成电路可以实现这一功能？（ ）
A. 锁存器
B. 寄存器
C. 计数器
D. 译码器

28、有一个平行板电容器，充电后断开电源。然后将两极板间的距离拉大，下列物理量中保持不变的是：（ ）
A. 电容器的电容
B. 极板上的电荷量
C. 极板间的电场强度
D. 电容器储存的能量

29、在一个音频信号处理电路中，需要对音频信号进行均衡处理。以下哪种电子元件可以用于实现音频均衡？（ ）
A. 电容
B. 电感
C. 电阻
D. 运算放大器

30、在一个数字电路中，使用了译码器将 3 位二进制输入译码为 8 个输出信号。当输入为 101 时，以下哪个输出信号会为高电平（ ）
A. 第 1 个 B. 第 3 个 C. 第 5 个 D. 第 7 个

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、以下关于电磁波的辐射场，说法合理的有（ ）
A. 由加速运动的电荷产生 B. 具有方向性 C. 强度与距离的平方成反比 D. 是横电磁波

2、在电气控制线路的故障排查中，常用的工具包括哪些？
A. 万用表
B. 示波器
C. 兆欧表
D. 钳形电流表

3、在集成运放的应用电路中，以下哪些可以用于实现信号的转换？（ ）
A. 电压-电流转换 B. 电流-电压转换 C. 交流-直流转换 D. 数字-模拟转换

4、在集成运放的应用中，以下哪些属于常见的电路类型？（ ）
A. 比例运算电路
B. 加法运算电路
C. 积分运算电路
D. 微分运算电路

5、在工厂的电气安全中，以下哪些措施可以保障人员安全？（ ）
A. 接地保护
B. 漏电保护
C. 绝缘监测
D. 安全标识

6、在模拟电路的故障检测中，以下哪些仪器是常用的？（ ）
A. 示波器 B. 万用表 C. 信号源 D. 频谱分析仪

7、在电力电子设备的故障诊断中，以下哪些方法可以用于预测设备的故障？（ ）
A. 状态监测和数据分析
B. 可靠性评估和寿命预测
C. 故障树分析和模式识别
D. 专家系统和神经网络

8、对于一个共射极放大器，以下哪些参数会对其输出信号的失真产生影响？（ ）
A. 静态工作点的设置 B. 输入信号的幅度 C. 负载电阻的大小 D. 晶体管的放大倍数

9、电气控制系统中，继电器的作用主要有哪些？
A. 信号转换
B. 增加触点数量
C. 扩大控制范围
D. 实现逻辑控制

10、在电子系统的电磁兼容性（EMC）设计中，以下哪些措施是有效的？（ ）
A. 滤波
B. 接地
C. 屏蔽
D. 隔离

三、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）解释A/D转换过程中的量化误差和编码误差。

2、（本题5分）说明电气控制中如何进行电气控制系统的成本控制。

3、（本题5分）分析如何设计一个数字信号的同步电路。

4、（本题5分）解释电压比较器的工作原理，包括单限比较器、滞回比较器和窗口比较器。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）一个工业自动化生产线的电气设备故障诊断和预测有哪些方法？请分析这些方法，并提出具体的故障诊断和预测方案。

2、（本题10分）一个自动化仓库的货架搬运系统需要高精度的定位控制。请分析可以采取哪些措施来实现货架搬运系统的高精度定位控制，如激光导航、视觉定位、编码器反馈等。

3、（本题10分）某工厂的电气控制系统在升级过程中，新老设备之间的接口不兼容，导致系统无法正常运行。请分析可能出现接口不兼容的原因，如通信协议差异、电气信号规格不同、软件版本不匹配等，并提出相应的解决方案，包括统一通信标准、转换电气信号、升级软件等。

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