西北工业大学《数字信号处理及应用》2024-2025学年第一学期期末试卷.doc

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西北工业大学《数字信号处理及应用》2024-2025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、在集成电路的封装技术中，以下哪种封装形式具有体积小、引脚多的特点？（ ）
A. DIP 封装
B. SOP 封装
C. BGA 封装
D. QFP 封装

2、在数字电路中，以下关于组合逻辑电路和时序逻辑电路的描述，哪一项是正确的？（ ）
A. 组合逻辑电路的输出仅取决于当前输入，时序逻辑电路的输出取决于当前输入和过去的输出 B. 组合逻辑电路包含存储元件，时序逻辑电路不包含存储元件 C. 组合逻辑电路比时序逻辑电路更复杂 D. 时序逻辑电路的速度比组合逻辑电路快

3、在电子电路的可靠性预计中，以下哪种方法基于元器件的失效率数据：（ ）
A. 元器件计数法
B. 应力分析法
C. 故障模式影响及危害性分析法（FMECA）
D. 以上都是

4、在传感器技术中，关于电阻式传感器的工作原理，以下哪个描述是不正确的？（ ）
A. 电阻式传感器通过测量电阻值的变化来反映被测量的变化，如应变电阻式传感器用于测量力和压力
B. 电阻式温度传感器利用电阻值随温度的变化来测量温度，常见的有铂电阻和热敏电阻
C. 电阻式传感器的输出信号通常是模拟电压或电流信号，需要经过信号调理电路进行处理
D. 电阻式传感器的精度和稳定性不受环境因素的影响，适用于各种恶劣环境

5、在数字图像处理的边缘检测中，Sobel 算子是一种常用的边缘检测算子，其主要优点是：（ ）
A. 对噪声不敏感
B. 检测精度高
C. 计算简单
D. 能检测多种类型的边缘

6、在电子电路设计中，为了提高系统的稳定性，通常会采用以下哪种方法？（ ）
A. 引入负反馈 B. 增加放大倍数 C. 提高电源电压 D. 减少元件数量

7、在通信系统中，若要实现远距离、高质量的信号传输，以下哪种调制方式通常具有更好的抗干扰性能和频谱利用率？（ ）
A. 幅度调制（AM）
B. 频率调制（FM）
C. 相位调制（PM）
D. 以上都不是

8、在光通信系统中，光纤的损耗是一个重要的参数。以下哪种因素不是造成光纤损耗的主要原因：（ ）
A. 吸收损耗
B. 散射损耗
C. 弯曲损耗
D. 电磁干扰

9、在数字图像处理中，图像压缩是一项重要的技术。JPEG 图像压缩标准主要采用了哪种压缩方法？（ ）
A. 无损压缩
B. 有损压缩
C. 熵编码
D. 预测编码

10、在通信系统中，香农定理表明了信道容量与信道带宽、信噪比之间的关系。假设信道带宽为 10 MHz，信噪比为 30 dB，那么根据香农定理，此信道的最大容量约为多少？（ ）
A. 10 Mbps
B. 30 Mbps
C. 50 Mbps
D. 100 Mbps

11、在自动控制系统中，PID 控制器是一种常用的控制器。PID 控制器中的“P”代表？（ ）
A. 比例控制 B. 积分控制 C. 微分控制 D. 位置控制

12、在电子测量的误差分析中，以下哪种误差是由于测量仪器的不准确引起的？（ ）
A. 系统误差
B. 随机误差
C. 粗大误差
D. 以上都是

13、在半导体器件中，场效应管（FET）有多种类型。其中，结型场效应管（JFET）和绝缘栅型场效应管（MOSFET）在工作原理和特性上有一定的区别。以下关于这两种场效应管的比较，哪一项是错误的？（ ）
A. JFET 的输入电阻小于 MOSFET 的输入电阻
B. MOSFET 的噪声系数小于 JFET 的噪声系数
C. JFET 通常比 MOSFET 更适合在高频下工作
D. MOSFET 的制造工艺比 JFET 更复杂

14、在信号与系统中，连续时间系统的冲激响应和阶跃响应具有重要的意义。如果已知一个系统的冲激响应，如何通过数学运算得到其阶跃响应？（ ）
A. 对冲激响应进行积分
B. 对冲激响应进行微分
C. 对冲激响应进行傅里叶变换
D. 对冲激响应进行拉普拉斯变换

15、在集成电路制造工艺中，光刻技术是关键步骤之一。光刻过程中，影响分辨率的主要因素是：（ ）
A. 光源波长
B. 光刻胶厚度
C. 曝光时间
D. 显影时间

16、在半导体存储器中，以下哪种存储器具有读写速度快但断电后数据丢失的特点？（ ）
A. 静态随机存储器（SRAM）
B. 动态随机存储器（DRAM）
C. 只读存储器（ROM）
D. 闪存（Flash Memory）

17、在数字信号处理的自适应滤波中，以下哪种算法常用于调整滤波器的参数？（ ）
A. LMS 算法
B. RLS 算法
C. Kalman 滤波算法
D. 以上都是

18、在集成电路设计中，CMOS 工艺是目前广泛应用的一种技术。下列关于 CMOS 电路特点的描述中，错误的是：（ ）
A. 静态功耗低
B. 集成度高
C. 输入电阻高
D. 速度比双极型电路慢

19、在数字电路中，以下哪种触发器具有记忆功能且可以存储一位二进制数？（ ）
A. D触发器 B. JK触发器 C. T触发器 D. RS触发器

20、在通信系统的发射机中，以下哪种电路用于将基带信号调制到高频载波上？（ ）
A. 调制器 B. 编码器 C. 复用器 D. 放大器

21、在微波通信中，抛物面天线具有良好的方向性。其增益与天线口径的关系是：（ ）
A. 成正比
B. 成反比
C. 平方成正比
D. 平方成反比

22、在光通信系统中，光源的性能对系统的传输质量有重要影响。半导体激光器与发光二极管相比，具有：（ ）
A. 谱线宽度宽
B. 输出功率小
C. 调制速率高
D. 价格便宜

23、在图像处理的图像分割技术中，以下哪种方法基于图像的灰度值进行分割？（ ）
A. 阈值分割 B. 边缘检测分割 C. 区域生长分割 D. 分水岭分割

24、在通信系统的噪声分析中，热噪声是一种常见的噪声类型。热噪声的功率谱密度与？（ ）
A. 频率成正比 B. 频率成反比 C. 频率无关 D. 频率的平方成正比

25、在电子示波器的使用中，若要观察一个高频信号的细节，应选择以下哪种类型的示波器？（ ）
A. 模拟示波器
B. 数字存储示波器
C. 混合示波器
D. 以上都可以

26、在集成电路的封装技术中，以下哪种封装形式具有较小的尺寸和较好的散热性能：（ ）
A. DIP 封装
B. SOP 封装
C. QFP 封装
D. BGA 封装

27、在电子电路故障诊断中，若一个电路输出异常，以下哪种方法是首先考虑的排查手段？（ ）
A. 直观检查法
B. 测量电压法
C. 信号注入法
D. 替换法

28、对于集成电路的封装形式，以下哪种封装具有较小的体积和较好的散热性能？（ ）
A. DIP封装 B. BGA封装 C. QFP封装 D. SOP封装

29、在数字信号处理中，采样定理是进行信号采样的重要依据。如果一个连续信号的最高频率为 ，为了能够无失真地恢复原信号，采样频率 应满足？（ ）
A.    
B.    
C.    
D.    

30、在数字电路的时序分析中，建立时间和保持时间是两个重要的概念。如果不满足建立时间和保持时间的要求，可能会导致：（ ）
A. 逻辑错误
B. 功耗增加
C. 速度下降
D. 噪声增大

二、设计题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）设计一个电子秤数据传输电路，能够将电子秤的测量数据传输到电脑或其他设备进行分析和处理。

2、（本题5分）设计一个基于模拟比较器和触发器的脉冲整形电路，将不规则脉冲整形为标准脉冲。

3、（本题5分）设计一个数字频率合成器扩展电路，能够增加频率合成器的输出频率范围和精度，并且具有相位调制功能。

4、（本题5分）设计一个基于 ZigBee 技术的智能农业环境监测系统，能够实时监测土壤湿度、温度、酸碱度等参数。

5、（本题5分）设计一个音频放大器，采用D类放大方式，效率达到90%以上，在8Ω负载下输出功率不小于30W，给出电路设计和电磁兼容考虑。

三、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）电子电路中的反馈有哪些类型？分别阐述其对电路性能的影响。

2、（本题5分）论述卫星导航系统中，GPS 的工作原理和定位方法，以及如何提高定位精度。

3、（本题5分）在数字通信系统中，为什么需要进行信道编码？请详细阐述信道编码的作用、常见的编码方式以及它们的优缺点。

4、（本题5分）论述无线通信系统中，多径传播对信号传输的影响，以及常见的对抗多径衰落的技术手段。

5、（本题5分）详细解释通信系统中的可见光通信技术的原理和应用限制。

四、分析题（本大题共2个小题，共20分)
1、（本题10分）随着物联网技术的迅速发展，低功耗广域网（LPWAN）成为关键技术之一。分析LPWAN中如LoRa、NB-IoT等技术的特点和应用场景，比较它们在覆盖范围、功耗、数据传输速率等方面的差异，以及在实际物联网部署中面临的挑战和解决方案。

2、（本题10分）一个雷达系统工作在 X 波段，发射功率为 100 kW，天线增益为 30 dB。分析该雷达系统的探测距离、分辨率以及抗干扰能力，并讨论如何提高其性能。

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