北京师范大学珠海分校《模拟电子技术课程设计》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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北京师范大学珠海分校《模拟电子技术课程设计》
2023-2024学年第一学期期末试卷

院(系)_______ 班级_______ 学号_______ 姓名_______

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、在数字电子技术中，逻辑门是基本的组成单元。与门、或门、非门等逻辑门的功能各不相同。如果一个逻辑电路的输入为 A 和 B，输出为 Y，当且仅当 A 和 B 都为高电平时，Y 才为高电平。这个逻辑电路是哪种逻辑门？（ ）
A.与门
B.或门
C.非门
D.异或门

2、在微控制器编程中，C 语言是常用的编程语言。以下关于 C 语言指针的描述，错误的是：（ ）
A. 指针可以用于动态分配内存
B. 指针可以提高程序的运行效率
C. 指针操作容易导致内存泄漏
D. 指针的值不能修改

3、在微处理器的体系结构中，CISC（复杂指令集计算机）和 RISC（精简指令集计算机）是两种常见的架构。RISC 架构的主要特点是？（ ）
A. 指令长度固定，指令格式种类多 B. 指令执行周期长，但功能强大 C. 寻址方式复杂，便于对存储器的直接操作 D. 指令数量少，指令功能简单

4、在数字图像处理中，以下哪种图像增强方法能够突出图像的边缘和轮廓？（ ）
A. 直方图均衡化 B. 中值滤波 C. 锐化滤波 D. 平滑滤波

5、在数字信号处理中，对于一个有限长序列进行离散傅里叶变换（DFT），若序列长度为 N，则其计算复杂度约为：（ ）
A. O(N)
B. O(NlogN)
C. O(N^2)
D. O(logN)

6、在微处理器的体系结构中，以下哪种缓存策略能够有效提高数据访问的命中率？（ ）
A. 直接映射缓存 B. 全相联缓存 C. 组相联缓存 D. 以上都不是

7、在集成电路设计中，以下哪种工艺可以实现更小的晶体管尺寸和更高的集成度：（ ）
A. 双极型工艺
B. CMOS 工艺
C. 砷化镓工艺
D. 锗硅工艺

8、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

9、在电子测量技术中，示波器是一种常用的测量仪器。对于一台数字示波器，其采样频率、存储深度和带宽之间存在一定的关系。如果要测量一个高频信号，为了保证测量的准确性，以下哪个参数是最为关键的？（ ）
A. 采样频率
B. 存储深度
C. 带宽
D. 垂直分辨率

10、在通信系统的复用技术中，以下哪种复用方式可以同时传输多路信号且各路信号的频谱相互重叠？（ ）
A. 时分复用 B. 频分复用 C. 波分复用 D. 码分复用

11、在电磁场与电磁波理论中，电磁波在不同介质中的传播特性不同。当电磁波从光密介质入射到光疏介质时，可能会发生：（ ）
A. 折射
B. 反射
C. 全反射
D. 散射

12、在数字音频处理中，采样频率是一个关键参数。根据奈奎斯特采样定理，为了无失真地恢复原始信号，采样频率至少应为信号最高频率的： ）
A. 一倍
B. 两倍
C. 四倍
D. 八倍

13、在电子信息领域，传感器网络是一种新兴的技术。传感器网络由大量的传感器节点组成，可以实现对物理世界的分布式监测和控制。以下关于传感器网络的说法中，错误的是？（ ）
A.传感器网络中的传感器节点通常具有低功耗、低成本、小体积等特点
B.传感器网络可以采用自组织的方式进行组网
C.传感器网络中的数据传输通常采用无线通信方式
D.传感器网络中的传感器节点可以直接与互联网进行通信

14、在通信协议中，TCP/IP 协议簇是互联网的基础。TCP 协议提供的是：（ ）
A. 无连接的不可靠数据传输服务
B. 无连接的可靠数据传输服务
C. 面向连接的不可靠数据传输服务
D. 面向连接的可靠数据传输服务

15、在电子测量技术中，若要测量一个高频信号的频率，以下哪种仪器是较为精确的？（ ）
A. 示波器
B. 频率计
C. 万用表
D. 信号发生器

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）在自动控制系统中，控制器的设计方法有多种，如 PID 控制、模糊控制等。请比较 PID 控制器和模糊控制器在原理、结构和性能上的差异，并说明它们各自的适用场景。

2、（本题5分）论述在无线通信的天线阵列中，波束形成的原理和实现方式。

3、（本题5分）在通信系统的性能评估中，误码率（BER）和误帧率（FER）是常用的指标。请解释它们的定义、测量方法和在评估通信系统性能中的作用，并说明如何降低误码率和误帧率。

4、（本题5分）阐述电子测量中多用表的功能和测量参数，以及如何正确使用多用表进行测量。

三、设计题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）设计一个基于FPGA的数字滤波器，能够对输入的数字信号进行滤波处理，如低通、高通、带通等，阐述硬件实现过程和仿真结果。

2、（本题5分）设计一个数字电路中的状态机实现数据的加密和解密功能，分析加密强度和效率。

3、（本题5分）运用通信网络技术，设计一个企业内部局域网，满足多台计算机之间的高速数据传输和资源共享需求。

4、（本题5分）设计一个基于单片机的温度控制系统，能够实时监测环境温度，并通过控制加热或制冷设备将温度稳定在设定范围内，给出硬件电路和软件程序设计。

5、（本题5分）设计一个基于LoRaWAN的物联网终端设备，实现低功耗远距离数据传输，给出硬件架构和软件流程。

四、分析题（本大题共4个小题，共40分)
1、（本题10分）一个数字电路设计中，时序分析是确保电路正确工作的重要步骤。请分析时序约束的概念和类型（如建立时间、保持时间等），以及如何使用时序分析工具（如 TimeQuest、PrimeTime 等）进行时序分析和优化，以满足电路的工作频率和稳定性要求。

2、（本题10分）在一个无线通信系统的频谱管理中，分析频谱资源的分配策略、频谱感知技术和频谱共享机制。探讨如何提高频谱利用率，应对频谱短缺的挑战，并保障不同用户的公平使用。

3、（本题10分）某音频放大器存在失真和交越失真的问题。分析放大器的工作状态和电路结构，探讨如何通过改进偏置电路和反馈网络来减小失真，提高音频放大质量。

4、（本题10分）某无线通信系统的频谱资源有限，需要进行频谱管理和分配。分析频谱需求预测方法、频谱分配策略和频谱共享技术，以提高频谱利用率。

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