湖北体育职业学院《射频与微波工程》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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湖北体育职业学院
《射频与微波工程》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

2、对于一个由计数器和译码器组成的数字系统，若计数器的计数范围是 0 - 9，译码器的输入为计数器的输出，那么译码器需要多少个输出端？（ ）
A. 4 B. 8 C. 10 D. 16

3、在一个共射极放大电路中，已知三极管的β = 50，基极电流 I B = 20μA，集电极电阻 R C = 2kΩ，电源电压 V CC = 12V。忽略三极管的饱和压降，请问该放大电路的集电极电流 I C 和集电极-发射极电压 V CE 分别约为多少？（ ）
A. 1mA，4V B. 1mA，8V C. 2mA，4V D. 2mA，8V

4、在一个由三极管构成的共基极放大电路中，已知三极管的β = 100，集电极电阻 R C = 2kΩ，发射极电阻 R E = 1kΩ，电源电压 V CC = 12V，基极电流 I B = 20μA。忽略三极管的饱和压降，请问该电路的电压增益约为多少？（ ）
A. -50 B. -100 C. 50 D. 100

5、在电动力学中，对于一个线性介质，其极化强度 P 与电场强度 E 的关系为 P = ε0χeE ，其中 χe 为电极化率。若已知极化强度和电场强度的大小，介质的相对介电常数 εr 为：（ ）
A. 1 + χe
B. 1 - χe
C. χe
D. 1 / χe

6、在一个数字电子电路中，需要实现计数器的功能。以下哪种计数器可以实现任意进制的计数？（ ）
A. 二进制计数器
B. 十进制计数器
C. 可逆计数器
D. 可编程计数器

7、在一个基于组合逻辑的数字电路中，有三个输入信号 X、Y、Z，其对应的逻辑表达式为 F = (X + Y)·Z。若 X = 1，Y = 0，Z = 1，那么该电路的输出 F 是多少？（ ）
A. 0 B. 1 C. 不确定 D. 以上都不对

8、在数字电路设计中，需要考虑电路的可靠性。以下哪种方法可以提高数字电路的可靠性？（ ）
A. 增加冗余逻辑
B. 提高时钟频率
C. 减少电路的规模
D. 使用低质量的元件

9、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

10、在一个 LC 并联谐振电路中，当外加信号频率等于谐振频率时，电路的阻抗呈现为：（ ）
A. 纯电阻，且阻值最大
B. 纯电阻，且阻值最小
C. 电容性
D. 电感性

11、在一个由理想运放构成的减法运算电路中，两个输入电压分别为 2V 和 1V，对应的输入电阻均为 10kΩ，反馈电阻为 20kΩ，那么输出电压约为多少？（ ）
A. 1V B. 2V C. 3V D. 4V

12、在一个集成运放构成的方波发生电路中，若要改变方波的占空比，可以通过调整：（ ）
A. 电容的充电和放电电阻
B. 运放的电源电压
C. 输入电压
D. 反馈电阻

13、某电气控制系统用于控制一条自动化生产线，其中有一个步进电机。步进电机的步距角为 1.8°，若要使电机旋转 90°，需要发送多少个脉冲？（
A. 50
B. 100
C. 150
D. 200

14、已知一个数字电路的逻辑函数为 F = Σ(0, 2, 4, 6, 8)，用卡诺图化简后得到的最简表达式是什么？（ ）
A. F = A'B' + A'B
B. F = A' + B'
C. F = A + B
D. F = AB' + AB

15、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

16、在一个高压变电站中，需要对电力设备进行绝缘监测。以下哪种方法可以有效地检测设备的绝缘状况？（ ）
A. 测量设备的接地电阻
B. 测量设备的泄漏电流
C. 测量设备的耐压值
D. 以上都是

17、某数字电路用于比较两个 4 位二进制数的大小。当输入的两个数分别为 1011 和 1101 时，电路输出表示第一个数小于第二个数。若输入变为 1110 和 1010 ，那么此时电路的输出应该是（ ）
A. 第一个数大于第二个数
B. 第一个数小于第二个数
C. 两个数相等
D. 无法确定

18、某电气控制系统用于控制一台数控机床，机床的 X 轴和 Y 轴由两个伺服电机驱动。在加工过程中，X 轴的定位精度突然下降，可能的原因是？（ ）
A. 电机故障
B. 编码器故障
C. 机械传动部件松动
D. 以上都有可能

19、在一个数字系统中，使用锁存器来存储数据，若锁存器的使能信号在数据变化期间发生跳变，可能会导致什么问题？（ ）
A. 数据丢失 B. 数据错误 C. 电路故障 D. 以上都有可能

20、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

21、在一个由理想运算放大器组成的反相比例运算电路中，输入电压为 1V，反馈电阻 R f 为 100kΩ，输入电阻 R i 为 10kΩ，那么输出电压约为多少？（ ）
A. -10V B. -1V C. 10V D. 1V

22、在一个数字信号处理系统中，需要对数字信号进行滤波和压缩。以下哪种电路组合可以实现这个功能？（ ）
A. 滤波器和放大器
B. 编码器和解码器
C. 压缩器和滤波器
D. 计数器和译码器

23、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

24、在一个电气设备的安装过程中，需要进行接地电阻的测量。以下哪个仪器可以用于接地电阻的测量？（ ）
A. 万用表
B. 兆欧表
C. 接地电阻测试仪
D. 示波器

25、在一个电气控制系统中，有一个由 PLC 控制的顺序动作回路。PLC 按照预设的程序依次控制多个电磁阀的通断，实现设备的顺序动作。若其中一个电磁阀出现卡阻，无法正常动作，会对整个顺序动作产生什么影响？（ ）
A. 该动作无法完成，后续动作正常
B. 该动作及后续动作均无法完成
C. 该动作延迟完成，后续动作正常
D. 系统报警，停止运行

26在一个数字电子电路中，需要实现计数器的功能。以下哪种计数器可以实现高速计数？（ ）
A. 同步计数器
B. 异步计数器
C. 可逆计数器
D. 十进制计数器

27、在一个电气火灾监控系统中，需要对电气火灾隐患进行预警和报警。以下哪个参数不是电气火灾监控系统的监测参数？（ ）
A. 剩余电流
B. 温度
C. 电压
D. 烟雾浓度

28、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

29、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

30、有一个半径为 R 的导体球，带有电荷量 Q ，其周围充满了相对介电常数为 εr 的均匀介质。则球外一点距离球心为 r （r > R ）处的电势为：（ ）
A. Q / (4πεr)
B. Q / (4πεrεr)
C. Q / (4πε0r)
D. Q / (4πε0rεr)

31、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

32、电气控制中，经常使用断路器和熔断器来进行电路保护。断路器具有可重复使用、操作方便等优点，熔断器则具有成本低、分断能力强等特点。在以下情况下，更适合使用熔断器进行保护的是（ ）
A. 频繁操作的电路
B. 对保护动作速度要求高的电路
C. 需要远程操作的电路
D. 电流变化较大的电路

33、在一个电气设备的控制系统中，需要对多个输入信号进行逻辑处理。可以使用逻辑门电路，如与门、或门、非门等，来实现这些逻辑功能。逻辑门电路的输入和输出只有高电平和低电平两种状态。以下关于逻辑门电路的描述，正确的是（ ）
A. 与门的输出只有在所有输入都为高电平时才为高电平
B. 或门的输出只要有一个输入为高电平就为高电平
C. 非门的输出与输入总是相反
D. 以上都是

34、在数字电路设计中，需要考虑电路的可靠性和可维护性。以下哪种设计方法可以提高电路的可靠性和可维护性？（ ）
A. 使用复杂的电路结构
B. 减少电路的功能
C. 采用标准化的元件和接口
D. 降低电路的性能

35、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

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、在数字电路的优化设计中，以下哪些方面可以考虑？（ ）
A. 减少逻辑门的数量 B. 提高电路的工作速度 C. 降低电路的功耗 D. 增强电路的可扩展性

2、在反馈放大电路中，以下哪些情况会导致负反馈？（ ）
A. 输出信号通过反馈网络削弱输入信号 B. 反馈信号与输入信号相位相反 C. 反馈系数小于 1 D. 反馈网络的电阻值小于输入电阻

3、在电力系统的规划设计中，需要考虑以下哪些因素？（ ）
A. 负荷预测
B. 电源布局
C. 电网结构
D. 环境保护

4、在功率放大器的输出匹配中，以下哪些目的是为了实现？（ ）
A. 最大功率输出 B. 提高效率 C. 减小失真 D. 增加带宽

5、以下哪些属于电气控制系统中的检测元件？
A. 电流互感器
B. 电压互感器
C. 光电编码器
D. 压力传感器

6、在电气控制系统中，常用的位置控制电器有哪些？
A. 行程开关
B. 接近开关
C. 光电开关
D. 干簧管

7、在集成运算放大器的应用中，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. 减法运算电路 D. 积分运算电路

8、电力系统中的短路计算方法包括（ ）
A 标幺值法
B. 有名值法
C. 短路容量法
D. 对称分量法

9、在电力系统的无功优化中，以下哪些目标可以作为优化的目标函数？（ ）
A. 最小化网损
B. 最大化电压稳定性
C. 最小化无功补偿设备的投资
D. 最大化系统的供电可靠性

10、电力系统中的谐波治理方法包括（ ）
A. 增加整流装置的相数
B. 采用无源滤波器
C. 采用有源滤波器
D. 改变电力电子装置的控制策略

三、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）解释电动力学中电磁场的角动量和动量流密度张量。

2、（本题5分）说明变电站的主要设备和功能。

3、（本题5分）简述集成运放的使用注意事项，如电源接法、调零和消振。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）某工厂的一台大型异步电动机在启动时经常导致电网电压下降，影响其他设备的正常运行。请分析造成这种现象的原因，如启动电流过大、电网容量不足等，并探讨可行的解决方案，如采用软启动装置、优化电网结构等，同时计算所需的相关参数。

2、（本题10分）一个工业自动化生产线的自动化控制系统需要实现高效、稳定的生产过程控制。请分析如何进行自动化控制系统的设计和优化，包括控制器选型、控制策略、系统集成等方面，并说明在实际应用中应注意的问题。

3、（本题10分）一个新能源发电站的电气设备监控系统需要进行完善，以确保设备的正常运行和及时发现故障。请分析监控系统完善的需求，并提出具体的完善方案。

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