天津艺术职业学院《PLC课程设计》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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天津艺术职业学院《PLC课程设计》
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25个小题，每小题1分，共25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、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

2、在一个 RC 高通滤波电路中，电阻为 10kΩ，电容为 0.1μF，输入信号的频率为 100Hz，那么该电路的输出电压与输入电压的比值约为多少？（ ）
A. 0.707 B. 0.159 C. 0.0159 D. 0.0079

3、数字电路中的数据选择器可以根据输入的控制信号选择不同的输入数据进行输出。对于一个 4 选 1 数据选择器，当控制信号为 11 时，会选择哪个输入数据进行输出？（ ）
A. 第一个输入数据
B. 第二个输入数据
C. 第三个输入数据
D. 第四个输入数据

4、在一个电气火灾监控系统中，需要对电气线路的温度进行实时监测。以下哪种传感器可以用于检测电气线路的温度？（ ）
A. 热电偶
B. 热电阻
C. 红外传感器
D. 以上都是

5、有一个环形线圈，半径为 R ，通有电流 I 。在圆心处的磁感应强度大小为：（ ）
A. μ0I / (2R)
B. μ0I / (2πR)
C. μ0I
D. μ0I / R

6、在一个由三极管组成的基本共射放大电路中，已知三极管的饱和电流ICS = 2mA，基极电流IB = 40μA，集电极电阻RC = 2kΩ，电源电压VCC = 10V。假设三极管处于放大状态，请问该电路的输出电压动态范围约为多少？（ ）
A. 0 - 4V B. 2 - 6V C. 4 - 8V D. 6 - 10V

7、对于一个差分放大电路，若两个输入信号大小相等、极性相同，这种输入方式被称为：（ ）
A. 共模输入
B. 差模输入
C. 正反馈输入
D. 负反馈输入

8、某电气控制系统用于控制一台数控机床的刀具换刀装置。换刀装置动作迟缓，可能的原因是？（ ）
A. 液压系统压力不足
B. 电机故障
C. 传感器故障
D. 以上都有可能

9、在一个串联型稳压电路中，调整管的压降为4V，输出电压为12V，负载电流为200mA。若取样电阻的分压比为0.2，那么基准电压约为多少？（ ）
A. 2V B. 2.4V C. 2.8V D. 3.2V

10、电气控制系统中，为了实现电机的软启动，可以采用晶闸管调压电路。晶闸管调压电路通过改变晶闸管的导通角来调节输出电压，从而实现电机的平滑启动。以下关于晶闸管调压电路的描述，错误的是（ ）
A. 启动电流小，对电网冲击小
B. 可以实现无极调速
C. 功率因数低，谐波含量大
D. 适用于大容量电机的启动

11、考虑一个用于实现减法运算的数字电路，输入为两个 4 位二进制数。当被减数为 1010 ，减数为 0101 时，电路输出为 0101 。若被减数变为 1100 ，减数变为 1010 ，那么电路的输出最有可能是（ ）
A. 0010 B. 0110 C. 1010 D. 0100

12、有一个平行板电容器，两板间距为 d，极板面积为 S，中间填充了相对介电常数为 εr 的电介质。若将极板间距减小为原来的一半，同时电介质的相对介电常数增大为原来的 2 倍，电容器的电容变为：（ ）
A. 2C
B. 4C
C. C/2
D. C/4

13、假设在一个均匀磁场中，有一个边长为 a 的正方形闭合回路，通有电流 I 。若磁场随时间均匀增加，磁感应强度的变化率为 dB/dt ，则回路中产生的感应电动势大小为：（ ）
A. a^2 dB/dt
B. 2a^2 dB/dt
C. √2a^2 dB/dt
D. 4a^2 dB/dt

14、在一个基于 CMOS 工艺的数字电路中，其输入输出电平与 TTL 电平兼容。若 CMOS 电路的输出高电平为 4.5V，低电平为 0.5V，那么它连接到 TTL 电路时是否能正常工作？（ ）
A. 能正常工作
B. 不能正常工作
C. 有时能工作有时不能
D. 取决于具体电路

15、在一个电子设备的音频输出电路中，需要提高音频的音质。以下哪个措施可以有效地提高音频音质？（ ）
A. 使用高品质的音频放大器
B. 优化音频信号处理算法
C. 选择合适的扬声器
D. 以上都是

16、在一个电气控制系统中，使用了一个稳压电源为电路提供稳定的直流电压。若输入电源电压波动较大，而输出电压基本不变，可能是稳压电源中的哪个元件起到了关键作用？（ ）
A. 调整管
B. 比较放大器
C. 取样电路
D. 基准电压源

17、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

18、在一个电子电路的故障诊断中，使用了逻辑分析仪进行信号分析。以下哪个逻辑分析仪功能对于检测数字电路故障最有用？（ ）
A. 状态分析
B. 时序分析
C. 协议分析
D. 以上都是

19、在一个电子设备的通信接口中，需要实现数据的并行传输和接收。以下哪种通信协议通常被用于并行通信？（ ）
A. PCI
B. USB
C. RS232
D. RS485

20、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

21、在一个基于触发器的时序逻辑电路中，触发器的初始状态为 0 。在时钟脉冲的上升沿，输入信号 D 为 1 。经过连续的 4 个时钟脉冲后，触发器的输出状态最有可能是（ ）
A. 0 B. 1 C. 不确定 D. 以上都不对

22、对于一个差分放大电路，若两个输入端分别输入大小相等、极性相反的信号，这种输入方式被称为：（ ）
A. 共模输入
B. 差模输入
C. 正反馈输入
D. 负反馈输入

23、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|

24、在一个集成运放构成的窗口比较器中，有两个参考电压分别为 2V 和 4V。当输入电压从 0 逐渐增加时，输出电压发生翻转的阈值电压分别约为多少？（ ）
A. 2V 和 4V
B. 1V 和 3V
C. 3V 和 1V
D. 4V 和 2V

25、在一个电子电路设计中，需要考虑电路的稳定性和可靠性。以下哪个因素对电路的稳定性影响最大？（ ）
A. 电子元件的质量
B. 电路的布局和布线
C. 电源的稳定性
D. 环境温度和湿度

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、在模拟电路的仿真中，以下哪些软件是常用的？（ ）
A. Multisim B. PSPICE C. MATLAB D. PROTEUS

2、电力系统的稳定性包括（ ）
A. 功角稳定
B. 电压稳定
C. 频率稳定
D. 暂态稳定

3、对于磁矢势，以下说法正确的有（ ）
A. 其旋度等于磁场 B. 具有多值性 C. 可以唯一确定磁场 D. 与参考点的选择有关

4、在电子电路的可靠性增长试验中，以下哪些步骤是常见的？（ ）
A. 故障分析
B. 改进设计
C. 再试验
D. 数据评估

5、在电力系统的无功优化计算中，约束条件通常包括（ ）
A. 控制变量的上下限
B. 节点电压上下限
C. 线路功率限制
D. 无功补偿装置容量限制

6、在集成运放的封装选择中，以下哪些因素会影响？（ ）
A. 散热要求 B. 安装空间 C. 成本 D. 引脚数量

7、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

8、以下关于数字电路中的纠错编码，哪些说法是正确的？（ ）
A. 可以检测和纠正传输中的错误 B. 增加了数据的冗余度 C. 常见的有海明码和卷积码 D. 对系统的可靠性有提升作用

9、对于可编程逻辑控制器（PLC），以下哪些特点是其具备的？（ ）
A. 可靠性高
B. 编程简单
C 通用性强
D. 功能强大

10、在工厂的电气设备维护中，以下哪些工作是重要的？（ ）
A. 定期检查设备的运行状态
B. 及时处理设备的故障
C. 对设备进行清洁和保养
D. 记录设备的维护情况

三、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）分析比较器在自动控制和测量系统中的应用。

2、（本题5分）简述电动力学中的规范变换和规范不变性。

3、（本题5分）解释电动力学中的磁单极子问题。

4、（本题5分）设计一个能检测输入序列中连续出现三个“1”的电路。

5、（本题5分）分析图中所示的比较器电路，讨论其精度和速度。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）某电力系统的继电保护装置频繁动作。请分析可能导致继电保护装置误动作的原因，如保护定值设置不当、故障判断不准确、外部干扰等，并提出解决方法。

2、（本题10分）电气设备的接地故障对安全运行构成威胁。请分析电气设备接地故障的原因和检测方法，讨论如何预防接地故障的发生。

3、（本题10分）某工厂的电气设备自动化改造项目中，需要实现生产流程的优化和协同控制。请分析生产流程的特点和控制要求，如工序衔接、节拍控制等，并提出自动化改造的方案，包括控制器选型、控制算法设计等，以提高生产效率和产品质量。

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