九江学院《数字集成电路原理与设计》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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《数字集成电路原理与设计》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
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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、在无线局域网（WLAN）标准中，以下哪个标准支持更高的数据传输速率？（ ）
A. IEEE 802.11a B. IEEE 802.11b C. IEEE 802.11g D. IEEE 802.11n

2、在模拟通信系统中，噪声对信号的传输有很大的影响。以下关于噪声的描述，哪一项是正确的？（ ）
A. 热噪声是由电子的热运动产生的，其功率谱密度是均匀的
B. 散粒噪声是由半导体器件中的电流起伏引起的，只存在于低频段
C. 闪烁噪声是由电阻的热噪声引起的，其功率谱密度与频率成正比
D. 以上都不对

3、对于一个通信系统，若要实现高数据传输速率和低误码率，以下哪个因素最为关键？（ ）
A. 信号功率 B. 带宽 C. 编码方式 D. 调制方式

4、在数字通信中，多进制调制（如 M 进制）相比二进制调制可以提高频带利用率。但多进制调制也存在一些缺点，以下哪一项不属于多进制调制的缺点？（ ）
A. 抗噪声性能下降
B. 设备复杂度增加
C. 误码率增大
D. 频谱效率降低

5、在集成电路设计中，当需要提高芯片的运行速度和降低功耗时，以下哪种工艺技术的改进通常是最为关键的？（ ）
A. 减小晶体管尺寸
B. 优化电路布局
C. 采用新材料
D. 增加芯片面积

6、在自动控制原理中，以下关于开环控制系统和闭环控制系统的比较，哪一项是正确的？（ ）
A. 开环控制系统的稳定性好，闭环控制系统的稳定性差 B. 开环控制系统的精度高，闭环控制系统的精度低 C. 开环控制系统没有反馈，闭环控制系统有反馈 D. 开环控制系统容易实现，闭环控制系统难以实现

7、在电子电路设计中，关于反馈放大器的性能，以下哪个说法是不准确的？（ ）
A. 负反馈可以提高放大器的增益稳定性、减小非线性失真和扩展带宽
B. 正反馈会使放大器的增益增大，但容易导致自激振荡，使系统不稳定
C. 反馈深度越大，反馈放大器的性能改善越明显，但也可能导致增益下降过多
D. 反馈放大器的性能只与反馈网络的参数有关，与放大器本身的特性无关

8、在电子测量中，示波器是一种常用的仪器。数字示波器相比模拟示波器的主要优势是？（ ）
A. 价格便宜 B. 带宽更高 C. 测量精度高 D. 能存储波形

9、在数字信号处理的滤波器设计中，以下哪种方法可以设计具有任意频率响应的滤波器：（ ）
A. 窗函数法
B. 频率抽样法
C. 等波纹最佳逼近法
D. 以上都是

10、在锁相环（PLL）电路中，其主要由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）组成。当输入信号的频率发生变化时，锁相环是如何实现输出信号频率跟踪输入信号频率的？（ ）
A. 通过鉴相器比较输入输出信号的相位差，控制 VCO 的输出频率
B. 通过环路滤波器滤除输入信号的高频成分，稳定 VCO 的输出频率
C. 由压控振荡器直接根据输入信号的频率调整输出频率
D. 以上三种方式共同作用

11、在通信系统的扩频技术中，以下哪种扩频方式通过改变信号的频率实现：（ ）
A. 直接序列扩频（DSSS）
B. 跳频扩频（FHSS）
C. 跳时扩频（THSS）
D. 混合扩频

12、在信号与系统中，关于连续时间系统和离散时间系统的特性，以下描述哪个是不正确的？（ ）
A. 连续时间系统的数学模型通常用微分方程描述，离散时间系统则用差分方程描述
B. 连续时间系统和离散时间系统在时域和频域的分析方法有很多相似之处，但也存在一些差异
C. 连续时间系统的冲激响应是连续的，离散时间系统的单位脉冲响应是离散的
D. 连续时间系统和离散时间系统的稳定性判断方法完全相同

13、在集成电路设计中，以下哪种综合工具能够将硬件描述语言转换为门级网表？（ ）
A. Synplify B. ModelSim C. Quartus D. ISE

14、在数字电子技术中，移位寄存器是一种重要的时序逻辑电路。移位寄存器可以实现数据的移位操作。如果一个移位寄存器有 4 位，初始状态为 1011，在时钟信号的作用下，进行右移操作，那么经过两次移位后，寄存器的状态是什么呢？（ ）
A.1110
B.1101
C.1011
D.0111

15、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

16、在数字信号处理的有限字长效应中，以下哪种因素会导致量化误差增大：（ ）
A. 字长增加
B. 运算次数增加
C. 信号幅度减小
D. 采样频率降低

17、在电力电子变换电路中，降压斩波电路（Buck Converter）可以实现直流电压的降压变换。以下关于其工作原理的描述，哪一项是错误的？（ ）
A. 导通期间，输入电源向电感充电
B. 关断期间，电感向负载放电
C. 输出电压的平均值等于输入电压乘以占空比
D. 输出电流是连续的

18、在数字通信中，以下哪种均衡器能够自适应地调整参数以补偿信道失真？（ ）
A. 线性均衡器 B. 非线性均衡器 C. 自适应均衡器 D. 判决反馈均衡器

19、在通信原理中，以下哪种多址接入技术适用于大容量的移动通信系统？（ ）
A. 频分多址（FDMA） B. 时分多址（TDMA） C. 码分多址（CDMA） D. 空分多址（SDMA）

20、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

21、在通信原理中，调制的目的是将基带信号变换为适合在信道中传输的信号。ASK 调制属于：（ ）
A. 幅度调制
B. 频率调制
C. 相位调制
D. 混合调制

22、在电子信息系统的可靠性设计中，以下哪种方法能够降低系统的失效概率？（ ）
A. 冗余设计 B. 降额设计 C. 故障预测与诊断 D. 以上都是

23、在通信网络的拓扑结构中，以下哪种结构具有较高的可靠性和容错性？（ ）
A. 星型结构
B. 环型结构
C. 网状结构
D. 总线型结构

24、在模拟集成电路中，以下哪种放大器具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗？（ ）
A. 共射极放大器 B. 共集电极放大器 C. 共基极放大器 D. 差分放大器

25、在通信网络中，IP 地址用于标识网络中的设备。IPv4 地址和 IPv6 地址在格式和长度上有很大的不同。以下关于 IPv6 地址的特点，哪一项是正确的？（ ）
A. 地址长度为 32 位
B. 采用点分十进制表示
C. 提供了更多的地址空间
D. 与 IPv4 地址不兼容

二、简答题（本大题共4个小题，共20分)
1、（本题5分）在电子电路中，运算放大器的带宽扩展技术有哪些？请说明其原理和实现方法。

2、（本题5分）数字电子技术中，计数器的异步清零和同步清零有什么区别？举例说明。

3、（本题5分）阐述在通信原理中，如何进行信道的建模和仿真，以及模型的准确性评估。

4、（本题5分）解释通信系统中的编码增益概念，并举例说明其计算方法。

三、分析题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）光通信中的掺铒光纤放大器（EDFA）用于补偿光信号在传输过程中的损耗。分析 EDFA 的工作原理和增益特性，研究如何优化放大器的性能参数（如增益平坦度、噪声系数），同时探讨在波分复用系统中的应用和级联问题。

2、（本题5分）一个光通信网络中的光开关在频繁切换时出现性能下降。分析如何优化光开关的结构设计、驱动电路和控制算法，以提高开关速度、可靠性和寿命。

3、（本题5分）在语音信号处理中，语音合成技术的应用越来越广泛。请分析语音合成的方法，如参数合成、拼接合成等，以及如何提高合成语音的自然度和可懂度，同时考虑多语种支持和情感表达等方面的技术挑战。

4、（本题5分）某卫星导航系统中，用户接收机需要从接收到的卫星信号中解算出自身的位置、速度和时间信息。分析卫星信号的结构、定位算法和误差来源，探讨如何提高定位精度。

5、（本题5分）卫星通信在全球通信和导航领域发挥着重要作用。分析卫星通信系统的组成、工作原理和频段分配，探讨在日益增长的通信需求下，卫星通信面临的频谱资源紧张、干扰问题和新一代卫星通信技术的发展趋势。

四、设计题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）利用射频技术设计一个无线传感器网络的网关设备，实现传感器节点与上位机之间的数据通信和协议转换。

2、（本题10分）利用电子信息工程知识，设计一个智能家居安防系统，包括入侵检测、火灾报警和远程监控等功能。

3、（本题10分）设计一个基于物联网技术的智能电表抄表系统，实现远程自动抄表和数据管理。

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