河南农业大学《智能传感与检测技术》2024-2025学年第一学期期末试卷.doc

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河南农业大学《智能传感与检测技术》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20个小题，每小题2分，共40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、在数字信号处理的快速傅里叶变换（FFT）算法中，基 2 时间抽取（DIT）FFT 算法的基本思想是？（ ）
A. 逐步分解信号 B. 并行计算 C. 迭代计算 D. 递归计算

2、在通信系统中，关于模拟调制和数字调制的特点，以下描述哪个是不准确的？（ ）
A. 模拟调制信号的幅度、频率或相位随信息连续变化，而数字调制信号是离散取值的
B. 数字调制具有更强的抗干扰能力和更高的频谱利用率，但实现复杂度相对较高
C. 模拟调制在传输过程中容易受到噪声影响，导致信号失真，而数字调制对噪声不敏感
D. 模拟调制适用于高速数据传输，数字调制则更适合于语音等低速信号的传输

3、在电子测量中，频谱分析仪用于分析信号的频谱特性。以下关于频谱分析仪的工作原理，哪一项是正确的？（ ）
A. 通过傅里叶变换将时域信号转换为频域信号
B. 利用滤波器将不同频率的信号分离
C. 采用混频技术将高频信号转换为低频信号
D. 以上都是

4、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

5、对于一个无线通信系统，若其工作频段为 2.4GHz，传播环境较为复杂，存在多径衰落和阴影效应。为了提高通信的可靠性，以下哪种技术是较为有效的？（ ）
A. 分集接收
B. 智能天线
C. 扩频通信
D. 以上都是

6、在数字电子技术中，编码器和译码器是常用的组合逻辑电路。编码器的作用是将输入的信号转换为二进制编码输出。如果一个编码器有 8 个输入信号，那么它需要几位输出信号呢？（ ）
A.3 位
B.4 位
C.5 位
D.6 位

7、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

8、在数字通信系统中，以下哪种编码方式能够实现无差错传输的理论极限？（ ）
A. 香农编码 B. 哈夫曼编码 C. 算术编码 D. 游程编码

9、对于一个模拟信号进行抽样，若抽样频率低于奈奎斯特频率，会导致什么问题？（ ）
A. 信号幅度失真 B. 信号频率失真 C. 信号相位失真 D. 信号混叠

10、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

11、在微处理器的体系结构中，若要提高指令的执行效率，以下哪种技术的应用是常见的？（ ）
A. 流水线技术
B. 超标量技术
C. 缓存技术
D. 以上都是

12、在电源管理技术中，以下哪种 DC-DC 转换器具有较高的转换效率？（ ）
A. 降压型（Buck）转换器
B. 升压型（Boost）转换器
C. 升降压型（Buck-Boost）转换器
D. 以上效率相同

13、在电子信息工程中，以下哪种技术常用于提高图像的分辨率和清晰度？（ ）
A. 图像增强 B. 图像压缩 C. 图像分割 D. 图像超分辨率重建

14、在自动控制原理中，控制系统的性能可以通过时域和频域指标来衡量。对于一个二阶系统，增加其阻尼比，以下关于系统性能的变化，哪一项是正确的？（ ）
A. 超调量减小，调节时间缩短
B. 超调量增大，调节时间延长
C. 超调量不变，调节时间缩短
D. 超调量不变，调节时间延长

15、在数字信号处理中，有限长单位冲激响应（FIR）滤波器和无限长单位冲激响应（IIR）滤波器各有特点。以下关于它们的比较，哪一项是不正确的？（ ）
A. FIR 滤波器总是稳定的，IIR 滤波器可能不稳定
B. FIR 滤波器的相位特性通常比 IIR 滤波器好
C. IIR 滤波器的设计比 FIR 滤波器简单
D. FIR 滤波器的计算量比 IIR 滤波器小

16、在电子电路中，电容也是一种常用的元件。电容的主要作用有滤波、耦合、储能等。如果一个电路需要对高频信号进行滤波，应该选用哪种类型的电容呢？（ ）
A.电解电容
B.瓷片电容
C.钽电容
D.涤纶电容

17、在数字信号处理的 FIR 滤波器设计中，以下哪种窗函数具有较窄的主瓣宽度和较低的旁瓣峰值？（ ）
A. 矩形窗
B. 汉宁窗
C. 布莱克曼窗
D. 凯泽窗

18、在数字图像处理中，图像增强的方法有很多，以下哪种方法可以突出图像的边缘信息？（ ）
A. 直方图均衡化 B. 中值滤波 C. 锐化滤波 D. 均值滤波

19、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

20、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

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）论述在光通信系统中，单模光纤和多模光纤的区别，以及在不同应用中的选择依据。

2、（本题5分）解释数字图像处理中的图像分割的目的和常见的图像分割方法，如阈值分割、区域生长等。

3、（本题5分）详细说明在数字音频编码技术中，MP3、AAC 等编码格式的原理和特点，以及在音频存储和传输中的应用。

三、分析题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5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5分）在数字信号处理中，快速傅里叶变换（FFT）是一种重要的算法。分析 FFT 算法的基本原理和实现方法，研究其在频谱分析、滤波等方面的应用，探讨如何针对不同的数据长度和特点选择合适的 FFT 变体（如基 2 FFT、基 4 FFT）以提高计算效率和精度。

3、（本题5分）某自动驾驶汽车中的电子系统需要对多种传感器数据进行实时处理和融合，包括激光雷达、摄像头和毫米波雷达等。研究在复杂的交通场景下，如何实现快速准确的目标检测、跟踪和路径规划，以及如何保证系统的实时性和可靠性。

4、（本题5分）随着 5G 技术的广泛应用，智能交通系统得到了极大的发展。在一个大城市中，5G 网络被用于实现车辆之间、车辆与基础设施之间的高速通信，以提高交通效率和安全性。请分析 5G 技术在智能交通系统中的具体应用，包括通信协议、数据传输速率、延迟要求等方面，以及可能面临的技术挑战和解决方案。

5、（本题5分）在一个电子电路的故障诊断系统中，分析故障特征提取、诊断算法和测试仪器的选择。探讨如何快速准确地定位故障点，提高维修效率，降低维修成本。

四、设计题（本大题共2个小题，共20分)
1、（本题10分）设计一个基于 Arduino 的智能环境调节系统，能够根据室内温度、湿度和 CO2 浓度自动调节空调、加湿器和通风设备。

2、（本题10分）设计一个基于编码器和驱动器的机器人关节控制系统，实现关节的精确运动控制。

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