《电子系统设计》练习题-2015.4-(1)

《电子系统设计》练习题一.填空题1.电子系统分为模拟型、数字型和模数混合型三种。2.在认识、理解与设计电子系统的过程中，常常不用给出详细的内部结构，只需从输入、输出特性去描述，需要用到黑箱辨识法。3.黑箱辨识法包括三个基本步骤，即黑箱的确认、黑箱的考察和建立黑箱模型。4.在一般电子产品装配中，使用的焊锡是锡和铅熔合成的合金。5.助焊剂的主要作用是除去氧化膜、防止氧化以及减小表面张力。6.工业生产焊锡技术主要有浸焊、波峰焊、回流焊以及倒装焊。7.在电子产品中，三大基础电抗元件是指电阻器（含电位器）、电容器和电感器（含变压器）。8.某一采用数码法标识的电容器件，表面标识的数码是479，则该电容标称值为4.7pF（47×10-1pF）。9.电磁干扰主要有平行线效应、天线效应和电磁感应三种形式。10.典型模拟电路系统主要由传感器件、信号放大与变换电路和执行机构组成。11.晶体管串联反馈调整型稳压电源包括调整元件、比较放大、基准电压和取样回路四个部分。12.半导体存储器从存储功能上可分为只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）两大类。13.一个完整的数字系统主要包括输入电路、输出电路、控制电路、时基电路和若干子系统等五个部分。14.常温下，硅二极管的开启电压约0.5V，导通后在较大电流下的正向压降约0.7V；锗二极管的开启电压约0.2V，导通后在较大电流下的正向压降约0.3V。15.在某放大电路中，晶体管三个电极的电流如图所示，由图可知：(1)电极①②③分别为C,E,B；(2)β约为40；(3)管子类型为PNP型。16.放大电路产生零点漂移的主要原因是温度对三极管的影响。17.为了放大从热电偶取得的反映温度变化的微弱信号，放大电路应采用直接耦合方式。18.功率放大电路的主要作用是向负载提供信号功率，需要较大的信号电压和电流。19.电流源电路的输出电阻越大，其恒流特性越好。20.根据石英晶体的电抗频率特性曲线，当f=fs时，石英晶体呈纯阻性；当fsffp时，石英晶体呈感性；当ffs或ffp时，石英晶体呈容性。21.产生正弦波自激振荡的相位条件为nfa2)()(；幅值条件为1)(·)(FA。22.分别从LPF、HPF、BPF和BEF中选择一词填空。(1)LPF的直流电压放大倍数就是它的通带电压放大倍数。(2)BPF在f=0或f→∞（意即频率足够高）时的电压放大倍数均等于零。(3)在理想情况下，HPF在f→∞时的电压放大倍数就是它的通带电压放大倍数。(4)在理想情况下，BEF在f=0与f→∞时的电压放大倍数相等，且不等于零。23.同模拟相比，数字信号的特点是它的离散性。一个数字信号只有两种取值，分别表示为“0”和“1”。24.A/D转换的一般步骤包括采样、保持、量化和编码。25.衡量A/D转换器性能的两个主要指标是转换精度和转换时间。26.时序模块中的基本单元是触发器。27.寄存器分为数码寄存器和移位寄存器。28.色环电阻器第一环为棕色，第二环为灰色，第三环为红色，第四环为金色，则该电阻器的标称值是Ω，允许偏差是。29.工作在放大状态的三极管可作为模拟器件，工作在截止和饱和状态的三极管可作为数字器件。30.请列出至少三个电阻器的主要特性参数：标称值、允许偏差、额定功率、温度系数等。31.请列出至少三个电容器的用途：旁路（去耦）、耦合、滤波、调谐等。32.在应用电路中，通常在电磁继电器的线圈端并联一个二极管，则该二极管的功能是保护该线圈（续流）。33.EEPROM存储器掉点后，其内部数据将不变。34.锁相环由鉴相器（或相位比较器）、环路滤波器和压控振荡器三部分组成。35.目前手机等通讯设备的电路装配技术广泛采用SMT（表面贴装技术）。二.选择题（20题）1.一个NPN型晶体管在电路中正常工作，现测得0BEU，0BCU，0CEU，则此管工作区为（A）。(A)饱和区(B)截止区(C)放大区2.二极管（忽略其正向压降）电路如图所示，输出电压OU值为（A）(A)0V(B)4V(C)6V(D)12V3.电路如图，设DZ1的稳定电压为5V，DZ2的稳定电压为7V，两管正向压降均为0V，在正常UI输入下，输出UO的值为（A）(A)5V(B)7V(C)6V(D)0V4.电路如图，若图中的电路出现故障，且经测量得知0EU、CCcVU。故障的原因是下列四种之一，请判明是（D）。(A)RC开路(B)RC短路(C)Re短路(D)Rb1开路5.电路如图所示。设运放是理想的器件，电阻R1和Rf取值合适，R=100kΩ，C=0.01μF，则振荡频率约为（B）。(A)15.9Hz(B)159Hz(C)999Hz(D)99.9Hz6.在下列逻辑电路中，不是组合逻辑电路的有（D）(A)译码器(B)编码器(C)全加器(D)寄存器7.下列触发器中没有约束条件的是（D）(A)基本RS触发器(B)主从RS触发器(C)同步RS触发器(D)边沿D触发器8.一段导线的电阻与其两端所加的电压（B）(A)一定有关(B)一定无关(C)可能有关9.1度电可供220V40W的灯泡正常发光的时间是（C）(A)20h(B)45h(C)25h10.串联电容器的等效电容量总是（B）其中任一电容器的电容量。(A)大于(B)小于(C)等于11.NPN型三极管处于放大状态时，各电极电位关系是（A）(A)UCUBUE(B)UCUEUB(C)UCUBUE12.二极管两端加上正向电压时（B）(A)一定导通(B)超过死区电压才能导通(C)超过0.7V才导通(D)超过0.3V才导通13.欲对全班43名学生以二进制代码编码表示，最少需要二进制码的位数是（B）(A)5(B)6(C)8(D)4314.某数/模转换器的输入为8位二进制数字信号（D7~D0），输出为0~25.5V的模拟电压。若数字信号的最低位是“1”，其余各位是“0”，则输出的模拟电压为（B）(A)1V(B)0.1V(C)0.01V(D)0.001V15.一个16选1的数据选择器，其地址输入端有（C）个。(A)1(B)2(C)4(D)816.属于组合逻辑电路的是（B）(A)触发器(B)全加器(C)移位寄存器(D)计数器17.一个4位分辨率的A/D转换器，参考电压为1V，则该A/D转换器所能识别的最小模拟电压值是（单位是V）（D）(A)1/2(B)1/4(C)1/8(D)1/1618.与TTL门电路相比，CMOS门电路（C）(A)制造工艺更复杂(B)成品率低(C)功耗较小(D)不能使用高于5V的电源三.简答题（12题）1.请简述电子系统的设计步骤。答：电子系统设计的一般流程是：（1）课题分析；（2）方案论证；（3）单元电路的设计、参数计算和元器件选择；（4）EDA仿真；（5）安装和调试。2.请列举在传统和现代电子系统设计中常用的设计方法（不少于五种）。答：（1）自底向上设计方法；（2）自顶向下设计方法；（3）层次式设计方法；（4）嵌入式设计方法；（5）基于IP的系统芯片（SOC）的设计。3.简述手工焊锡基本操作的五步训练法。答：（1）准备施焊；（2）加热焊件；（3）熔化焊料；（4）移开焊锡；（5）移开烙铁。4.简述电子系统设计中常用的故障诊断技术。答：（1）观察法：分为静态观察法和动态观察法；（2）测量法：分为电阻法、电压法、电流法、波形法和逻辑状态法；（3）跟踪法：分为信号寻迹法、信号注入法；（4）替换法：分为元器件替换、单元电路替换和部件替换；（5）比较法：分为整机比较法、调整比较法、旁路比较法和排除比较法。5.简述用SSI器件设计组合逻辑电路的步骤。答：用SSI器件设计组合逻辑电路的步骤如下：（1）根据对电路逻辑功能的要求，列出真值表；（2）由真值表写出标准逻辑表达式；（3）化简和变换逻辑表达式，从而画出逻辑电路图。6.简述用SSI器件设计时序逻辑电路的步骤。答：用触发器及门电路设计时序逻辑电路的一般步骤如下：（1）由给定的逻辑功能求出原始状态图；（2）状态化简；（3）状态编码、并画出编码形式的状态图及状态表；（4）选择触发器的类型及个数；（5）求电路的输出方程及各触发器的驱动方程；（6）画逻辑电路，并检查自启动能力。7.简述数字电路系统的设计步骤。答：数字电路系统的设计步骤如下：（1）分析设计要求，明确性能指标；（2）确定总体方案；（3）设计各子系统（或单元电路）；（4）设计控制电路；（5）组成系统；（6）安装调试，反复修改，直至完善；（7）总结设计报告。8.某放大电路在负载开路时的输出电压的有效值为4V，接入3kΩ负载电阻后，输出电压的有效值降为3V，据此计算放大电路的输出电阻。答：已知放大电路的开路电压VUO4'、VUO3、kRL3，于是有LLOOORRRUU'据此可解出kRo1。9.请仔细阅读如下图的电路，简述各运放的功能，并写出VO1、VO2、VO的表达式。答：A1为反相加法器，A2为电压跟随器（或同相缓冲电路），A3为差分减法电路。10.如图所示为某音频信号放大电路，请分析图中所示的所有电阻和电容在该电路中的主要功能或作用。答：图中，C1、C2起电源滤波作用；C3起耦合、隔直作用；C4和R1组成低通滤波电路，滤掉高频信号；RP1起信号衰减作用。四.分析题（10题）1.试分析晶体管串联反馈调整型稳压电路的稳压过程。答：该稳压电路的稳压过程为：假如由于某种原因使uo变化……（书P99）。2.有一个由理想运放构成的电路如图所示，求该电路的电压增益。答：因输入的是差模信号，所以运放A1和A2的输出仍然是差模信号。电阻R1、R2和RG支路的中点必为交流的零电位点。所以可把A1和A2分别看成同相比例运算电路。A3组成差动运算电路，当R1=R2=R1时，电压增益)1(13421GiiouRRRRUUUA通过调节RG可以方便地改变电压增益。（该电路常用作仪表放大器）3.一阶低通滤波器电路如图所示，已知R1=10kΩ，R2=30kΩ，C=0.5μF，A为理想运放。(1)试导出滤波器增益ioUU的表达式。(2)确定电路通带增益Aup、特征频率f0的值。(3)画出电路增益的幅频特性曲线。答：(1)(2)，(3)4.已知反相滞回比较器如图（a）所示，A为理想运放，输出电压的两个极限值为±5V，D为理想二极管，输入电压ui的波形如图（b）所示。试画出相应的输出波形。答：当uo=+5V时，D导通，阈值电压Uth1=3.5V；当uo=-5V时，D截止，阈值电压Uth2=UREF=2V。输出波形如下图5.如图所示桥式整流电容滤波电路。已知RL=50Ω，C=1000μF，用交流电压表量得U2=20V。如果用直流电压表测得的UO(AV)有下列几种情况：（1）28V，（2）18V，（3）24V，（4）9V，试分析它们是电路分别处在什么情况下引起的（指电路正常或出现某种故障）。答：(1)有电容滤波，RL开路的状态，UO=1.4U2。(2)有负载RL，电容C开路的状态，UO=0.9U2。(3)电路正常，UO=1.2U2。(4)电容C开路，并且整流电路中有一个二极管开路，即整流电路为半波整流状态，此时，UO=0.5U2。6.指出图中的5V稳压电路是否有错误。如有错误，请在原电路基础上加以改正，最多只允许加两个电阻。答：原图有错误，因为晶体管无偏置电流，稳压管也没有电流通路。改正后的电路如右图所示，电路中增加的电阻R既为晶体管提供偏流，也为稳压管提供了电流通路，同时作为稳压管的限流电阻，起到保护稳压管的作用。7.图中画出了两个用三端集成稳压器组成的电路，已知电流IW=5mA。(1)写出图(a)中IO的表达式，并算出其具体数值。(2)写出图(b)中UO的表达式，并算出当R2=5Ω时的具体数值。(3)请指出这两个电路分别具有什么功能。改正后答：(1)(2)(3)图(a)为恒流源电路，图(b)为输出可调的稳压电源。8.分析图示由74LS161构成的电路。(1)画出完整的状态转换图。(2)画出Qd相对于CP的波形，说明是几分频，Qd的占空比是多少？答：(1)状态转换图如下图所示。(2)Qd相对CP为10分