皖江工學院《半導體器件原理》2023-2024學年第一學期期末試卷

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2023-2024學年第一學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、對于數(shù)字濾波器的性能指標，以下哪個參數(shù)描述了濾波器對通帶和阻帶信號的衰減程度？（）A.截止頻率B.通帶波紋C.阻帶衰減D.過渡帶寬2、在電子信息領(lǐng)域，集成電路的發(fā)展極大地推動了電子技術(shù)的進步。集成電路按照集成度可以分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。以下關(guān)于集成電路集成度的說法中，錯誤的是？（）A.集成度越高，電路的性能越好B.超大規(guī)模集成電路通常包含數(shù)百萬個以上的晶體管C.小規(guī)模集成電路一般只包含幾個到幾十個邏輯門D.中規(guī)模集成電路的集成度介于小規(guī)模和大規(guī)模之間3、在數(shù)字信號處理中，有限長單位沖激響應（FIR）濾波器和無限長單位沖激響應（IIR）濾波器各有特點。以下關(guān)于它們的比較，哪一項是不正確的？（）A.FIR濾波器總是穩(wěn)定的，IIR濾波器可能不穩(wěn)定B.FIR濾波器的相位特性通常比IIR濾波器好C.IIR濾波器的設計比FIR濾波器簡單D.FIR濾波器的計算量比IIR濾波器小4、在自動控制原理中，根軌跡法是分析系統(tǒng)性能的一種重要方法。根軌跡的起點和終點分別取決于？（）A.開環(huán)零點和開環(huán)極點B.閉環(huán)零點和閉環(huán)極點C.系統(tǒng)的輸入和輸出D.控制器的參數(shù)5、在通信原理中，以下哪種多址接入技術(shù)適用于大容量的移動通信系統(tǒng)？（）A.頻分多址（FDMA）B.時分多址（TDMA）C.碼分多址（CDMA）D.空分多址（SDMA）6、對于集成電路設計，以下關(guān)于CMOS工藝的特點，哪一項描述是不正確的？（）A.CMOS工藝具有低功耗、高集成度和良好的噪聲性能等優(yōu)點B.CMOS電路的靜態(tài)功耗幾乎為零，但動態(tài)功耗會隨著工作頻率的增加而顯著增大C.CMOS工藝中，NMOS管和PMOS管的閾值電壓對電路性能影響較小，可以忽略不計D.在CMOS工藝中，通過合理的版圖設計可以減小寄生電容和電阻，提高電路性能7、在通信系統(tǒng)中，香農(nóng)定理描述了信道容量與信號帶寬和信噪比之間的關(guān)系。當信道帶寬增加時，要保持一定的信道容量不變，信噪比應該如何變化？（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小8、在電子信息領(lǐng)域，傳感器網(wǎng)絡是一種新興的技術(shù)。傳感器網(wǎng)絡由大量的傳感器節(jié)點組成，可以實現(xiàn)對物理世界的分布式監(jiān)測和控制。以下關(guān)于傳感器網(wǎng)絡的說法中，錯誤的是？（）A.傳感器網(wǎng)絡中的傳感器節(jié)點通常具有低功耗、低成本、小體積等特點B.傳感器網(wǎng)絡可以采用自組織的方式進行組網(wǎng)C.傳感器網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)傳輸通常采用無線通信方式D.傳感器網(wǎng)絡中的傳感器節(jié)點可以直接與互聯(lián)網(wǎng)進行通信9、對于一個數(shù)字系統(tǒng)，若要提高其工作速度，以下哪種方法可能會被采用？（）A.增加流水線級數(shù)B.減少邏輯門的數(shù)量C.降低時鐘頻率D.增加存儲單元的容量10、在通信系統(tǒng)中，香農(nóng)定理指出在有噪聲的信道中，最大數(shù)據(jù)傳輸速率與信道帶寬、信噪比之間存在一定關(guān)系。當信道帶寬為10MHz，信噪比為30dB時，根據(jù)香農(nóng)定理，該信道的最大數(shù)據(jù)傳輸速率約為：（）A.10MbpsB.30MbpsC.50MbpsD.100Mbps11、在數(shù)字信號處理中，對于一個有限長序列進行離散傅里葉變換（DFT），若序列長度為N，則其計算復雜度約為：（）A.O(N)B.O(NlogN)C.O(N^2)D.O(logN)12、在數(shù)字圖像處理中，圖像壓縮是一項重要的技術(shù)。JPEG圖像壓縮標準主要采用了哪種壓縮方法？（）A.無損壓縮B.有損壓縮C.熵編碼D.預測編碼13、在通信系統(tǒng)中，碼分多址（CDMA）是一種重要的多址接入技術(shù)。CDMA的基本原理是什么呢？是通過不同的碼序列來區(qū)分不同的用戶，實現(xiàn)多用戶同時通信。以下關(guān)于CDMA的說法中，錯誤的是？（）A.CDMA可以提高通信系統(tǒng)的容量B.CDMA可以提高通信系統(tǒng)的抗干擾能力C.CDMA中不同用戶的信號是相互獨立的，不會相互干擾D.CDMA只適用于無線通信系統(tǒng)，不適用于有線通信系統(tǒng)14、在計算機網(wǎng)絡中，若要實現(xiàn)不同網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)通信，以下哪種設備起到關(guān)鍵的作用？（）A.路由器B.交換機C.集線器D.中繼器15、在通信系統(tǒng)中，若要實現(xiàn)遠距離、高質(zhì)量的信號傳輸，以下哪種調(diào)制方式通常具有更好的抗干擾性能和頻譜利用率？（）A.幅度調(diào)制（AM）B.頻率調(diào)制（FM）C.相位調(diào)制（PM）D.以上都不是二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）數(shù)字電子技術(shù)中，編碼器和譯碼器的性能指標有哪些？如何評價其性能？2、（本題5分）深入分析電子電路中的鎖存器和觸發(fā)器的區(qū)別和聯(lián)系，以及在時序邏輯電路中的應用。3、（本題5分）深入分析電子電路中的傳感器接口電路的設計，包括信號調(diào)理和模數(shù)轉(zhuǎn)換。4、（本題5分）分析在半導體器件的擊穿現(xiàn)象中，齊納擊穿和雪崩擊穿的機制。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個基于ZigBee技術(shù)的無線智能家居安防系統(tǒng)，能夠檢測門窗入侵、煙霧和燃氣泄漏等情況，并及時報警，說明系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡配置。2、（本題5分）設計一個用于工業(yè)機器人的力傳感器接口電路，能夠準確測量力和力矩信息，給出電路設計和信號處理方法。3、（本題5分）設計一個基于Wi-Fi的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)實時視頻傳輸和遠程控制，闡述系統(tǒng)組成和網(wǎng)絡配置。4、（本題5分）設計一個簡單的數(shù)字音頻解碼器，能夠解碼常見的音頻格式如MP3、WAV等，給出硬件設計和解碼算法。5、（本題5分）設計一個基于DSP的數(shù)字音頻均衡器，能夠?qū)崿F(xiàn)10段以上的均衡調(diào)節(jié)，給出算法實現(xiàn)和性能優(yōu)化。四、分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）在衛(wèi)星通信的鏈路預算中，需要考慮多種因素來評估系統(tǒng)性能。分析衛(wèi)星通信鏈路中的發(fā)射功率、接收靈敏度、路徑損耗、大氣衰減等參數(shù)對鏈路性能的影響，研究如何進行準確的鏈路預算以確定系統(tǒng)的工作頻段、天線口徑和發(fā)射功率等關(guān)鍵參數(shù)，探討在不同軌道衛(wèi)星（如地球同步軌道、低軌衛(wèi)星）通信鏈路預算中的差異和注意事項。2、（本題10分）在一個電源管理芯片中，需要實現(xiàn)高效率的直流-直流轉(zhuǎn)換。分析不同的直流-直流轉(zhuǎn)換拓撲結(jié)構(gòu)（如降壓、升壓、降壓-升壓等）的工作原理和適用場景。3、（本題10分）生物醫(yī)學信號處理中的腦機接口（BCI）技術(shù)為人類與計算機的交互提供了新途徑。分析BCI系統(tǒng)的信號采集