濱州醫(yī)學(xué)院《數(shù)字信號處理》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁濱州醫(yī)學(xué)院《數(shù)字信號處理》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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、在數(shù)字邏輯電路中，對于一個由與非門組成的基本RS觸發(fā)器，當(dāng)輸入R=0，S=0時，觸發(fā)器的輸出狀態(tài)將保持不變，那么以下哪種情況可能導(dǎo)致輸出狀態(tài)的不確定？（）A.輸入同時變?yōu)镽=1，S=1B.輸入變?yōu)镽=1，S=0C.輸入變?yōu)镽=0，S=1D.以上都不是2、假設(shè)要設(shè)計一個數(shù)字電路來產(chǎn)生一個周期性的脈沖信號，脈沖寬度和周期可以調(diào)整。以下哪種電路元件或模塊可能是最關(guān)鍵的？（）A.計數(shù)器，通過設(shè)置計數(shù)值來控制脈沖的周期B.寄存器，用于存儲脈沖的狀態(tài)C.比較器，比較輸入值來產(chǎn)生脈沖D.編碼器，將輸入信號轉(zhuǎn)換為特定的編碼輸出3、考慮一個數(shù)字系統(tǒng)，需要對輸入的模擬信號進(jìn)行數(shù)字化處理。在這個過程中，首先需要進(jìn)行采樣和量化。如果要提高數(shù)字化的精度，以下哪種措施是關(guān)鍵的？（）A.增加采樣頻率B.提高量化的位數(shù)C.優(yōu)化采樣保持電路D.以上措施都對提高精度有同等重要的作用4、在數(shù)字邏輯電路中，數(shù)據(jù)選擇器可以根據(jù)多個控制信號選擇不同的輸入數(shù)據(jù)。一個16選1數(shù)據(jù)選擇器，需要多少個控制信號？（）A.4個B.5個C.不確定D.根據(jù)數(shù)據(jù)選擇器的類型判斷5、在數(shù)字邏輯電路的競爭冒險現(xiàn)象中，假設(shè)一個電路在輸入信號發(fā)生變化時，由于不同路徑的延遲差異，可能會導(dǎo)致輸出出現(xiàn)短暫的錯誤脈沖。這種現(xiàn)象可能會影響電路的穩(wěn)定性和可靠性。為了避免或減少競爭冒險的影響，以下哪種措施是最為有效的？（）A.增加冗余項B.引入同步時鐘C.優(yōu)化電路布局D.降低電源電壓6、想象一個數(shù)字系統(tǒng)中，需要對輸入的8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼，將其轉(zhuǎn)換為3位的二進(jìn)制編碼。在選擇編碼方式時，需要考慮編碼的唯一性和容錯性等因素。以下哪種編碼方式可能是最合適的？（）A.格雷碼，相鄰數(shù)值的編碼只有一位不同，具有良好的容錯性B.8421碼，是常見的二進(jìn)制編碼方式，但相鄰數(shù)值變化可能多位不同C.余3碼，在8421碼基礎(chǔ)上加上3得到，計算復(fù)雜D.隨機(jī)編碼，編碼方式不固定，難以保證唯一性和規(guī)律7、在組合邏輯電路設(shè)計中，如果需要實現(xiàn)一個兩輸入異或邏輯功能，以下哪種邏輯表達(dá)式是正確的？（）A.F=A+BB.F=A·BC.F=A⊕BD.F=A?B+?AB8、若要對一個8位的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行奇偶校驗，當(dāng)其中1的個數(shù)為奇數(shù)時輸出1，則校驗位的邏輯表達(dá)式應(yīng)為：（）A.校驗位=異或（所有位）B.校驗位=與（所有位）C.校驗位=或（所有位）D.校驗位=非（所有位）9、對于一個T觸發(fā)器，當(dāng)T=1時，在時鐘脈沖作用下，觸發(fā)器實現(xiàn)的功能是：（）A.保持B.置0C.置1D.翻轉(zhuǎn)10、當(dāng)研究數(shù)字邏輯中的時序邏輯電路時，假設(shè)一個電路需要根據(jù)輸入信號的歷史狀態(tài)和當(dāng)前輸入來確定輸出。以下哪種電路類型最適合實現(xiàn)這種功能？（）A.計數(shù)器B.寄存器C.移位寄存器D.狀態(tài)機(jī)11、譯碼器是編碼器的逆過程，它將輸入的編碼轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的輸出信號。以下關(guān)于譯碼器的說法，不正確的是（）A.譯碼器可以將二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為多個輸出信號，每個輸出信號對應(yīng)一個編碼值B.二進(jìn)制譯碼器的輸入編碼位數(shù)和輸出信號數(shù)量之間存在固定的關(guān)系C.譯碼器在數(shù)字電路中常用于地址譯碼和數(shù)據(jù)選擇D.譯碼器的輸出信號總是相互獨(dú)立，不會存在相互影響的情況12、已知邏輯函數(shù)F=(A+B)(C+D)，其反函數(shù)為？（）A.F'=(A'B')(C'D')B.F'=A'B'+C'D'C.F'=(A'+B')(C'+D')D.F'=A'B'C'D'13、在數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計中，需要考慮功耗、速度和面積等性能指標(biāo)之間的平衡。以下關(guān)于這些性能指標(biāo)的描述，錯誤的是（）A.降低功耗通常會導(dǎo)致電路速度變慢或者面積增加B.提高電路速度可能需要增加功耗和面積C.減小電路面積往往會犧牲功耗和速度性能D.可以在不影響其他性能指標(biāo)的情況下，單獨(dú)優(yōu)化某一個性能指標(biāo)14、在數(shù)字電路中，競爭冒險現(xiàn)象可能會導(dǎo)致電路輸出出現(xiàn)錯誤。以下關(guān)于競爭冒險產(chǎn)生原因的描述中，不正確的是（）A.信號傳輸延遲B.邏輯門的傳輸時間不一致C.輸入信號的變化同時到達(dá)邏輯門D.電路的設(shè)計不合理15、在數(shù)字音頻處理中，數(shù)字邏輯也有一定的應(yīng)用。以下關(guān)于數(shù)字音頻處理中數(shù)字邏輯的描述，錯誤的是（）A.音頻的采樣、量化和編碼可以通過數(shù)字邏輯電路來完成B.數(shù)字濾波器可以用于音頻信號的濾波處理，改善音質(zhì)C.數(shù)字音頻的存儲和傳輸離不開數(shù)字邏輯的支持D.數(shù)字邏輯在數(shù)字音頻處理中的作用不大，主要依靠模擬電路二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）在數(shù)字電路設(shè)計中，解釋如何進(jìn)行數(shù)字邏輯電路的靜電防護(hù)設(shè)計，包括器件選型和電路布局的考慮。2、（本題5分）闡述數(shù)字邏輯中加法器和減法器的面積優(yōu)化方法，如使用復(fù)用技術(shù)和精簡邏輯結(jié)構(gòu)，舉例說明其效果。3、（本題5分）在數(shù)字邏輯電路中，說明如何利用觸發(fā)器實現(xiàn)存儲功能，比較不同類型觸發(fā)器（如D觸發(fā)器、JK觸發(fā)器等）的特性和應(yīng)用場合。三、分析題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，實現(xiàn)一個5位的乘法器，能夠?qū)蓚€5位二進(jìn)制數(shù)相乘。詳細(xì)描述乘法運(yùn)算的算法和邏輯實現(xiàn)，通過真值表和邏輯表達(dá)式進(jìn)行驗證，并畫出邏輯電路圖。思考該乘法器在高性能計算和數(shù)字信號處理中的資源需求和優(yōu)化方法。2、（本題5分）用數(shù)字邏輯實現(xiàn)一個簡單的數(shù)字信號加密傳輸系統(tǒng)。深入分析加密算法、傳輸協(xié)議和接收端的解密邏輯，解釋如何保證信號在傳輸過程中的安全性和完整性。3、（本題5分）利用數(shù)字邏輯設(shè)計一個數(shù)字鎖電路，只有輸入正確的密碼才能解鎖。詳細(xì)闡述鎖電路的密碼設(shè)置、輸入驗證和解鎖控制邏輯，分析如何增強(qiáng)鎖電路的安全性和可靠性。4、（本題5分）設(shè)計一個數(shù)字邏輯電路，用于檢測一個12位二進(jìn)制數(shù)中是否存在連續(xù)的六個0。詳細(xì)闡述設(shè)計思路，通過邏輯表達(dá)式和真值表進(jìn)行分析，并畫出邏輯電路圖。探討該電路在數(shù)據(jù)檢測和錯誤診斷中的應(yīng)用和優(yōu)化。5、（本題5分）用數(shù)字邏輯實現(xiàn)一個簡單的數(shù)字信號壓縮感知電路。深入分析壓縮感知的原理和算法，解釋如何通過數(shù)字邏輯實現(xiàn)信號的采樣和壓縮，研究恢復(fù)算法和壓縮效果。四、設(shè)計題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）使用