西北农林科技大学《传感器原理与应用》2023-2024期末试卷

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《传感器原理与应用》2023-2024学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人

一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30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

2、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

3、在通信系统的复用技术中，以下哪种复用方式用于区分不同用户的信号：（）

A.时分复用（TDM）B.频分复用（FDM）C.码分复用（CDM）D.空分复用（SDM）

4、在数字音频处理中，采样频率是一个关键参数。根据奈奎斯特采样定理，为了无失真地恢复原始信号，采样频率至少应为信号最高频率的：（）

A.一倍B.两倍C.四倍D.八倍

5、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

6、在电子电路中，反馈放大器的类型有电压反馈和电流反馈，以下哪种说法是正确的？（）

A.电压反馈能稳定输出电压，电流反馈能稳定输出电流B.电压反馈能稳定输出电流，电流反馈能稳定输出电压C.电压反馈和电流反馈都能稳定输出电压D.电压反馈和电流反馈都能稳定输出电流

7、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

8、在数字图像处理中，图像增强的方法有很多种。直方图均衡化是一种常用的方法，其主要目的是：（）

A.提高图像的对比度B.降低图像的噪声C.压缩图像的动态范围D.改变图像的颜色

9、在数字逻辑设计中，卡诺图是一种用于化简逻辑函数的工具。使用卡诺图化简逻辑函数时，需要遵循哪些原则？（）

A.相邻的最小项可以合并B.每个圈包含的最小项个数必须是

C.圈越大越好，但每个圈必须独立D.以上都是

10、在电子信息领域，无线通信技术得到了广泛的应用。蓝牙、Wi-Fi、ZigBee等都是常见的无线通信技术。以下关于这些无线通信技术的说法中，错误的是？（）

A.蓝牙适用于短距离通信B.Wi-Fi的传输速率比蓝牙高C.ZigBee的功耗比Wi-Fi低D.这些无线通信技术的通信距离都没有限制

11、在模拟电子技术中，运算放大器是一种常用的器件。对于一个理想的运算放大器，其输入电阻和输出电阻分别为？（）

A.无穷大，无穷大B.无穷大，零C.零，无穷大D.零，零

12、在数字信号处理系统中，以下哪种量化方式对小信号的量化误差较小？（）

A.均匀量化B.非均匀量化C.对数量化D.以上都不是

13、在数字通信系统中，误码率是衡量系统性能的重要指标。以下哪种措施可以降低误码率？（）

A.减少发送功率B.增加信号带宽C.采用纠错编码D.提高传输速率

14、在无线传感器网络中，节点的定位是一个重要的问题。以下哪种定位技术不需要额外的硬件设备：（）

A.GPS定位B.基于距离的定位C.基于角度的定位D.基于连通性的定位

15、在电子电路的可靠性预计中，以下哪种方法基于元器件的失效率数据：（）

A.元器件计数法B.应力分析法C.故障模式影响及危害性分析法（FMECA）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）在半导体物理中，详细说明PN结的形成过程以及其在正向偏置和反向偏置下的电流特性。

2、（本题5分）在通信网络中，网络拓扑发现的方法和技术有哪些？

3、（本题5分）说明在数字电路设计中使用硬件描述语言（HDL）的优点，以及常见的HDL有哪些。

三、设计题（本大题共5个小题，共25分)

1、（本题5分）设计一个基于数字逻辑的交通灯倒计时显示系统，能够实时显示每个信号灯的剩余时间。

2、（本题5分）设计一个太阳能充电控制器，能够对太阳能电池板的输出进行控制和管理，实现对蓄电池的有效充电，包括电路设计和控制策略。

3、（本题5分）设计一个高频振荡器电路，工作频率在50MHz以上，输出稳定的正弦波信号，给出电路结构和调试要点。

4、（本题5分）设计一个低通滤波器，截止频率为1kHz，通带波纹小于1dB，阻带衰减大于40dB，采用巴特沃斯滤波器设计，给出电路参数和仿真结果。

5、（本题5分）设计一个温度传感器网络数据分析电路，能够对温度传感器网络采集的数据进行分析和处理，并且具有预警功能。

四、分析题（本大题共3个小题，共30分)

1、（本题10分）研究某电子白板的互动教学工具创新、远程协作教学、教育资源云端存储等方面，分析其在教育教学中的应用和优势。

2、（本题10分）某模拟信号调理电路的共模抑制比不高。分析共模信号的影响和抑制方法，探讨如何通过电路设计和器件选择来提高共模抑制比，增强电路的抗干扰能力。

3、（本题10分）某雷达系统在强电磁干扰环境下工作受到影响。探讨如何通过电磁屏蔽、滤波技术、抗干扰算法和系统参数调整来提高雷达的抗干扰能力，保障正常探测功能。