模擬數(shù)字混合集成電路設(shè)計(jì)考核試卷

模擬數(shù)字混合集成電路設(shè)計(jì)考核試卷考生姓名：__________答題日期：__________得分：__________判卷人：__________

一、單項(xiàng)選擇題（本題共20小題，每小題1分，共20分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.模擬集成電路與數(shù)字集成電路在設(shè)計(jì)上的主要區(qū)別是：()

A.信號(hào)幅度

B.信號(hào)頻率

C.噪聲容限

D.所有以上選項(xiàng)

2.在模擬集成電路設(shè)計(jì)中，以下哪種組件常用于放大小信號(hào)：()

A.放大器

B.比較器

C.乘法器

D.邏輯門(mén)

3.關(guān)于CMOS工藝，以下哪項(xiàng)描述是正確的：()

A.只能用于數(shù)字電路設(shè)計(jì)

B.互補(bǔ)型MOS工藝

C.高功耗

D.不能用于模擬電路設(shè)計(jì)

4.在混合信號(hào)集成電路設(shè)計(jì)中，以下哪種方法可以減少數(shù)字噪聲對(duì)模擬部分的影響：()

A.增大放大器的增益

B.提高電源電壓

C.采用差分放大器

D.減小數(shù)字部分的功耗

5.以下哪種類(lèi)型的濾波器在模擬集成電路設(shè)計(jì)中應(yīng)用最廣泛：()

A.高通濾波器

B.低通濾波器

C.帶通濾波器

D.帶阻濾波器

6.數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)參數(shù)表示邏輯門(mén)的開(kāi)關(guān)速度：()

A.延遲時(shí)間

B.傳播延遲

C.開(kāi)關(guān)時(shí)間

D.所有以上選項(xiàng)

7.在模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換器中，以下哪個(gè)參數(shù)表示ADC的分辨率：()

A.采樣率

B.精度

C.滿量程范圍

D.位數(shù)

8.以下哪種類(lèi)型的DAC（數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器）具有最高的線性度：()

A.R-2R梯形DAC

B.權(quán)電阻DAC

C.PWMDAC

D.階梯DAC

9.在模擬集成電路設(shè)計(jì)中，以下哪種方法可以減小熱噪聲：()

A.增加電路的等效電阻

B.降低電路的等效電阻

C.提高電路的工作溫度

D.增大電路的信號(hào)幅度

10.關(guān)于數(shù)字信號(hào)處理，以下哪項(xiàng)描述是正確的：()

A.采樣率越高，信號(hào)質(zhì)量越好

B.量化位數(shù)越多，信號(hào)質(zhì)量越好

C.濾波器截止頻率越高，信號(hào)質(zhì)量越好

D.所有以上選項(xiàng)

11.以下哪個(gè)參數(shù)表示運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)增益：()

A.增益帶寬積

B.帶寬

C.開(kāi)環(huán)增益

D.輸出阻抗

12.在模擬集成電路設(shè)計(jì)中，以下哪種電路可用于信號(hào)衰減：()

A.放大器

B.濾波器

C.乘法器

D.除法器

13.以下哪個(gè)參數(shù)表示數(shù)字邏輯門(mén)的噪聲容限：()

A.電源電壓

B.邏輯電平

C.傳播延遲

D.所有以上選項(xiàng)

14.關(guān)于模擬開(kāi)關(guān)，以下哪項(xiàng)描述是正確的：()

A.用于開(kāi)關(guān)數(shù)字信號(hào)

B.用于開(kāi)關(guān)模擬信號(hào)

C.只能開(kāi)關(guān)低頻信號(hào)

D.只能開(kāi)關(guān)高頻信號(hào)

15.在混合信號(hào)集成電路設(shè)計(jì)中，以下哪種技術(shù)可用于隔離數(shù)字噪聲和模擬信號(hào)：()

A.差分放大器

B.電流鏡

C.電壓偏置

D.數(shù)字邏輯門(mén)

16.以下哪種類(lèi)型的ADC（模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器）具有最高的轉(zhuǎn)換速度：()

A.并行ADC

B.逐次逼近ADC

C.ΔΣADC

D.PWMADC

17.在數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)參數(shù)表示邏輯門(mén)的功耗：()

A.邏輯電平

B.傳播延遲

C.開(kāi)關(guān)頻率

D.所有以上選項(xiàng)

18.關(guān)于MOSFET，以下哪項(xiàng)描述是正確的：()

A.N溝道MOSFET的閾值電壓為正值

B.P溝道MOSFET的閾值電壓為負(fù)值

C.N溝道MOSFET的閾值電壓與P溝道MOSFET相同

D.所有以上選項(xiàng)

19.以下哪個(gè)參數(shù)表示模擬放大器的非線性失真：()

A.增益

B.帶寬

C.失真系數(shù)

D.輸出阻抗

20.在混合信號(hào)集成電路設(shè)計(jì)中，以下哪種方法可以減小電源噪聲對(duì)模擬部分的影響：()

A.采用差分放大器

B.增大電源電壓

C.使用低功耗數(shù)字邏輯門(mén)

D.所有以上選項(xiàng)

二、多選題（本題共20小題，每小題1.5分，共30分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一項(xiàng)是符合題目要求的）

1.以下哪些因素會(huì)影響模擬集成電路的線性度？()

A.電路設(shè)計(jì)

B.電路元件的匹配

C.工作溫度

D.電源電壓的變化

2.數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)中，以下哪些因素會(huì)影響邏輯門(mén)的開(kāi)關(guān)速度？()

A.邏輯電平

B.傳輸線長(zhǎng)度

C.電路的負(fù)載

D.工藝尺寸

3.以下哪些技術(shù)可以用于模擬集成電路的功耗降低？()

A.動(dòng)態(tài)功耗控制

B.電壓縮放

C.電流鏡技術(shù)

D.邏輯門(mén)冗余

4.在模擬信號(hào)處理中，以下哪些類(lèi)型的濾波器屬于有源濾波器？()

A.RC濾波器

B.Sallen-Key濾波器

C.Butterworth濾波器

D.Chebyshev濾波器

5.以下哪些組件通常用于模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）？()

A.采樣保持電路

B.逐次逼近寄存器

C.ΔΣ調(diào)制器

D.邏輯門(mén)

6.以下哪些因素會(huì)影響運(yùn)算放大器的帶寬？()

A.放大器的設(shè)計(jì)

B.供電電壓

C.電路的負(fù)載

D.噪聲

7.在混合信號(hào)集成電路設(shè)計(jì)中，以下哪些策略可以減少電源噪聲？()

A.多級(jí)濾波

B.分散供電

C.專用電源線

D.使用線性穩(wěn)壓器

8.以下哪些特點(diǎn)描述的是MOSFET？()

A.輸入阻抗高

B.輸出阻抗低

C.功耗大

D.開(kāi)關(guān)速度快

9.以下哪些是模擬開(kāi)關(guān)的主要應(yīng)用？()

A.信號(hào)路由

B.信號(hào)衰減

C.信號(hào)隔離

D.信號(hào)放大

10.以下哪些因素會(huì)影響數(shù)字集成電路的抗干擾能力？()

A.邏輯門(mén)的噪聲容限

B.電源電壓的穩(wěn)定性

C.電路的布局

D.工藝的成熟度

11.在數(shù)字信號(hào)處理中，以下哪些方法可以用于信號(hào)濾波？()

A.數(shù)字濾波器

B.FFT算法

C.IIR濾波器

D.FIR濾波器

12.以下哪些類(lèi)型的組件在模擬電路中用于信號(hào)放大？()

A.放大器

B.比較器

C.乘法器

D.階梯放大器

13.以下哪些特點(diǎn)描述的是CMOS工藝？()

A.低功耗

B.高噪聲容限

C.差分信號(hào)處理能力強(qiáng)

D.低輸入阻抗

14.在混合信號(hào)設(shè)計(jì)中，以下哪些技術(shù)可以用于模擬信號(hào)的隔離？()

A.電容耦合

B.光耦

C.差分信號(hào)傳輸

D.電流隔離

15.以下哪些參數(shù)是評(píng)價(jià)DAC性能的主要指標(biāo)？()

A.線性度

B.位數(shù)

C.轉(zhuǎn)換速率

D.功耗

16.以下哪些因素會(huì)影響模擬開(kāi)關(guān)的選擇？()

A.信號(hào)的頻率

B.信號(hào)的幅度

C.開(kāi)關(guān)的速度

D.開(kāi)關(guān)的功耗

17.在數(shù)字電路設(shè)計(jì)中，以下哪些方法可以減少電磁干擾？()

A.屏蔽

B.地線的合理布局

C.信號(hào)線的合理布局

D.使用差分信號(hào)線

18.以下哪些是ΔΣADC的主要優(yōu)點(diǎn)？()

A.高分辨率

B.低功耗

C.高轉(zhuǎn)換速率

D.簡(jiǎn)單的數(shù)字后處理

19.以下哪些因素會(huì)影響模擬電路的噪聲性能？()

A.電路的設(shè)計(jì)

B.元件的選擇

C.供電系統(tǒng)的噪聲

D.環(huán)境因素

20.以下哪些方法可以用于提高模擬電路的電源抑制比？()

A.使用線性穩(wěn)壓器

B.采用多級(jí)濾波

C.分散供電

D.優(yōu)化電源退耦

三、填空題（本題共10小題，每小題2分，共20分，請(qǐng)將正確答案填到題目空白處）

1.在模擬集成電路中，一個(gè)理想的運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)增益為_(kāi)_____。

2.數(shù)字集成電路中，CMOS工藝相比于TTL工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是______。

3.在模擬信號(hào)處理中，低通濾波器可以濾除頻率高于其______的信號(hào)分量。

4.一個(gè)N溝道的MOSFET在閾值電壓以上時(shí)，其漏極電流與柵極電壓之間的關(guān)系是______。

5.在混合信號(hào)集成電路設(shè)計(jì)中，為了減小數(shù)字噪聲對(duì)模擬信號(hào)的影響，通常會(huì)在模擬電源和數(shù)字電源之間添加______。

6.ADC（模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器）的分辨率由其位數(shù)決定，一個(gè)8位的ADC的分辨率為_(kāi)_____。

7.在數(shù)字邏輯電路中，NAND門(mén)和NOR門(mén)都屬于______門(mén)。

8.一個(gè)理想的DAC（數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器）的輸出與輸入數(shù)字代碼之間應(yīng)該具有______關(guān)系。

9.在模擬電路設(shè)計(jì)中，為了減小電源噪聲的影響，常常采用______電源供電。

10.逐次逼近ADC（SARADC）在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)，是通過(guò)比較輸入信號(hào)與內(nèi)置的______來(lái)逐步確定數(shù)字輸出。

四、判斷題（本題共10小題，每題1分，共10分，正確的請(qǐng)?jiān)诖痤}括號(hào)中畫(huà)√，錯(cuò)誤的畫(huà)×）

1.在模擬集成電路設(shè)計(jì)中，放大器的帶寬越寬，其線性度越好。（）

2.數(shù)字電路中的邏輯門(mén)電路在開(kāi)關(guān)過(guò)程中不消耗能量。（）

3.電流鏡電路在模擬集成電路設(shè)計(jì)中常用于電流的復(fù)制和放大。（）

4.在混合信號(hào)設(shè)計(jì)中，模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)可以直接通過(guò)電平轉(zhuǎn)換器進(jìn)行連接。（）

5.一個(gè)理想的運(yùn)算放大器在開(kāi)環(huán)狀態(tài)下，其輸入阻抗應(yīng)該是無(wú)窮大。（）

6.在數(shù)字電路中，邏輯電平越高，電路的抗干擾能力越強(qiáng)。（）

7.ΔΣ調(diào)制器在ADC中的應(yīng)用可以提高轉(zhuǎn)換速率和分辨率。（）

8.在模擬電路設(shè)計(jì)中，熱噪聲的強(qiáng)度與溫度成反比。（）

9.逐次逼近ADC（SARADC）的轉(zhuǎn)換速度只取決于其時(shí)鐘頻率。（）

10.在混合信號(hào)集成電路設(shè)計(jì)中，數(shù)字地和模擬地可以完全分開(kāi)處理。（）

五、主觀題（本題共4小題，每題10分，共40分）

1.請(qǐng)簡(jiǎn)述模擬集成電路與數(shù)字集成電路在設(shè)計(jì)原則上的主要區(qū)別，并給出至少兩種模擬集成電路中常用的信號(hào)放大方法。

2.在混合信號(hào)集成電路設(shè)計(jì)中，數(shù)字噪聲對(duì)模擬部分的影響是一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題。請(qǐng)列舉三種常用的方法來(lái)減少數(shù)字噪聲對(duì)模擬信號(hào)的影響，并簡(jiǎn)要解釋每種方法的工作原理。

3.描述ΔΣADC（ΔΣ模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器）的工作原理，并說(shuō)明它相比于其他類(lèi)型的ADC有哪些優(yōu)勢(shì)。

4.在模擬數(shù)字混合集成電路設(shè)計(jì)中，電源完整性是一個(gè)重要的考慮因素。請(qǐng)討論電源噪聲的來(lái)源，以及如何通過(guò)電源設(shè)計(jì)和布局來(lái)優(yōu)化電源完整性。

標(biāo)準(zhǔn)答案

一、單項(xiàng)選擇題

1.D

2.A

3.B

4.C

5.B

6.A

7.D

8.A

9.B

10.B

11.C

12.C

13.A

14.B

15.A

16.C

17.C

18.A

19.C

20.D

二、多選題

1.ABD

2.ABCD

3.ABC

4.BD

5.ABC

6.ABC

7.ABC

8.ABD

9.AC

10.ABCD

11.ABCD

12.ACD

13.ABC

14.ABC

15.ABC

16.ABC

17.ABCD

18.AB

19.ABCD

20.ABC

三、填空題

1.無(wú)窮大

2.低功耗

3.截止頻率

4.漏極電流隨柵極電壓增加而增加

5.退耦電容

6.1/256

7.與非/或非

8.線性

9.分散供電

10.逐次比較電壓

四、判斷題

1.×

2.×

3.√

4.×

5.√

6.√

7.√

8.×

9.√

10.×

五、主觀題（參考）

1.模擬集成電路注重信號(hào)連續(xù)性和線性度，數(shù)字集成電路注重開(kāi)關(guān)特性和邏輯電平。模