河南開封科技傳媒學(xué)院《數(shù)字信號處理實驗》2023-2024學(xué)年第二學(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頁河南開封科技傳媒學(xué)院

《數(shù)字信號處理實驗》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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)字電路設(shè)計中，組合邏輯電路和時序邏輯電路是兩種基本類型。假設(shè)要設(shè)計一個電路，用于判斷兩個4位二進(jìn)制數(shù)是否相等。如果只考慮當(dāng)前輸入的兩個二進(jìn)制數(shù)，不考慮之前的輸入和狀態(tài)，那么應(yīng)該采用哪種邏輯電路？（）A.組合邏輯電路，因為其輸出僅取決于當(dāng)前輸入B.時序邏輯電路，能夠存儲之前的輸入信息C.既可以是組合邏輯電路，也可以是時序邏輯電路，取決于具體設(shè)計D.無法確定，需要更多的條件才能選擇2、數(shù)字邏輯中的全加器可以實現(xiàn)三個一位二進(jìn)制數(shù)的相加。一個全加器的輸入為A=1，B=0，進(jìn)位C_in=1，那么輸出的和S和進(jìn)位C_out分別是多少？（）A.S=0，C_out=1B.S=1，C_out=0C.不確定D.根據(jù)其他因素判斷3、在數(shù)字邏輯電路中，使用邏輯門構(gòu)建復(fù)雜的邏輯功能時，假設(shè)要實現(xiàn)一個能判斷輸入的3個數(shù)字是否相等的電路。以下哪種邏輯門的組合和連接方式可能是有效的（）A.僅使用與門B.僅使用或門C.使用與門、或門和非門的組合D.以上組合都無法實現(xiàn)4、在數(shù)字邏輯的運(yùn)算中，補(bǔ)碼是一種重要的表示方法。以下關(guān)于補(bǔ)碼的描述，錯誤的是（）A.正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼相同，負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是原碼的各位取反，末位加1B.補(bǔ)碼可以方便地進(jìn)行加法和減法運(yùn)算，無需考慮符號位C.補(bǔ)碼的表示范圍比原碼和反碼更廣D.補(bǔ)碼的轉(zhuǎn)換過程非常復(fù)雜，在實際應(yīng)用中很少使用5、在數(shù)字邏輯電路中，若要將一個正弦波信號轉(zhuǎn)換為方波信號，可以使用：（）A.計數(shù)器B.編碼器C.施密特觸發(fā)器D.數(shù)據(jù)選擇器6、在數(shù)字系統(tǒng)中，若要將一個8位的二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的數(shù)轉(zhuǎn)換為原碼，以下哪個步驟是正確的？（）A.先取反，再加1B.直接取反C.先減1，再取反D.以上都不對7、用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,2,8,10,12,14)，最簡與或表達(dá)式為？（）A.B+DB.A+CC.A'+C'D.B'+D'8、若要設(shè)計一個能對60進(jìn)制進(jìn)行計數(shù)的計數(shù)器，至少需要多少個觸發(fā)器？（）A.6B.7C.8D.99、對于一個異步復(fù)位的觸發(fā)器，復(fù)位信號的撤銷時間與時鐘脈沖的關(guān)系會影響觸發(fā)器的狀態(tài)嗎？（）A.會B.不會C.有時會D.以上都不對10、在數(shù)字邏輯的發(fā)展過程中，集成電路技術(shù)的進(jìn)步起到了重要的推動作用。以下關(guān)于集成電路技術(shù)對數(shù)字邏輯的影響，錯誤的是（）A.集成電路技術(shù)使得數(shù)字邏輯電路的集成度不斷提高，體積越來越小B.隨著集成電路工藝的發(fā)展，數(shù)字電路的性能不斷提升，功耗不斷降低C.集成電路技術(shù)的進(jìn)步使得數(shù)字邏輯的設(shè)計和制造變得更加復(fù)雜和昂貴D.先進(jìn)的集成電路技術(shù)為數(shù)字邏輯的創(chuàng)新應(yīng)用提供了更多的可能性11、或門是數(shù)字邏輯中的另一種基本邏輯門。對于或門的特性和應(yīng)用，以下說法不正確的是（）A.或門的邏輯功能是只要有一個輸入為高電平，輸出就為高電平B.或門常用于實現(xiàn)加法運(yùn)算C.或門的邏輯表達(dá)式為Y=A∨BD.或門的輸出只取決于當(dāng)前的輸入，與之前的輸入狀態(tài)無關(guān)12、在數(shù)字邏輯電路的故障診斷中，有多種方法可以使用。以下關(guān)于故障診斷方法的描述，錯誤的是（）A.可以通過觀察電路的輸出信號、測量關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的電壓等方法進(jìn)行初步診斷B.邏輯分析儀是一種常用的故障診斷工具，可以捕獲和分析數(shù)字信號C.故障診斷時，可以采用替換法逐個替換可疑的元器件來確定故障位置D.一旦確定了故障位置，就可以直接修復(fù)，不需要對整個電路進(jìn)行重新測試和驗證13、在數(shù)字邏輯電路中，假設(shè)我們要設(shè)計一個加法器來計算兩個4位二進(jìn)制數(shù)的和。考慮到速度和復(fù)雜度的平衡，以下哪種加法器結(jié)構(gòu)通常是較為理想的選擇？（）A.半加器級聯(lián)B.全加器級聯(lián)C.并行加法器D.串行加法器14、假設(shè)正在研究數(shù)字電路中的時序問題，即輸入信號和時鐘信號之間的時間關(guān)系對電路輸出的影響。以下哪種情況可能導(dǎo)致時序違規(guī)？（）A.輸入信號在時鐘上升沿附近變化B.時鐘信號的占空比不穩(wěn)定C.建立時間和保持時間不滿足要求D.以上情況都可能導(dǎo)致時序違規(guī)15、數(shù)字邏輯中的加法器是重要的運(yùn)算單元。假設(shè)要設(shè)計一個4位二進(jìn)制加法器，使用全加器來實現(xiàn)。在考慮進(jìn)位傳遞時，以下哪種方法能夠有效地減少電路的延遲和復(fù)雜度？（）A.串行進(jìn)位B.并行進(jìn)位C.分組進(jìn)位D.不考慮進(jìn)位，直接相加16、在數(shù)字系統(tǒng)中，需要對一個脈沖信號進(jìn)行整形和濾波，以得到更清晰穩(wěn)定的信號。以下哪種電路可以實現(xiàn)這個功能？（）A.施密特觸發(fā)器，對輸入進(jìn)行整形B.低通濾波器，濾除高頻噪聲C.積分電路，平滑信號D.以上電路都可以用于信號整形和濾波17、已知一個數(shù)字系統(tǒng)的輸入為8位二進(jìn)制數(shù)，若要對其進(jìn)行奇偶校驗并產(chǎn)生校驗位，以下哪種方式能夠在硬件實現(xiàn)上更節(jié)省資源？（）A.使用組合邏輯電路B.使用時序邏輯電路C.使用計數(shù)器D.使用移位寄存器18、在數(shù)字電路中，需要對多個邏輯信號進(jìn)行編碼以減少信號線的數(shù)量。假設(shè)要對8個不同的邏輯信號進(jìn)行編碼，至少需要多少位二進(jìn)制編碼？（）A.2位B.3位C.4位D.8位19、計數(shù)器是一種常見的時序邏輯電路，用于對脈沖進(jìn)行計數(shù)。以下關(guān)于計數(shù)器的敘述中，錯誤的是（）A.同步計數(shù)器的所有觸發(fā)器同時翻轉(zhuǎn)，速度較快B.異步計數(shù)器的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)不同步，可能存在延遲C.可以通過級聯(lián)多個計數(shù)器來增加計數(shù)范圍D.計數(shù)器的計數(shù)容量只取決于觸發(fā)器的數(shù)量20、對于一個采用正邏輯的數(shù)字系統(tǒng)，高電平表示邏輯1，低電平表示邏輯0。當(dāng)輸入信號為0110時，經(jīng)過一個非門后的輸出信號是？（）A.1001B.1100C.0011D.101021、對于數(shù)字邏輯中的譯碼器，假設(shè)一個系統(tǒng)需要將4位二進(jìn)制輸入譯碼為16個輸出信號。以下哪種譯碼器能夠有效地完成這個任務(wù)？（）A.2-4譯碼器B.3-8譯碼器C.4-16譯碼器D.8-256譯碼器22、在數(shù)字系統(tǒng)中，異步復(fù)位和同步復(fù)位是兩種常見的復(fù)位方式。異步復(fù)位不受時鐘信號的控制，而同步復(fù)位在時鐘信號的有效沿進(jìn)行復(fù)位操作。以下關(guān)于異步復(fù)位和同步復(fù)位的比較，正確的是：（）A.異步復(fù)位的可靠性高于同步復(fù)位B.同步復(fù)位更容易產(chǎn)生毛刺C.異步復(fù)位可能會導(dǎo)致亞穩(wěn)態(tài)D.同步復(fù)位的設(shè)計更簡單23、在數(shù)字邏輯中，時序邏輯電路與組合邏輯電路的重要區(qū)別在于時序邏輯電路具有記憶功能。以下關(guān)于時序邏輯電路特點(diǎn)的描述中，正確的是（）A.輸出不僅取決于當(dāng)前輸入，還取決于電路的過去狀態(tài)B.通常包含觸發(fā)器等存儲元件C.其行為可以用狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和狀態(tài)表來描述D.以上都是24、在數(shù)字邏輯電路的設(shè)計中，卡諾圖是一種用于化簡邏輯函數(shù)的有效工具?？ㄖZ圖通過相鄰最小項的合并來實現(xiàn)邏輯函數(shù)的化簡。對于一個具有4個變量的邏輯函數(shù)，其卡諾圖中相鄰的兩個最小項可以合并消去：（）A.0個變量B.1個變量C.2個變量D.3個變量25、競爭冒險是數(shù)字電路中可能出現(xiàn)的一種現(xiàn)象，會導(dǎo)致輸出出現(xiàn)不應(yīng)有的尖峰脈沖。以下關(guān)于競爭冒險的描述，錯誤的是（）A.競爭冒險通常發(fā)生在組合邏輯電路中，由于信號傳輸?shù)难舆t不同導(dǎo)致B.可以通過增加冗余項、接入濾波電容等方法消除競爭冒險C.競爭冒險不會對數(shù)字電路的功能產(chǎn)生實質(zhì)性的影響，因此可以忽略不計D.在數(shù)字電路的設(shè)計和分析中，需要考慮競爭冒險的可能性，并采取相應(yīng)的措施二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）在數(shù)字系統(tǒng)中，解釋如何利用數(shù)字邏輯實現(xiàn)數(shù)字信號的調(diào)制和解調(diào)，舉例說明常見的調(diào)制解調(diào)方式。2、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的流水線寄存器，以及它們在流水線設(shè)計中的作用。3、（本題5分）深入分析在數(shù)字邏輯電路的信號噪聲抑制技術(shù)中，除了濾波還有哪些方法。4、（本題5分）解釋什么是數(shù)字邏輯中的碼制，常見的碼制有哪些，如BCD碼、格雷碼等。三、設(shè)計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用JK觸發(fā)器設(shè)計一個能實現(xiàn)狀態(tài)循環(huán)轉(zhuǎn)移的電路，給出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和邏輯圖。2、（本題5分）設(shè)計一個計數(shù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)從0到511的計數(shù)，并在特定狀態(tài)下進(jìn)行清零操作。3、（本題5分）設(shè)計一個將2位十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)的組合邏輯電路，列出真值表，寫出邏輯表達(dá)式。4、（本題5分）用中規(guī)模集成電路設(shè)計一個能產(chǎn)生0-9循環(huán)計數(shù)的十進(jìn)制計數(shù)器，畫出邏輯圖和狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。5、（本題5分）設(shè)計一個計數(shù)器，能夠?qū)崿F(xiàn)從0到15的計數(shù)，并在特定狀態(tài)下觸發(fā)報警信號。四、分析題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）有一個數(shù)字控制系統(tǒng)，需要根據(jù)輸入的多個傳感器數(shù)據(jù)和設(shè)定的閾值來產(chǎn)生控制信號。分析系統(tǒng)的控制邏輯和算法，設(shè)計相應(yīng)的數(shù)字電路實現(xiàn)控制功能。探討如何根據(jù)實際需求調(diào)整閾值和控制策略，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)