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《傳感器與接口技術》2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______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、在集成電路設計中，CMOS工藝是目前應用最為廣泛的工藝之一。CMOS電路具有低功耗的特點，這主要是因為？（）A.其靜態功耗幾乎為零B.其動態功耗較小C.其工作電壓較低D.以上都是2、在數字通信系統中，差錯控制編碼可以提高數據傳輸的可靠性。卷積碼是一種常用的差錯控制編碼方式，以下關于卷積碼的特點，哪一項是錯誤的？（）A.編碼效率較高B.譯碼復雜度較低C.具有記憶性D.適用于連續的數據流3、在集成電路設計中，CMOS工藝相對于Bipolar工藝具有哪些優勢？（）A.功耗低B.速度快C.集成度高D.以上都是4、在數字音頻處理中，采樣頻率是一個關鍵參數。根據奈奎斯特采樣定理，為了無失真地恢復原始信號，采樣頻率至少應為信號最高頻率的：（）A.一倍B.兩倍C.四倍D.八倍5、在通信網絡中，IP地址用于標識網絡中的設備。IPv4地址和IPv6地址在格式和長度上有很大的不同。以下關于IPv6地址的特點，哪一項是正確的？（）A.地址長度為32位B.采用點分十進制表示C.提供了更多的地址空間D.與IPv4地址不兼容6、在模擬電子技術中，運算放大器是一種常用的器件。理想運算放大器的輸入電阻為：（）A.0B.有限值C.無窮大D.不確定7、在集成電路制造中，以下哪種刻蝕技術具有較高的選擇性和刻蝕精度？（）A.濕法刻蝕B.干法刻蝕C.等離子體刻蝕D.反應離子刻蝕8、在數字信號處理中，離散傅里葉變換（DFT）是一種重要的工具。以下關于DFT的說法，哪一個是正確的？（）A.DFT的計算效率比快速傅里葉變換（FFT）高B.DFT只能處理有限長的離散信號C.DFT變換結果的幅度和相位都是實數D.DFT不存在頻譜泄漏問題9、對于數字濾波器的性能指標，以下哪個參數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10、關于數字信號處理中的窗函數，以下哪種窗函數具有較窄的主瓣和較大的旁瓣衰減？（）A.矩形窗B.漢寧窗C.海明窗D.布萊克曼窗11、在模擬電路中，運算放大器的共模抑制比（CMRR）越高，說明什么？（）A.對共模信號的放大能力越強B.對差模信號的放大能力越強C.抑制共模信號的能力越強D.工作頻率越高12、在集成電路設計中，以下哪種綜合工具能夠將硬件描述語言轉換為門級網表？（）A.SynplifyB.ModelSimC.QuartusD.ISE13、在光通信系統中，光源的性能對系統的傳輸質量有重要影響。半導體激光器與發光二極管相比，具有：（）A.譜線寬度寬B.輸出功率小C.調制速率高D.價格便宜14、在數字電子技術中，狀態機是一種重要的時序邏輯電路。狀態機可以用于實現各種復雜的控制邏輯。以下關于狀態機的說法中，錯誤的是？（）A.狀態機可以分為摩爾型狀態機和米利型狀態機B.狀態機的狀態轉換是由輸入信號和當前狀態決定的C.狀態機的設計可以使用硬件描述語言（HDL）進行D.狀態機的狀態數量是固定的，不能根據需要進行擴展15、在信號與系統中，以下關于連續時間信號和離散時間信號的描述，哪一項是正確的？（）A.連續時間信號的自變量是連續的，離散時間信號的自變量是離散的B.連續時間信號的幅度是連續的，離散時間信號的幅度是離散的C.連續時間信號一定是周期信號，離散時間信號一定是非周期信號D.連續時間信號和離散時間信號沒有本質區別二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）詳細說明數字信號編碼中的曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼的特點和應用場景。2、（本題5分）請具體論述在通信協議分析中，TCP/IP協議棧的層次結構和各層的主要功能，以及數據在協議棧中的封裝和解封裝過程。3、（本題5分）在數字音頻處理中，音頻編碼的目的是什么？請介紹常見的音頻編碼標準（如MP3、AAC）的編碼原理和特點，并說明它們在音頻存儲和傳輸中的應用。4、（本題5分）在電子測量儀器中，邏輯分析儀的觸發方式有哪些？如何設置合適的觸發條件來準確捕獲所需的信號？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FPGA的數字濾波器，實現巴特沃斯、切比雪夫或橢圓濾波器的功能，參數可設置。2、（本題5分）設計一個基于運算放大器的音頻放大器電路，要求輸入阻抗高、輸出功率大、失真小，給出具體的電路設計和參數計算過程，并分析其性能。3、（本題5分）設計一個基于FPGA的高速并行數據處理系統，能夠快速處理大量的數據，闡述硬件架構和并行處理算法。4、（本題5分）設計一個智能環境監測系統，能夠同時監測多種環境參數如溫度、濕度、光照、PM2.5等，并進行數據上傳和分析，闡述系統的硬件架構和軟件功能。5、（本題5分）設計一個基于ADC和微控制器的溫度巡檢系統，能夠同時測量多個點的溫度，并在顯示屏上顯示。四、分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）以某智能手表為例，分析其電子功能模塊，包括運動監測、心率檢測、通知提醒等，探討其在健康管理和生活便捷性方面的作用。2、（本題10分）一個無線傳感器網絡中，節點的能量有限，需要采用節能的通信協議。分析常見的節能協議，如LEACH協議和PEGASIS協議，研究它們的工作原理和節能效果，以及如何根據網絡應用場景選擇合適的協議。3、（本題10分）數據中心的能耗管理成為一個重要的研究課題。分析數據中心的能耗構成和主要發熱源，研究如何