厦门大学《传感器与接口技术》2023-2024学年第二学期期末试卷

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《传感器与接口技术》2023-2024学年第二学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共15个小题，每小题1分，共15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、在集成电路设计中，CMOS工艺是目前应用最为广泛的工艺之一。CMOS电路具有低功耗的特点，这主要是因为？（）A.其静态功耗几乎为零B.其动态功耗较小C.其工作电压较低D.以上都是2、在数字通信系统中，差错控制编码可以提高数据传输的可靠性。卷积码是一种常用的差错控制编码方式，以下关于卷积码的特点，哪一项是错误的？（）A.编码效率较高B.译码复杂度较低C.具有记忆性D.适用于连续的数据流3、在集成电路设计中，CMOS工艺相对于Bipolar工艺具有哪些优势？（）A.功耗低B.速度快C.集成度高D.以上都是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6、在模拟电子技术中，运算放大器是一种常用的器件。理想运算放大器的输入电阻为：（）A.0B.有限值C.无穷大D.不确定7、在集成电路制造中，以下哪种刻蚀技术具有较高的选择性和刻蚀精度？（）A.湿法刻蚀B.干法刻蚀C.等离子体刻蚀D.反应离子刻蚀8、在数字信号处理中，离散傅里叶变换（DFT）是一种重要的工具。以下关于DFT的说法，哪一个是正确的？（）A.DFT的计算效率比快速傅里叶变换（FFT）高B.DFT只能处理有限长的离散信号C.DFT变换结果的幅度和相位都是实数D.DFT不存在频谱泄漏问题9、对于数字滤波器的性能指标，以下哪个参数描述了滤波器对通带和阻带信号的衰减程度？（）A.截止频率B.通带波纹C.阻带衰减D.过渡带宽10、关于数字信号处理中的窗函数，以下哪种窗函数具有较窄的主瓣和较大的旁瓣衰减？（）A.矩形窗B.汉宁窗C.海明窗D.布莱克曼窗11、在模拟电路中，运算放大器的共模抑制比（CMRR）越高，说明什么？（）A.对共模信号的放大能力越强B.对差模信号的放大能力越强C.抑制共模信号的能力越强D.工作频率越高12、在集成电路设计中，以下哪种综合工具能够将硬件描述语言转换为门级网表？（）A.SynplifyB.ModelSimC.QuartusD.ISE13、在光通信系统中，光源的性能对系统的传输质量有重要影响。半导体激光器与发光二极管相比，具有：（）A.谱线宽度宽B.输出功率小C.调制速率高D.价格便宜14、在数字电子技术中，状态机是一种重要的时序逻辑电路。状态机可以用于实现各种复杂的控制逻辑。以下关于状态机的说法中，错误的是？（）A.状态机可以分为摩尔型状态机和米利型状态机B.状态机的状态转换是由输入信号和当前状态决定的C.状态机的设计可以使用硬件描述语言（HDL）进行D.状态机的状态数量是固定的，不能根据需要进行扩展15、在信号与系统中，以下关于连续时间信号和离散时间信号的描述，哪一项是正确的？（）A.连续时间信号的自变量是连续的，离散时间信号的自变量是离散的B.连续时间信号的幅度是连续的，离散时间信号的幅度是离散的C.连续时间信号一定是周期信号，离散时间信号一定是非周期信号D.连续时间信号和离散时间信号没有本质区别二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）详细说明数字信号编码中的曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的特点和应用场景。2、（本题5分）请具体论述在通信协议分析中，TCP/IP协议栈的层次结构和各层的主要功能，以及数据在协议栈中的封装和解封装过程。3、（本题5分）在数字音频处理中，音频编码的目的是什么？请介绍常见的音频编码标准（如MP3、AAC）的编码原理和特点，并说明它们在音频存储和传输中的应用。4、（本题5分）在电子测量仪器中，逻辑分析仪的触发方式有哪些？如何设置合适的触发条件来准确捕获所需的信号？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FPGA的数字滤波器，实现巴特沃斯、切比雪夫或椭圆滤波器的功能，参数可设置。2、（本题5分）设计一个基于运算放大器的音频放大器电路，要求输入阻抗高、输出功率大、失真小，给出具体的电路设计和参数计算过程，并分析其性能。3、（本题5分）设计一个基于FPGA的高速并行数据处理系统，能够快速处理大量的数据，阐述硬件架构和并行处理算法。4、（本题5分）设计一个智能环境监测系统，能够同时监测多种环境参数如温度、湿度、光照、PM2.5等，并进行数据上传和分析，阐述系统的硬件架构和软件功能。5、（本题5分）设计一个基于ADC和微控制器的温度巡检系统，能够同时测量多个点的温度，并在显示屏上显示。四、分析题（本大题共4个小题，共40分)1、（本题10分）以某智能手表为例，分析其电子功能模块，包括运动监测、心率检测、通知提醒等，探讨其在健康管理和生活便捷性方面的作用。2、（本题10分）一个无线传感器网络中，节点的能量有限，需要采用节能的通信协议。分析常见的节能协议，如LEACH协议和PEGASIS协议，研究它们的工作原理和节能效果，以及如何根据网络应用场景选择合适的协议。3、（本题10分）数据中心的能耗管理成为一个重要的研究课题。分析数据中心的能耗构成和主要发热源，研究如何