2025年电子专业考试题及答案

2025年电子专业考试题及答案一、单项选择题（每小题2分，共20分）1.图1所示电路中，已知U₁=10V，R₁=2kΩ，R₂=3kΩ，R₃=6kΩ，电流源Iₛ=2mA。则a点电位Vₐ为（）。A.8VB.12VC.15VD.20V2.某硅二极管正偏时，若正向电流从1mA增加到10mA，其管压降的变化约为（）。A.基本不变B.增加0.5VC.减少0.3VD.增加0.7V3.逻辑函数F=AB+AC+BC的最简与或表达式为（）。A.AB+ACB.AB+BCC.AC+BCD.AB+AC+BC（无法化简）4.集成运放构成的反相比例运算电路中，若输入电阻R₁=10kΩ，反馈电阻Rբ=100kΩ，则闭环电压增益Aᵤբ为（）。A.-10B.10C.-11D.115.8位逐次逼近型ADC的参考电压为5V，当输入电压为3.2V时，输出数字量的十六进制表示为（）。A.0x64B.0xCCC.0xA3D.0xD06.以下触发器中，能实现“保持、置0、置1、翻转”四种功能的是（）。A.RS触发器B.D触发器C.JK触发器D.T触发器7.某放大电路的幅频特性如图2所示，其中fₗ=100Hz，fₕ=1MHz，中频增益为40dB。当输入信号频率为10Hz时，输出信号相对于输入信号的相位差约为（）。A.-45°B.-90°C.-135°D.-180°8.STM32单片机中，若要配置PA5引脚为PWM输出，需设置其GPIO模式为（）。A.输入浮空B.推挽输出C.复用推挽输出D.开漏输出9.对最高频率为10kHz的模拟信号进行采样，为避免混叠，最低采样频率应为（）。A.10kHzB.20kHzC.30kHzD.40kHz10.某放大电路引入电压并联负反馈后，其输入电阻和输出电阻的变化为（）。A.输入电阻增大，输出电阻增大B.输入电阻减小，输出电阻减小C.输入电阻增大，输出电阻减小D.输入电阻减小，输出电阻增大二、填空题（每空1分，共20分）1.图3所示RC电路中，开关S在t=0时闭合，初始时刻电容电压u_C(0⁻)=0V，则t≥0时u_C(t)的表达式为______（电源电压U=12V，R=1kΩ，C=1μF）。2.双极型三极管工作在放大区时，发射结______偏置，集电结______偏置。3.逻辑门电路中，OC门（集电极开路门）的主要特点是可以实现______功能，使用时需外接______。4.集成运放的两个重要参数是开环差模增益A_od和共模抑制比K_CMR，其中K_CMR=______（用对数形式表示）。5.D/A转换器的分辨率通常用______表示，10位D/A转换器的分辨率为______（用百分比表示）。6.555定时器构成多谐振荡器时，其振荡频率f=______（表达式，R₁、R₂为外接电阻，C为外接电容）。7.信号x(t)=3cos(200πt)+5sin(500πt)的最高频率为______Hz，若对其采样，最小采样频率为______Hz。8.单片机中，中断处理的一般流程包括：中断请求、______、______、中断返回。9.开关电源的核心部件是______，其效率通常比线性电源______（填“高”或“低”）。10.I²C总线通信时，起始信号是______（SCL高电平期间SDA由高变低），终止信号是______（SCL高电平期间SDA由低变高）。三、简答题（每小题6分，共30分）1.简述三极管放大电路中静态工作点设置不当可能导致的问题及调整方法。2.比较组合逻辑电路与时序逻辑电路的特点，各举一例说明其应用场景。3.锁相环（PLL）由哪几个基本部分组成？简述其在频率合成中的应用原理。4.说明开关电源与线性电源的主要区别，列举开关电源的两种常见拓扑结构。5.简述单片机ADC模块的主要技术指标（至少4项），并说明其对数据采集的影响。四、分析计算题（共30分）1.（8分）图4所示电路中，受控电流源Iₓ=0.5Uₓ（Uₓ为R₁两端电压），R₁=2kΩ，R₂=4kΩ，R₃=6kΩ，Uₛ=12V。求：（1）Uₓ的大小；（2）受控源发出的功率。2.（8分）图5所示差分放大电路中，VCC=VEE=12V，R_b=1kΩ，R_c=10kΩ，R_e=10kΩ，β=100，r_be=2kΩ。求：（1）静态电流I_CQ；（2）差模电压增益A_ud；（3）共模抑制比K_CMR（设共模增益A_uc≈0）。3.（7分）图6所示时序逻辑电路中，FF1、FF2为边沿JK触发器，初始状态Q₁Q₀=00。（1）列出状态转移表；（2）说明电路的逻辑功能（是否为有效循环，计数模值是多少）。4.（7分）图7所示RC正弦波振荡电路中，R₁=R₂=10kΩ，C₁=C₂=0.01μF，R_f=20kΩ，R₃=10kΩ，R₄=5kΩ。（1）判断电路能否起振（需说明理由）；（2）计算振荡频率f₀；（3）若R_f可调，为稳定输出幅度，其最小值应为多少？五、综合设计题（共20分）设计一个基于STM32单片机的环境监测系统，要求实现以下功能：（1）实时采集温度（-40℃~125℃）、湿度（0%~100%RH）和光照强度（0~10000lux）；（2）通过LCD1602显示当前数据，精度分别为0.1℃、0.1%RH、10lux；（3）当温度超过35℃或湿度低于20%RH时，蜂鸣器报警；（4）通过UART串口将数据上传至PC端。要求：（1）画出系统硬件结构框图（需标注主要模块）；（2）说明传感器选型及理由；（3）简述软件主流程（用文字或流程图表示）；（4）提出两项抗干扰措施。答案一、单项选择题1.B2.A3.A4.A5.C6.C7.C8.C9.B10.B二、填空题1.12(1-e⁻¹⁰⁰⁰ᵗ)V（或12-12e⁻¹⁰⁰⁰ᵗV）2.正；反3.线与；上拉电阻4.20lg|A_od/A_oc|dB（A_oc为共模增益）5.位数；1/(2¹⁰-1)≈0.0977%6.1/[0.7(R₁+2R₂)C]7.250；5008.中断响应；中断处理9.开关管（或高频变压器）；高10.SCL高电平，SDA由高变低；SCL高电平，SDA由低变高三、简答题1.静态工作点设置过高会导致饱和失真（输出波形底部削平），过低会导致截止失真（输出波形顶部削平）。调整方法：通过改变基极偏置电阻（如减小R_b增大I_BQ，提高Q点；增大R_b降低Q点）或调整电源电压。2.组合逻辑电路：输出仅取决于当前输入，无记忆功能（如加法器）；时序逻辑电路：输出取决于当前输入和电路原状态，有记忆功能（如计数器）。应用示例：组合逻辑电路用于算术运算，时序逻辑电路用于状态存储。3.锁相环由鉴相器（PD）、环路滤波器（LF）和压控振荡器（VCO）组成。频率合成时，输入参考频率fᵣ与VCO输出频率fₒ经分频后比较，误差电压调整VCO频率，最终fₒ=Nfᵣ（N为分频比），实现多频率输出。4.区别：开关电源通过控制开关管通断调整输出，效率高（>80%），体积小；线性电源通过调整管线性降压，效率低（<60%），纹波小。拓扑结构：Buck（降压）、Boost（升压）、Buck-Boost（升降压）。5.技术指标：分辨率（影响精度，如12位ADC精度为Vref/4096）、采样速率（决定动态信号采集能力）、输入范围（需覆盖被测信号范围）、转换误差（影响数据准确性）、通道数（决定多信号同步采集能力）。四、分析计算题1.（1）设R₁电流为I₁，方向向右，则Uₓ=I₁R₁=2000I₁。受控电流源Iₓ=0.5Uₓ=1000I₁，方向向下。对节点a列KCL：I₁=Iₓ+I₂（I₂为R₂电流，方向向右）。R₂、R₃并联电阻R₂₃=4kΩ∥6kΩ=2.4kΩ，总电压Uₛ=I₁R₁+I₂R₂₃=2000I₁+2400I₂=12V。联立I₁=1000I₁+I₂→I₂=-999I₁（负号表示实际方向向左），代入得：2000I₁+2400×(-999I₁)=12→I₁≈-5×10⁻⁶A（负号表示实际方向向左），故Uₓ=2000×(-5×10⁻⁶)=-0.01V（绝对值0.01V）。（2）受控源电压U=Uₓ+I₂R₂=-0.01V+(-999×(-5×10⁻⁶))×4000≈-0.01+19.98≈19.97V，功率P=U×Iₓ=19.97×(0.5×(-0.01))≈-0.0998W（负号表示发出功率约0.1W）。2.（1）静态时，I_EQ≈(VEE-U_BE)/R_e=(12-0.7)/10k≈1.13mA，I_CQ≈I_EQ=1.13mA。（2）差模增益A_ud=-βR_c/(2r_be)=-100×10k/(2×2k)=-250。（3）共模抑制比K_CMR=|A_ud/A_uc|，因A_uc≈0，故K_CMR→∞（实际电路中A_uc很小，K_CMR很大）。3.（1）状态转移表：Q₁ⁿQ₀ⁿ|J₁=Q₀ⁿ,K₁=Q₀ⁿ|J₀=Q₁ⁿ',K₀=Q₁ⁿ'|Q₁ⁿ⁺¹Q₀ⁿ⁺¹00|J₁=0,K₁=0|J₀=1,K₀=1|0101|J₁=1,K₁=1|J₀=1,K₀=1|1010|J₁=0,K₁=0|J₀=0,K₀=0|1111|J₁=1,K₁=1|J₀=0,K₀=0|00（2）有效循环为00→01→10→11→00，模4计数器。4.（1）RC串并联网络在f₀处反馈系数F=1/3，运放同相端增益A=1+R_f/(R₃∥R₄)=1+20k/(10k∥5k)=1+20k/(3.33k)=7>3，满足起振条件（AF>1）。（2）振荡频率f₀=1/(2πRC)=1/(2π×10k×0.01μF)≈1592Hz。（3）稳定幅度时需AF=1，即A=3，故1+R_f/(R₃∥R₄)=3→R_f=2×(10k∥5k)=2×3.33k≈6.66kΩ，最小值约6.66kΩ。五、综合设计题（1）硬件结构框图：STM32单片机（主控）→温度传感器（如DS18B20）→湿度传感器（如SHT30）→光照传感器（如BH1750）→LCD1602（显示）→蜂鸣器（报警）→UART转USB模块（通信）→电源模块（供电）。（2）传感器选型：-温度：DS18B20（单总线接口，量程-55℃~125℃，精度±0.5℃，满足要求）；-湿度：SHT30（I²C接口，量程0%~100%RH，精度±2%RH，支持0.1%分辨率）；-光照：BH1750（I²C接口，量程1~65535lux，精度±20%，可通过软件平均提高到10lux精度）。（3）软件主流程：初始化（GPIO、