《电子线路设计与测试》-数字部分课程试卷及解答.ppt 88页

2005-6-41一、《电子线路设计与测试》课程试卷及解答（电信本科2001级）考试方式：开卷2003.12班级姓名座位号一、在高频小功率发射机实验中，整机效率η提不高的主要原因是哪一级单元电路？该级单元电路的效率理论上最高是多少？请解释该级单元电路效率不高的原因。答：甲类功率放大器（1分）。50℅（1分）。在甲类放大电路中，为使信号不失真，需设置合适的静态工作点，保证在输入正弦信号的一个周期内，都有电流流过三极管。因此当有信号输入时，电源供给的功率一部分转化为有用的输出功率，另一部分则消耗在管子（和电阻）上，并转化为热量的形式耗散出去，称为管耗。而在没有信号输入时，这些功率全部消耗在管子（和电阻）上。甲类放大电路的效率是较低的，可以证明，即使在理想情况下，甲类放大电路的效率最高也只能达到50%。（5分） 2005-6-42二、在设计一个4位移位寄存器时，使用了下面的一段ABEL程序。这个移位寄存器具有左移、右移和保持输出的功能。请将这段程序补充完整。MODULESHIFT4TITLE"SHIFT4"DIN,CLK,s0,s1PIN;Q3..Q0PINISTYPE"REG";OUT=[Q3..Q0];EQUATIONSOUT.CLK=CLK;"以下实现寄存器左移功能when((s0==1)&(s1==0))then{Q0:=DIN;Q1:=Q0;Q2:=Q1;Q3:=Q2;}"以下实现寄存器右移功能when((s0==0)&(s1==1))then{Q3:=DIN;Q2:=Q3;Q1:=Q2;Q0:=Q1;}"以下实现寄存器保持输出功能when(s0==s1)then{OUT:=OUT;}TEST_VECTORS([DIN,CLK,s0,s1]->[OUT])@REPEAT10{[1,.c.,1,0]->.X.;}@REPEAT10{[0,.c.,1,0]->.X.;}@REPEAT10{[1,.c.,0,1]->.X.;}@REPEAT10{[0,.c.,0,1]->.X.;}@REPEAT10{[1,.c.,1,1]->.X.;}@REPEAT10{[0,.c.,1,1]->.X.;}@REPEAT10{[1,.c.,0,0]->.X.;}@REPEAT10{[0,.c.,0,0]->.X.;}END 2005-6-43三、请设计并实现一个具有控制线的串行输入移位寄存器。真值表如下：其中，Clk可以使用信号源1Hz的TTL方波信号，Q0、Q1可以用发光二极管显示结果。设计要求：1、Clrn为清零信号。当Clrn＝0时，输出Q1、Q0均为0；2、Sh为使能信号。当Sh＝0时，输出Q1、Q0保持原状态不变；当Sh＝1时，输出Q1为当前输入数据端Di，输出Q0为前一个时钟周期的Q1。画出原理图，写出设计过程和设计原理。实验完成后请老师验收通过。时钟信号控制线输入数据输出ClkClrnShDiQ1Q0X0XX00↑1111前一个时钟周期的Q1↑1100前一个时钟周期的Q1↑10XQ1Q0 2005-6-44图1整机参考原理图图2multi_2g参考原理图解答：评分标准：共35分：设计与画图：6分；安装：6分；1Hz的TTL方波信号：2分；清零信号Clrn＝0时，输出Q1、Q0均为0：5分；使能信号Sh＝0时，输出Q1、Q0保持原状态不变：5分；使能信号Sh＝1时，输出Q1为当前输入数据端Di，输出Q0为前一个时钟周期的Q1：11分。 2005-6-45二、《电子线路设计与测试》课程试卷（电信本科2002级）考试方式：开卷2004.6班级姓名座位号一、使用Pspice分析晶体管放大器电路时静态工作点如图所示。请判断该电路静态工作点是否合适并阐明理由。如需观测该电路的输入/输出波形，需要进行何种分析类型设置？应对其中哪些参数进行设置？如何设置？（电路图见下页，9分） 2005-6-46 2005-6-47观测输入/输出波形：将分析类型设置为瞬态（TimeDomain（Transient））(1分)。在瞬态分析设置中应对“运行终止时间（Runto）”(1分)和“最大仿真步长（Maximunstep）”(1分)参数进行设置。本题所示电路信号源频率为20kHz，周期为50us(1分)。为得到两个周期的瞬态波形须将“运行终止时间（Runto）”设置为100us(1分)。“最大仿真步长（Maximunstep）”可设置为1us(1分)。答：Q点设置不合适。（1分）晶体管集电极电压接近电源电压。负反馈电阻Rf过大（2分） 2005-6-48三、设计、安装并调试一同相电压放大器。已知：负载电阻RL＝10kΩ，输入信号Vi＝50mv，fi＝500Hz。该放大器性能指标要求为电压放大倍数AV>50倍，上限频率fH≥50kHz。要求：1.进行电路设计与计算；2.画出电路图并标明参数；3.安装调试电路；4.测量Av、fH；5.画出输入信号Vi与输出信号Vo信号波形，举手请老师验收通过。 2005-6-49三、《电子线路设计与测试》课程试卷及解答（电信本科2002级）考试方式：开卷2004.12班级姓名座位号成绩一、回答问题1、用示波器同时观察十进制计数器电路的时序波形CP、Q0时，发现屏幕上的波形不稳定，请问怎样调节示波器，才能使两个波形能同时稳定显示？答：将示波器的触发信号选为Q0。具体操作为：（1）将CH1接CP,CH2接Q0。（2）按下示波器面板上的TriggerMenu按键；（3）将示波器屏幕上的触发源改选为CH2，再调节触发电平旋钮即可。 2005-6-4102、用555构成的施密特触发电路如图1所示，请回答：(1)电阻R1、R2和电容C在电路中起什么作用？(2)该电路的正向阈值电压和负向阈值电压各为多少？解：（1）电容C起隔直通交的作用。电阻R1、R2起分压作用，使得v2处电压直流电位为2.5伏，vi通过电容C耦合到v2后，叠加在2.5伏的直流电压上。 2005-6-4113、以下为用ABEL语言编写的一个源程序,设可编程器件是GAL16V8，其宏单元的初始状态均为零。要求：（1）画出此程序的流程框图。（2）添加测试向量部分的语句。（3）说明此程序实现的功能。moduledemoclkpin；q0,q1,p0,p1,p2,p3pinistype"reg"；s=[q1,q0,p3,p2,p1,p0]；s1=[q1,q0]；s0=[p3,p2,p1,p0]；equationss.clk=clk;when((s1>=3)&(s0>0)#(s1>3)&(s0>=0))thens:=0elsewhen(s==0)then{s1:=3;s0:=0}elsewhen((s1>0)&(s0==0))then{s1:=s1-1;s0:=9}elsewhen((s1>=0)&(s0>0))then{s1:=s1;s0:=s0-1}TEST_VECTORSEND 2005-6-412（1）、（2）（略）（3）功能：BCD码30进制递减计数器。 2005-6-413二、电路设计与装调1、设计题目：已知电路的输入、输出波形如图2所示，请你设计并实现该电路。2、设计要求：（1）由信号发生器提供1kHz的时钟脉冲信号。（2）写出设计过程。（3）画出逻辑电路图，标明器件型号及元件参数。3、安装调试电路，测试逻辑功能。4、画出电路的输入、输出和中间节点波形。（以上完成后举手请老师检查验收）cpL图2 2005-6-414解：方案1： 2005-6-415方案3： 2005-6-416（电信本科2002级）考试方式：开卷2004.12班级姓名座位号一、已知校时电路如图1所示：图1图2四、《电子线路设计与测试》课程试卷及解答 2005-6-417问：1.能否将该电路简化为图2形式，并说明原因。2.如要将电路简化成图2形式，应使用何种集成逻辑门，并请画出相应简化后的逻辑电路图。&&1分十位进位脉冲3.3kC20.01FS2校时脉冲至时个位计数器+5VRL＋5V答：1.不能。（2分）原因：TTL集成逻辑门不能线与，否则会造成逻辑混乱甚至器件损坏。（2分）2.要将电路简化成图2形式，应使用集电极开路集成逻辑门(OC门)（2分），简化后的逻辑电路图如图3。（2分） 2005-6-418二、在设计一个4位移位寄存器时，使用了下面一段ABEL程序。moduleIC1DSR，D，C，B，A，DSL，S0，S1pin2，3，4，5，6，7，8，9；CPpin1;QD，QC，QB，QApin12，13，14，15istype’reg’;定义寄存器型输出引脚C，X=.C.，.X.；DIN=[D，C，B，A]；SHREGOUT=[QD，QC，QB，QA]；定义集合SELECT=[S1，S0]；equationsSHREGOUT.CLK=CP；when（SELECT==1）then｛QA:=DSR；QB:=QA；QC:=QB；QD:=QC；｝ 2005-6-419test-vectors([S1，S0，DSL，DSR，CP，DIN]→[QD，QC，QB，QA])@repeat2[1，1，X，X，C，ˆb1111]→X；end(a)请说明“”处对应语句的作用。1×4分(b)填下表并写出该程序测试向量所测试的功能；控制信号完成的功能S1S000保持01移位（方向A→D）10移位（方向D→A）11并行置数 2005-6-420(c)画出将此程序适配到GAL16V8芯片上的完整引脚分配图。（图2分，未标OE－1分）答：(a)：填表，4个功能1×4分。(b)：测试向量所测试的功能为并行置数ˆb1111。（2分）(c)：此程序适配到GAL16V8芯片上的完整引脚分配图如下： 2005-6-421三、操作题1.设计题目设计一个受触摸开关控制的计数器电路，其工作特性如下：（1）计数规律为：（2）当该计数器计到任一状态（例如）用手触摸开关，将点亮一只发光二极管，同时计数器暂停计数，即计数状态停在这个状态（例如）一段时间（3秒到5秒之间均可，不作具体值要求）后，该发光二极管自动熄灭，且计数器开始接着计数（例中为）1010计数规律仍同（1）。计数脉冲为1Hz的TTL正方波脉冲，由信号源产生，其它信号和电路均自己设计产生。7891011121314101112 2005-6-4222.设计要求（1）画出电路原理图（2）安装调试，能按要求计数并用发光二极管显示，发光二极管应从数据高位到低位从左到右排列，方便检查。（3）举手请老师检查参考解答：评分标准：设计与画图7分安装调试7分TTL1HZ2分预置73分14回73分计数有规律6分555触摸8分计数受控停4分 2005-6-423510W×32005-6-423510W×3 2005-6-424五、《电子线路设计与测试》课程试卷及解答（电信本科2003级）考试方式：开卷2005.6班级姓名座位号一、在元器件和仪器使用中（1）电解电容在使用中要注意什么？在安装去耦电路中有一电解电容爆了，你认为可能是什么原因引起的？（2）在用TDS210数字示波器测量一正弦波的周期和电压峰峰值时，既可以用“measure”也可以用“cursor”测量。如何操作？（写出操作步骤）。答:(1)电解电容在使用中要注意极性、电容值及耐压值。电解电容爆了的原因有两个:一是极性反了，二是超出了电解电容耐压值。(2)“measure”操作是：1.按“measure”键。2.选定CHx的测量类型（电压或周期）。“cursor”操作是：1.按“cursor”键。2.选定CHx的测量类型(电压或时间)。3.调节位置旋钮“position1”和“position2”键到所需的位置。4.读出增量值。 2005-6-425二、简述PSPICE仿真中（1）如何仿真单级晶体管电压放大器的输出电阻。(写出仿真步骤)（2）PSPICE仿真中的有三种地线，下面哪一种是对的？答：（1）PSPICE仿真单级晶体管电压放大器的输出电阻步骤：1.画出晶体管电压放大器的电路仿真图（注意输出接信号源、输入接地或者将输入信号源的输入置零）。2.设置交流输入值及交流仿真脚本。3.运行交流仿真脚本。4.显示Vo/Io的波形图。（2）PSPICE仿真中的有三种地线，上面C是对的。 2005-6-426三、电路设计与装调：设计一交流电压放大器。已知输入信号为200kHz的正弦波，其幅度Vim为30mV,放大器的负载电阻RL=5.1kΩ。要求放大器的输出幅度Vom>3V,且输出信号与输入信号同相。1.设计要求：(1)放大器的电源电压和主要元器件自己选定；(2)写出设计过程和确定电路形式的依据，计算电路参数；(3)画出所设计的电路图，并标明各元件的型号参数和引脚号。2.安装调试电路，测量技术指标，填入下表：3.画各级输入/输出电压波形及其波形相位关系，并标明电压值。（以上完成后举手请老师检查验收）输入电压Vipp(mv)输出电压Vop-p(v)电压放大倍数输入/输出相位电源电压(V)负载电阻(kΩ) 2005-6-427三、参考解答：设计分析：(1)本题要求将200KHz信号放大100倍。因此BW×AV必须大于100KHz×100＝20MHz。(2)对于给定的运算放大器NE5532，它的BW×AV<10MHz。(3)功放器件4102，它的BW×AV<4MHz。（RL＝10Ω）。(4)用一级放大器是不能实现的。必须用两级来实现。RL＝5.1KΩ，用两级运放即可实现。又输出信号与输入信号同相，输入阻抗没有限制，因此我们可以采用比较简单的两级反相放大器组成。每一级放大10倍。参考电路图如右：