電子工程師綜合知識(shí)試題(含答案)一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共40分）1.電路中某節(jié)點(diǎn)連接三條支路，電流分別為I?=2A（流入）、I?=3A（流出）、I?（流出），根據(jù)基爾霍夫電流定律，I?的大小為（）。A.1AB.5AC.1AD.5A2.硅二極管正向?qū)〞r(shí)，其管壓降約為（）。A.0.2VB.0.7VC.1.2VD.2V3.對(duì)于TTL與非門，當(dāng)輸入全為高電平時(shí)，輸出為（）。A.高電平B.低電平C.高阻態(tài)D.不確定4.集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，其兩個(gè)輸入端的電流近似為零，這一特性稱為（）。A.虛短B.虛斷C.虛地D.虛接5.以下信號(hào)中，屬于模擬信號(hào)的是（）。A.數(shù)字電壓表的顯示值B.正弦波振蕩器輸出C.計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)D.二進(jìn)制編碼的溫度傳感器信號(hào)6.TTL門電路與CMOS門電路相比，主要優(yōu)勢(shì)是（）。A.功耗低B.抗干擾能力強(qiáng)C.速度快D.電源范圍寬7.一個(gè)8位ADC的參考電壓為5V，其分辨率約為（）。A.19.5mVB.39mVC.78mVD.156mV8.單片機(jī)系統(tǒng)中，晶振的主要作用是（）。A.提供穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)B.濾波C.升壓D.存儲(chǔ)程序9.以下屬于全控型電力電子器件的是（）。A.二極管B.晶閘管（SCR）C.IGBTD.雙向晶閘管（TRIAC）10.差分信號(hào)傳輸?shù)闹饕獌?yōu)點(diǎn)是（）。A.節(jié)省線纜B.抗共模干擾能力強(qiáng)C.傳輸速率高D.無需參考地11.某放大電路引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，其輸入電阻和輸出電阻的變化為（）。A.輸入電阻增大，輸出電阻減小B.輸入電阻減小，輸出電阻增大C.輸入電阻和輸出電阻均增大D.輸入電阻和輸出電阻均減小12.一個(gè)LC并聯(lián)諧振電路，L=10μH，C=100pF，其諧振頻率約為（）。A.1.59MHzB.3.18MHzC.6.37MHzD.12.7MHz13.數(shù)字電路中，競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)是指（）。A.多個(gè)信號(hào)同時(shí)變化導(dǎo)致輸出出現(xiàn)毛刺B.電源電壓波動(dòng)引起邏輯錯(cuò)誤C.溫度變化導(dǎo)致器件參數(shù)漂移D.時(shí)鐘信號(hào)抖動(dòng)導(dǎo)致時(shí)序錯(cuò)誤14.以下調(diào)制方式中，屬于數(shù)字調(diào)制的是（）。A.AMB.FMC.PMD.QPSK15.PCB布線時(shí)，高頻信號(hào)走線應(yīng)盡量（）。A.繞大彎B.走直角C.靠近板邊D.與電源線平行16.某NPN三極管電路中，測(cè)得UBE=0.7V，UCE=0.3V，則該三極管工作在（）。A.截止區(qū)B.放大區(qū)C.飽和區(qū)D.擊穿區(qū)17.鎖相環(huán)（PLL）的基本功能是（）。A.放大信號(hào)B.產(chǎn)生固定頻率信號(hào)C.使輸出信號(hào)頻率與輸入信號(hào)同步D.濾除噪聲18.以下濾波器中，通帶內(nèi)幅頻特性最平坦的是（）。A.巴特沃斯濾波器B.切比雪夫?yàn)V波器C.橢圓濾波器D.貝塞爾濾波器19.以下總線協(xié)議中，適合短距離高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖牵ǎ?。A.UARTB.SPIC.I2CD.CAN20.電磁兼容性（EMC）設(shè)計(jì)中，抑制傳導(dǎo)干擾的常用方法是（）。A.增加屏蔽層B.接地C.加濾波器D.縮短走線長度二、填空題（每空2分，共20分）1.集成運(yùn)放的開環(huán)差模電壓增益通常可達(dá)______dB以上。2.ADC的分辨率計(jì)算公式為______（設(shè)參考電壓為Vref，位數(shù)為n）。3.二進(jìn)制數(shù)10110101轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制是______。4.RC一階電路的時(shí)間常數(shù)τ=______。5.TTL門電路的高電平典型值為______V。6.三極管的電流放大系數(shù)β=______（用IC和IB表示）。7.鎖相環(huán)（PLL）主要由鑒相器（PD）、______和壓控振蕩器（VCO）組成。8.數(shù)字濾波器按結(jié)構(gòu)可分為無限沖激響應(yīng)（IIR）和______（FIR）。9.單片機(jī)最小系統(tǒng)通常包括電源電路、______、復(fù)位電路和程序下載接口。10.電力電子變換器中，ACDC變換稱為______。三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述差分放大電路抑制共模信號(hào)的原理。2.鎖相環(huán)（PLL）的基本工作原理是什么？列舉其兩種典型應(yīng)用場(chǎng)景。3.數(shù)字濾波器與模擬濾波器相比有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？4.TTL門電路與CMOS門電路在電源電壓、輸入阻抗和功耗方面有何主要區(qū)別？5.PCB布線時(shí)，為什么需要進(jìn)行阻抗匹配？通常如何實(shí)現(xiàn)？四、計(jì)算題（每題8分，共40分）1.如圖1所示RC電路，開關(guān)S在t=0時(shí)閉合，閉合前電容C已充電至Uc(0?)=10V。已知R=1kΩ，C=1μF，求：（1）電路的時(shí)間常數(shù)τ；（2）t≥0時(shí)電容電壓Uc(t)的表達(dá)式；（3）t=3τ時(shí)Uc的值。2.如圖2所示共發(fā)射極放大電路，已知VCC=12V，Rb=300kΩ，Rc=3kΩ，三極管β=50，UBE=0.7V。求：（1）靜態(tài)基極電流IBQ；（2）靜態(tài)集電極電流ICQ；（3）靜態(tài)管壓降UCEQ。3.某TTL與非門的輸出高電平電流Ioh=0.4mA（流出為負(fù)），輸出低電平電流Iol=16mA（流入為正）；輸入高電平電流Iih=20μA，輸入低電平電流Iil=1.6mA。求該門電路的扇出數(shù)N。4.計(jì)算周期信號(hào)f(t)=5+3cos(2π×100t)+2sin(2π×300t)的傅里葉級(jí)數(shù)，并畫出其幅度頻譜圖（標(biāo)注頻率與幅度）。5.某Buck型開關(guān)電源輸入電壓Vin=24V，輸出電壓Vo=12V，開關(guān)頻率f=50kHz，求占空比D；若輸出電流Io=2A，忽略損耗，計(jì)算輸入電流平均值Iin_avg。五、綜合分析題（每題15分，共30分）1.設(shè)計(jì)一個(gè)基于STC89C52單片機(jī)的最小系統(tǒng)，需包含電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和程序下載接口。要求：（1）畫出各部分電路的簡化原理圖；（2）說明各元件的作用（如晶振頻率、電容取值、復(fù)位電阻電容參數(shù)）；（3）簡述程序下載的基本流程。2.某開關(guān)電源輸出電壓偏低（實(shí)測(cè)5V，設(shè)計(jì)值12V），可能的故障原因有哪些？請(qǐng)結(jié)合電路結(jié)構(gòu)（包含整流濾波、開關(guān)管、高頻變壓器、輸出整流濾波、反饋電路）逐一分析，并給出排查步驟。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.A2.B3.B4.B5.B6.C7.A（5V/2?≈19.5mV）8.A9.C10.B11.A12.B（f=1/(2π√(LC))≈3.18MHz）13.A14.D15.A16.C17.C18.A19.B20.C二、填空題1.100（或更高，如120）2.Vref/2?3.B54.R×C5.3.6（或2.4~5V，典型3.6）6.IC/IB7.環(huán)路濾波器（LF）8.有限沖激響應(yīng)9.時(shí)鐘電路（晶振電路）10.整流三、簡答題1.差分放大電路通過對(duì)稱的電路結(jié)構(gòu)（兩個(gè)特性一致的三極管、對(duì)稱的電阻），使共模信號(hào)在兩個(gè)三極管的集電極產(chǎn)生大小相等、極性相同的變化，經(jīng)雙端輸出時(shí)相互抵消，從而抑制共模信號(hào)；單端輸出時(shí)通過射極公共電阻（或電流源）引入共模負(fù)反饋，降低共模增益。2.鎖相環(huán)通過鑒相器（PD）比較輸入信號(hào)與壓控振蕩器（VCO）輸出信號(hào)的相位差，產(chǎn)生誤差電壓；誤差電壓經(jīng)環(huán)路濾波器（LF）濾波后控制VCO的頻率，最終使VCO輸出頻率與輸入信號(hào)頻率同步。典型應(yīng)用：頻率合成器、時(shí)鐘同步、信號(hào)解調(diào)。3.優(yōu)點(diǎn)：精度高（由位數(shù)決定）、穩(wěn)定性好（不受溫度/器件參數(shù)影響）、可靈活編程實(shí)現(xiàn)復(fù)雜特性；缺點(diǎn)：需要A/D和D/A轉(zhuǎn)換，存在延遲，高頻性能受限于采樣頻率。4.電源電壓：TTL通常5V，CMOS范圍寬（3~15V）；輸入阻抗：TTL低（約幾千歐），CMOS極高（>101?Ω）；功耗：TTL靜態(tài)功耗較高，CMOS靜態(tài)功耗極低（動(dòng)態(tài)功耗隨頻率升高而增加）。5.阻抗匹配可減少信號(hào)反射（反射系數(shù)Γ=(Z_LZ_0)/(Z_L+Z_0)），避免信號(hào)失真和電磁輻射。實(shí)現(xiàn)方法：傳輸線特性阻抗Z0=√(L/C)，通過控制走線寬度、間距、介質(zhì)厚度使Z0與負(fù)載阻抗（如50Ω）匹配；高頻信號(hào)采用微帶線或帶狀線結(jié)構(gòu)。四、計(jì)算題1.（1）τ=R×C=1kΩ×1μF=1ms；（2）Uc(t)=Uc(∞)+[Uc(0?)Uc(∞)]e^(t/τ)=0+(100)e^(t/0.001)=10e^(1000t)V；（3）t=3τ時(shí)，Uc=10e^(3)≈0.498V（或約0.5V）。2.（1）IBQ=(VCCUBE)/Rb=(120.7)/300kΩ≈37.7μA；（2）ICQ=β×IBQ=50×37.7μA≈1.885mA；（3）UCEQ=VCCICQ×Rc=121.885m×3k≈6.345V。3.高電平扇出數(shù)Nh=|Ioh|/Iih=0.4mA/0.02mA=20；低電平扇出數(shù)Nl=Iol/|Iil|=16mA/1.6mA=10；取較小值，N=10。4.傅里葉級(jí)數(shù)即為原表達(dá)式（直流分量+基波+三次諧波）；幅度頻譜：直流分量（0Hz）幅度5；100Hz分量幅度3；300Hz分量幅度2（正弦項(xiàng)轉(zhuǎn)換為余弦形式后幅度為2）。5.Buck電路Vo=Vin×D→D=Vo/Vin=12/24=0.5；輸入功率=輸出功率→Vin×Iin_avg=Vo×Io→Iin_avg=(12×2)/24=1A。五、綜合分析題1.（1）原理圖：電源電路：單片機(jī)VCC接5V，GND接地，并聯(lián)100μF（低頻濾波）和0.1μF（高頻去耦）電容；時(shí)鐘電路：晶振（11.0592MHz或12MHz）接XTAL1和XTAL2，兩端各接30pF電容到地；復(fù)位電路：電阻R（10kΩ）接VCC到RST引腳，電容C（10μF）接RST到地（高電平復(fù)位）；程序下載接口：采用USB轉(zhuǎn)串口（如CH340），TXD接單片機(jī)RXD（P3.0），RXD接單片機(jī)TXD（P3.1），GND共地。（2）元件作用：晶振提供時(shí)鐘信號(hào)（11.0592MHz用于精確波特率），電容穩(wěn)定振蕩；復(fù)位電容充電使RST引腳保持高電平（>2個(gè)機(jī)器周期），完成復(fù)位；去耦電容濾除電源噪聲。（3）下載流程：PC端運(yùn)行燒錄軟件（如STCISP），選擇單片機(jī)型號(hào)和hex文件，設(shè)置波特率（如9600bps），連接下載線，給單片機(jī)上電（或點(diǎn)擊“下載/編程”后復(fù)位單片機(jī)），軟件通過串口發(fā)送程序數(shù)據(jù)，完成燒錄。2.可能故障原因及排查步驟：（1）整流濾波電路：輸入交流電壓偏低、整流二極管損壞（如某只開路）、濾波電容失效（容量下降），導(dǎo)致母線電壓偏低。排查：用萬用表測(cè)整流后直流母線電壓（應(yīng)為√2×Vin_ac，如220V輸入時(shí)約310V）。（2）開關(guān)管故障：開關(guān)管（如MOSFET）擊穿或驅(qū)動(dòng)信號(hào)異常（如PWM占空比過小），導(dǎo)致高頻變壓器初級(jí)側(cè)能量傳輸不足。排查：測(cè)開關(guān)管柵極驅(qū)動(dòng)電壓是否正常，用示波器觀察漏極電壓波形。（3）高頻變壓器故障：繞組匝比錯(cuò)誤、繞組短路（直流電阻減?。?，導(dǎo)致次級(jí)感應(yīng)電壓降低。排查：測(cè)次級(jí)繞組直流電阻，對(duì)比正常值；