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2025年電子信息專業(yè)考研練習(xí)題及答案一、單項(xiàng)選擇題(每小題3分,共30分)1.下列信號(hào)中,屬于能量信號(hào)的是()。A.\(x(t)=e^{-at}u(t)\)(\(a>0\))B.\(x(t)=\cos(\omega_0t)\)C.\(x(t)=tu(t)\)D.\(x(t)=u(t)\)答案:A解析:能量信號(hào)滿足能量有限(\(0<E<\infty\)),功率為0。選項(xiàng)A的能量\(E=\int_{0}^{\infty}e^{-2at}dt=\frac{1}{2a}\),有限;選項(xiàng)B為周期信號(hào),功率有限,能量無限;選項(xiàng)C能量\(E=\int_{0}^{\infty}t^2dt\)發(fā)散;選項(xiàng)D能量\(E=\int_{0}^{\infty}1^2dt\)發(fā)散,故選A。2.已知連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系為\(y(t)=x(t)\cos(2\pit)\),該系統(tǒng)的性質(zhì)是()。A.線性時(shí)不變B.線性時(shí)變C.非線性時(shí)不變D.非線性時(shí)變答案:B解析:系統(tǒng)滿足齊次性和可加性(線性),但系數(shù)\(\cos(2\pit)\)隨時(shí)間變化(時(shí)變),故選B。3.若序列\(zhòng)(x[n]=\{1,2,3,4\}\)(\(n=0,1,2,3\)),其8點(diǎn)循環(huán)卷積與線性卷積的長(zhǎng)度分別為()。A.8,4B.8,7C.7,8D.4,7答案:B解析:線性卷積長(zhǎng)度為\(N_1+N_2-1=4+4-1=7\),8點(diǎn)循環(huán)卷積長(zhǎng)度為8(補(bǔ)零后循環(huán)計(jì)算),故選B。4.數(shù)字電路中,TTL與非門的多余輸入端應(yīng)()。A.懸空B.接地C.接低電平D.接高電平答案:D解析:TTL與非門多余輸入端接高電平(或懸空,等效高電平)不影響邏輯功能,接地會(huì)導(dǎo)致輸出恒高,故選D(實(shí)際應(yīng)用中建議接高電平以避免干擾)。5.某放大電路在負(fù)載開路時(shí)的輸出電壓為4V,接入3kΩ負(fù)載后輸出電壓為3V,則該放大電路的輸出電阻為()。A.1kΩB.2kΩC.3kΩD.4kΩ答案:A解析:輸出電阻\(R_o=(\frac{V_{oc}}{V_L}-1)R_L=(\frac{4}{3}-1)\times3kΩ=1kΩ\),故選A。6.若理想采樣信號(hào)\(x_s(t)=x(t)\delta_T(t)\),其中\(zhòng)(T=0.1ms\),則其頻譜\(X_s(j\Omega)\)的周期為()。A.\(10\pi\times10^3rad/s\)B.\(20\pi\times10^3rad/s\)C.\(10\times10^3Hz\)D.\(20\times10^3Hz\)答案:B解析:采樣角頻率\(\Omega_s=\frac{2\pi}{T}=20\pi\times10^3rad/s\),頻譜周期為\(\Omega_s\),故選B。7.下列AD轉(zhuǎn)換電路中,轉(zhuǎn)換速度最快的是()。A.逐次逼近型B.雙積分型C.并行比較型D.電壓頻率轉(zhuǎn)換型答案:C解析:并行比較型AD通過多個(gè)比較器同時(shí)比較,轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為門電路延遲,速度最快,故選C。8.已知某LTI系統(tǒng)的頻率響應(yīng)\(H(j\Omega)=\frac{1}{j\Omega+2}\),輸入\(x(t)=e^{-t}u(t)\),則零狀態(tài)響應(yīng)\(y(t)\)的初值\(y(0^+)\)為()。A.0B.1C.2D.1/2答案:B解析:系統(tǒng)沖激響應(yīng)\(h(t)=e^{-2t}u(t)\),零狀態(tài)響應(yīng)\(y(t)=x(t)h(t)=\int_{0}^{t}e^{-\tau}e^{-2(t-\tau)}d\tau=e^{-2t}\int_{0}^{t}e^{\tau}d\tau=e^{-2t}(e^t-1)=e^{-t}-e^{-2t}\),故\(y(0^+)=1-1=0\)?(此處可能計(jì)算錯(cuò)誤,重新推導(dǎo):\(x(t)h(t)=\int_{-\infty}^{\infty}e^{-\tau}u(\tau)e^{-2(t-\tau)}u(t-\tau)d\tau=\int_{0}^{t}e^{-\tau}e^{-2t+2\tau}d\tau=e^{-2t}\int_{0}^{t}e^{\tau}d\tau=e^{-2t}(e^t-1)=e^{-t}-e^{-2t}\),\(t=0^+\)時(shí),\(y(0^+)=1-1=0\),但可能更簡(jiǎn)單的方法是利用初值定理:\(Y(s)=X(s)H(s)=\frac{1}{s+1}\cdot\frac{1}{s+2}=\frac{1}{(s+1)(s+2)}\),初值\(y(0^+)=\lim_{s\to\infty}sY(s)=\lim_{s\to\infty}\frac{s}{(s+1)(s+2)}=0\),正確答案應(yīng)為A。原解析錯(cuò)誤,修正后答案A。)9.同步RS觸發(fā)器中,當(dāng)\(R=1\)、\(S=1\)時(shí),觸發(fā)器的狀態(tài)為()。A.置0B.置1C.保持D.不確定答案:D解析:同步RS觸發(fā)器約束條件為\(RS=0\),當(dāng)\(R=S=1\)時(shí),輸出狀態(tài)不確定(或稱為“禁止態(tài)”),故選D。10.某二進(jìn)制數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)的碼元速率為1000Baud,若采用4PSK調(diào)制,則信息速率為()。A.1000bit/sB.2000bit/sC.3000bit/sD.4000bit/s答案:B解析:4PSK每個(gè)碼元攜帶2bit信息,信息速率\(R_b=R_B\log_2M=1000\times2=2000bit/s\),故選B。二、填空題(每空2分,共20分)1.連續(xù)時(shí)間信號(hào)\(x(t)=e^{-|t|}\)的傅里葉變換為\(X(j\Omega)=\)______。答案:\(\frac{2}{1+\Omega^2}\)2.若線性時(shí)不變系統(tǒng)的輸入為\(\delta(t)\),輸出為\(h(t)=e^{-t}u(t)\),則輸入為\(u(t)\)時(shí)的零狀態(tài)響應(yīng)為______。答案:\((1-e^{-t})u(t)\)3.8位無符號(hào)二進(jìn)制數(shù)能表示的數(shù)值范圍是______。答案:0~2554.集成運(yùn)放構(gòu)成的反相比例放大電路中,若\(R_f=100kΩ\),\(R_1=10kΩ\),則電壓增益\(A_{uf}=\)______。答案:-105.數(shù)字信號(hào)處理中,若采樣頻率為10kHz,為避免混疊,輸入信號(hào)的最高頻率應(yīng)小于______。答案:5kHz6.某LC并聯(lián)諧振回路的諧振頻率\(f_0=1MHz\),電感\(zhòng)(L=10μH\),則電容\(C=\)______(保留兩位小數(shù))。答案:\(25.33pF\)(計(jì)算:\(f_0=\frac{1}{2\pi\sqrt{LC}}\),解得\(C=\frac{1}{(2\pif_0)^2L}\approx25.33pF\))7.同步計(jì)數(shù)器與異步計(jì)數(shù)器的主要區(qū)別是______。答案:所有觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖是否同時(shí)有效(同步計(jì)數(shù)器所有觸發(fā)器由同一時(shí)鐘驅(qū)動(dòng),異步計(jì)數(shù)器各級(jí)觸發(fā)器時(shí)鐘不同)8.通信系統(tǒng)中,香農(nóng)公式\(C=B\log_2(1+S/N)\)中,\(C\)表示______。答案:信道容量9.若某3位D/A轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓為5V,則其分辨率為______V(保留三位小數(shù))。答案:0.714V(分辨率\(=\frac{V_{ref}}{2^n-1}=\frac{5}{7}\approx0.714V\))10.差分放大電路抑制零點(diǎn)漂移的主要原因是______。答案:電路對(duì)稱,利用共模抑制比抑制共模信號(hào)三、分析計(jì)算題(共60分)1.(15分)已知連續(xù)時(shí)間信號(hào)\(x(t)=u(t+1)-u(t-1)\),完成以下要求:(1)畫出\(x(t)\)的波形;(2)計(jì)算其傅里葉變換\(X(j\Omega)\);(3)若\(y(t)=x(t)\cos(100t)\),求\(Y(j\Omega)\)。答案:(1)\(x(t)\)為矩形脈沖,寬度2,幅度1,中心在t=0,即\(t\in[-1,1]\)時(shí)\(x(t)=1\),其余為0。波形略。(2)矩形脈沖的傅里葉變換為\(X(j\Omega)=\int_{-1}^{1}e^{-j\Omegat}dt=\frac{2\sin\Omega}{\Omega}=2\text{sinc}(\Omega/\pi)\)(\(\text{sinc}(x)=\frac{\sin(\pix)}{\pix}\),此處也可表示為\(2\text{sinc}(\Omega/\pi)\))。(3)根據(jù)頻移性質(zhì),\(y(t)=x(t)\cos(100t)=\frac{1}{2}x(t)e^{j100t}+\frac{1}{2}x(t)e^{-j100t}\),故\(Y(j\Omega)=\frac{1}{2}X(j(\Omega-100))+\frac{1}{2}X(j(\Omega+100))\),即原頻譜在\(\Omega=\pm100\)處各搬移一半,幅度為原頻譜的1/2。2.(15分)分析圖1所示組合邏輯電路(圖中為74LS138譯碼器,\(S_1=1\),\(\overline{S_2}=\overline{S_3}=0\),輸出低電平有效),完成以下要求:(1)寫出譯碼器輸出\(\overline{Y_0}\sim\overline{Y_7}\)的邏輯表達(dá)式;(2)寫出輸出\(F\)的邏輯表達(dá)式(最簡(jiǎn)與或式);(3)用與非門實(shí)現(xiàn)\(F\),畫出邏輯圖。注:圖1中,譯碼器輸入\(A_2A_1A_0=ABC\),輸出\(\overline{Y_0}\)、\(\overline{Y_2}\)、\(\overline{Y_5}\)、\(\overline{Y_7}\)分別接與非門輸入,與非門輸出為\(F\)。答案:(1)74LS138在使能端有效(\(S_1=1\),\(\overline{S_2}=\overline{S_3}=0\))時(shí),輸出\(\overline{Y_i}=\overline{m_i}\)(\(m_i\)為最小項(xiàng)),即:\(\overline{Y_0}=\overline{\overline{A}\overline{B}\overline{C}}\),\(\overline{Y_1}=\overline{\overline{A}\overline{B}C}\),…,\(\overline{Y_7}=\overline{ABC}\)。(2)與非門輸入為\(\overline{Y_0}、\overline{Y_2}、\overline{Y_5}、\overline{Y_7}\),故\(F=\overline{\overline{Y_0}\cdot\overline{Y_2}\cdot\overline{Y_5}\cdot\overline{Y_7}}=Y_0+Y_2+Y_5+Y_7\)(德摩根定律)。代入最小項(xiàng)得:\(F=\overline{A}\overline{B}\overline{C}+\overline{A}B\overline{C}+A\overline{B}C+ABC\)?;?jiǎn):前兩項(xiàng)合并:\(\overline{A}\overline{C}(\overline{B}+B)=\overline{A}\overline{C}\);后兩項(xiàng)合并:\(AC(\overline{B}+B)=AC\),故\(F=\overline{A}\overline{C}+AC\)。(3)\(F=\overline{A}\overline{C}+AC=\overline{\overline{\overline{A}\overline{C}}\cdot\overline{AC}}\)(兩次取反),用與非門實(shí)現(xiàn):兩個(gè)與非門分別取\(\overline{A}\overline{C}\)和\(AC\)的非,再用一個(gè)與非門取兩者的非。邏輯圖略(需畫出兩個(gè)輸入與非門分別處理\(\overline{A}\overline{C}\)和\(AC\),輸出接第三個(gè)與非門)。3.(15分)圖2所示為共射極放大電路,已知\(V_{CC}=12V\),\(R_b=300kΩ\),\(R_c=3kΩ\),\(R_L=3kΩ\),三極管\(β=50\),\(U_{BE}=0.7V\),\(r_{bb'}=200Ω\),\(C_1、C_2\)足夠大。(1)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)\(I_{BQ}、I_{CQ}、U_{CEQ}\);(2)畫出微變等效電路;(3)計(jì)算電壓增益\(A_u\)、輸入電阻\(R_i\)和輸出電阻\(R_o\)。答案:(1)靜態(tài)分析:\(I_{BQ}=\frac{V_{CC}-U_{BE}}{R_b}=\frac{12-0.7}{300kΩ}\approx37.7μA\);\(I_{CQ}=βI_{BQ}=50\times37.7μA\approx1.885mA\);\(U_{CEQ}=V_{CC}-I_{CQ}R_c=12-1.885mA\times3kΩ\approx6.345V\)。(2)微變等效電路:三極管用\(r_{be}\)和受控電流源\(βi_b\)表示,\(C_1、C_2\)短路,信號(hào)源內(nèi)阻忽略。圖略(輸入回路:\(R_b\)并聯(lián)\(r_{be}\);輸出回路:\(R_c\)并聯(lián)\(R_L\),受控源\(βi_b\)接于集電極)。(3)動(dòng)態(tài)參數(shù):\(r_{be}=r_{bb'}+(1+β)\frac{26mV}{I_{EQ}}\approx200Ω+51\times\frac{26}{1.885}\approx200+700=900Ω\)(\(I_{EQ}\approxI_{CQ}=1.885mA\));電壓增益\(A_u=-\frac{β(R_c||R_L)}{r_{be}}=-\frac{50\times(3kΩ||3kΩ)}{900Ω}=-\frac{50\times1.5kΩ}{900Ω}=-83.3\);輸入電阻\(R_i=R_b||r_{be}\approx300kΩ||900Ω\approx897Ω\)(近似為\(r_{be}\),因\(R_b\)遠(yuǎn)大于\(r_{be}\));輸出電阻\(R_o=R_c=3kΩ\)。4.(15分)設(shè)計(jì)一個(gè)同步五進(jìn)制計(jì)數(shù)器,要求:(1)列出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表(狀態(tài)從000開始,按自然二進(jìn)制遞增);(2)選用JK觸發(fā)器,寫出各觸發(fā)器的驅(qū)動(dòng)方程;(3)畫出邏輯電路圖。答案:(1)五進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)為000→001→010→011→010?(錯(cuò)誤,自然二進(jìn)制遞增應(yīng)為000→001→010→011→100→000,共5個(gè)狀態(tài):000~011和100,共5個(gè)狀態(tài))。狀態(tài)轉(zhuǎn)換表:|現(xiàn)態(tài)\(Q_2Q_1Q_0\)|次態(tài)\(Q_2^Q_1^Q_0^\)|||||000|001||001|010||010|011||011|100||100|000|(2)用JK觸發(fā)器,狀態(tài)方程需滿足次態(tài)邏輯。列出各觸發(fā)器的\(Q^\)與現(xiàn)態(tài)的關(guān)系:-\(Q_0^\):在000→001(\(Q_0\)從0→1)、001→010(\(Q_0\)從1→0)、010→011(\(Q_0\)從0→1)、011→100(\(Q_0\)從1→0)、100→000(\(Q_0\)從0→1),即\(Q_0^=\overline{Q_0}\)(每來一個(gè)時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)),但需檢查是否受其他位影響。實(shí)際觀察狀態(tài)表,\(Q_0\)在000、010、100時(shí)翻轉(zhuǎn)(0→1),在001、011時(shí)翻轉(zhuǎn)(1→0),即\(Q_0\)始終翻轉(zhuǎn),故\(J_0=K_0=1\)。-\(Q_1^\):現(xiàn)態(tài)000→001(\(Q_1=0→0\)),001→010(\(Q_1=0→1\)),010→011(\(Q_1=1→1\)),011→100(\(Q_1=1→0\)),100→000(\(Q_1=0→0\))。列卡諾圖:現(xiàn)態(tài)\(Q_2Q_1Q_0\)|\(Q_1^\)000|0001|1010|1011|0100|0卡諾圖化簡(jiǎn)(變量\(Q_2,Q_1,Q_0\)),有效狀態(tài)為000~100(即\(Q_2=0\)時(shí)\(Q_1Q_0=00,01,10,11\);\(Q_2=1\)時(shí)\(Q_1Q_0=00\))。觀察\(Q_1^\)的條件:當(dāng)\(Q_2=0\)且\(Q_0=1\)時(shí),\(Q_1^=\overline{Q_1}\)(001→010時(shí)\(Q_1=0→1\),011→100時(shí)\(Q_1=1→0\));其他情況\(Q_1^=Q_1\)。故\(Q_1^=Q_1\overline{Q_2\overline{Q_0}}+\overline{Q_1}Q_2\overline{Q_0}\)?更簡(jiǎn)單的方法是用JK觸發(fā)器特性方程\(Q^=J\overline{Q}+\overline{K}Q\),對(duì)比\(Q_1^\)的表達(dá)式:從狀態(tài)表得:當(dāng)\(Q_2=0\)時(shí):-\(Q_0=0\)(000,010):\(Q_1^=Q_1\)(0→0,1→1),故\(J_1=0\),\(K_1=0\);-\(Q_0=1\)(001,011):\(Q_1^=\overline{Q_1}\)(0→1,1→0),故\(J_1=1\),\(K_1=1\);當(dāng)\(Q_2=1\)(100):\(Q_1^=0\)(原\(Q_1=0\),保持0),故\(J_1=0\),\(K_1\)任意(因\(Q_1=0\),\(Q_1^=0=J_1\cdot1+\overline{K_1}\cdot0\),故\(J_1=0\))。綜合得\(J_1=\overline{Q_2}Q_0\),\(K_1=\overline{Q_2}Q_0\)(當(dāng)\(Q_2=0\)且\(Q_0=1\)時(shí),\(J_1=K_1=1\),否則為0)。-\(Q_2^\):現(xiàn)態(tài)000→001(\(Q_2=0→0\)),001→010(\(Q_2=0→0\)),010→011(\(Q_2=0→0\)),011→100(\(Q_2=0→1\)),100→000(\(Q_2=1→0\))。故\(Q_2^\)僅在現(xiàn)態(tài)為011時(shí)變?yōu)?,其他情況為0(除100→000時(shí)變?yōu)?)。即\(Q_2^=Q_1Q_0\overline{Q_2}+\overline{Q_1}\overline{Q_0}Q_2\)(但更簡(jiǎn)單的是觀察,當(dāng)\(Q_1=1\)且\(Q_0=1\)時(shí),\(Q_2^=1\);當(dāng)\(Q_2=1\)且\(Q_1=0\)、\(Q_0=0\)時(shí),\(Q_2^=0\))。用JK觸發(fā)器特性方程,\(Q_2^=J_2\overline{Q_2}+\overline{K_2}Q_2\)。從狀態(tài)表:現(xiàn)態(tài)\(Q_2=0\)時(shí),僅當(dāng)\(Q_1=1,Q_0=1\)(011)時(shí)\(Q_2^=1\),故\(J_2=Q_1Q_0\)(此時(shí)\(\overline{Q_2}=1\),\(Q_2^=1=J_2\cdot1\));現(xiàn)態(tài)\(Q_2=1\)時(shí),僅當(dāng)\(Q_1=0,Q_0=0\)(100)時(shí)\(Q_2^=0\),故\(K_2=\overline{Q_1}\overline{Q_0}\)(此時(shí)\(Q_2=1\),\(Q_2^=0=\overline{K_2}\cdot1\),即\(\overline{K_2}=0\),\(K_2=1\))。綜上,驅(qū)動(dòng)方程:\(J_0=K_0=1\);\(J_1=K_1=\overline{Q_2}Q_0\);\(J_2=Q_1Q_0\),\(K_2=\overline{Q_1}\overline{Q_0}\)。(3)邏輯電路圖:三個(gè)JK觸發(fā)器,\(CP\)端并聯(lián)時(shí)鐘;\(J_0、K_0\)接高電平;\(J_1、K_1\)接\(\overline{Q_2}Q_0\)(通過與門實(shí)現(xiàn));\(J_2\)接\(Q_1Q_0\)(與門),\(K_2\)接\(\overline{Q_1}\overline{Q_0}\)(與門,輸入先取非)。圖略。四、綜合應(yīng)用題(共40分)1.(20分)某數(shù)字通信系統(tǒng)采用2DPSK調(diào)制,已知碼元速率為2400Baud,載波頻率為4800Hz,發(fā)送端基帶信號(hào)為\(\{1,0,1,1,0\}\)(1表示“+1”,0表示“-1”),采用差分編碼(參考碼元為1)。(1)畫出差分編碼后的相對(duì)碼序列;(2)畫出2DPSK調(diào)制信號(hào)的波形(至少2個(gè)碼元周期);(3)若接收端采用相干解調(diào)法,畫出解調(diào)系統(tǒng)框圖,并說明各模塊功能;(4)計(jì)算該系統(tǒng)的頻帶利用率(單位:bit/s/Hz)。答案:(1)差分編碼規(guī)則:\(b_n=a_n\oplusb_{n-1}\)(\(b_{n-1}\)為前一相對(duì)碼,初始\(b_0=1\))。原信息碼\(a_n\):1,0,1,1,0相對(duì)碼\(b_n\):\(b_0=1\)(參考碼元)\(b_1=a_1\oplusb_0=1\oplus1=0\)\(b_2=a_2\oplusb_1=0\oplus0=0\)\(b_3=a_3\oplusb_2=1\oplus0=1\)\(b_4=a_4\oplusb_3=1\oplus1=0\)\(b_5=a_5\oplusb_4=0\oplus0=0\)(假設(shè)序列長(zhǎng)度為5,實(shí)際為\(b_0\)到\(b_5\)?需確認(rèn)。正確差分編碼應(yīng)為:當(dāng)前相對(duì)碼是前一相對(duì)碼與當(dāng)前絕對(duì)碼的異或,故序列為:\(b_0=1\),\(b_1=1\oplus1=0\),\(b_2=0\oplus0=0\),\(b_3=0\oplus1=1\),\(b_4=1\oplus1=0\),\(b_5=0\oplus0=0\)。最終相對(duì)碼序列:1,0,0,1,0(假設(shè)原序列為5個(gè)碼元,\(a_1\)到\(a_5\),則\(b_1\)到\(b_5\)為0,0,1,0,0)。(2)2DPSK調(diào)制信號(hào)波形:載波頻率4800Hz,碼元速率2400Baud,故每個(gè)碼元周期含2個(gè)載波周期(\(T_b=1/2400s\),\(T_c=1/4800s\),\(T_b=2T_c\))。相對(duì)碼“1”對(duì)應(yīng)載波相位0°,“0”對(duì)應(yīng)180°(或相反,假設(shè)“1”為0°)。波形:-\(b_0=1\)(參考碼元,可能不計(jì)入發(fā)送):0°載波;-\(b_1=0\):180°載波(2個(gè)周期);-\(b_2=0\):180°載波(2個(gè)周期);-\(b_3=1\):0°載波(2個(gè)周期);-\(b_4=0\):180°載波(2個(gè)周期)。(3)相干解調(diào)系統(tǒng)框圖:輸入2DPSK信號(hào)→帶通濾波器(BPF,抑制噪聲)→相乘器(與本地載波相乘)→低通濾波器(LPF,提取基帶信號(hào))→抽樣判決器(恢復(fù)相對(duì)碼)→差分譯碼器(相對(duì)碼轉(zhuǎn)絕對(duì)碼)。各模塊功能:BPF限制帶寬;相乘器實(shí)現(xiàn)相干解調(diào)(頻帶搬移);LPF濾除高頻分量,保留基帶成分;抽樣判決器在最佳時(shí)刻判決相對(duì)碼;差分譯碼器通過異或操作恢復(fù)原絕對(duì)碼(\(a_n=b_n\oplus

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