2025年電子技術(shù)與信息工程師考試試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（共20題，每題2分，共40分）1.某差分放大電路中，差模輸入電壓為2mV，共模輸入電壓為1V，輸出電壓為1.2V（差模輸出）+0.02V（共模輸出），則該電路的共模抑制比（CMRR）約為（）A.60dBB.80dBC.100dBD.120dB2.數(shù)字電路中，若邏輯函數(shù)F=AB+BC+AC，其最簡與或表達(dá)式為（）A.AB+BCB.AB+ACC.BC+ACD.AB+BC+AC（無法化簡）3.已知連續(xù)信號x(t)=e?2?u(t)（u(t)為單位階躍函數(shù)），其拉普拉斯變換X(s)為（）A.1/(s+2)B.1/(s2)C.2/(s+2)D.2/(s2)4.下列調(diào)制方式中，抗噪聲性能最優(yōu)的是（）A.AMB.FMC.2ASKD.2PSK5.某8位ADC的參考電壓為5V，其量化誤差最大值為（）A.5/256VB.5/512VC.5/128VD.5/64V6.在嵌入式系統(tǒng)中，I2C總線的典型傳輸速率不包括（）A.100kbpsB.400kbpsC.1MbpsD.10Mbps7.物聯(lián)網(wǎng)感知層中，以下不屬于短距離無線通信技術(shù)的是（）A.ZigBeeB.LoRaC.Bluetooth5.3D.UWB8.5GNR中，支持的最大子載波間隔為（）A.15kHzB.30kHzC.120kHzD.240kHz9.數(shù)字信號處理中，若采樣頻率為10kHz，要保留03kHz的信號成分，理想低通濾波器的截止頻率應(yīng)設(shè)置為（）A.3kHzB.5kHzC.10kHzD.15kHz10.某放大電路的幅頻特性波特圖中，中頻增益為40dB，上限截止頻率fH=1MHz，下限截止頻率fL=100Hz。當(dāng)輸入信號頻率為10MHz時(shí)，實(shí)際增益約為（）A.20dBB.34dBC.40dBD.46dB11.以下不屬于現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）典型應(yīng)用場景的是（）A.高速數(shù)字信號處理B.通用微處理器設(shè)計(jì)C.實(shí)時(shí)圖像處理D.通信協(xié)議棧加速12.關(guān)于卡爾曼濾波的描述，錯(cuò)誤的是（）A.適用于線性系統(tǒng)B.需已知系統(tǒng)噪聲和測量噪聲的統(tǒng)計(jì)特性C.輸出為狀態(tài)的最小均方誤差估計(jì)D.僅適用于靜態(tài)系統(tǒng)13.某二進(jìn)制信源的符號速率為1Mbps，采用16QAM調(diào)制后，數(shù)據(jù)傳輸速率為（）A.1MbpsB.2MbpsC.4MbpsD.16Mbps14.以下關(guān)于STM32微控制器的描述，正確的是（）A.所有型號均集成DSP指令B.片上Flash容量最大為2MBC.支持硬件浮點(diǎn)運(yùn)算單元（FPU）D.僅支持ARMv6M內(nèi)核15.在電路中，若需要將05V的模擬信號轉(zhuǎn)換為5V至+5V的差分信號，應(yīng)選用（）A.同相比例放大器B.反相比例放大器C.差分放大器D.儀用放大器16.數(shù)字鎖相環(huán)（DPLL）的組成不包括（）A.鑒相器（PD）B.環(huán)路濾波器（LF）C.壓控振蕩器（VCO）D.模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）17.以下屬于非易失性存儲(chǔ)器的是（）A.SRAMB.DRAMC.NANDFlashD.寄存器18.若某系統(tǒng)的沖激響應(yīng)h(t)=δ(t2)（δ為沖激函數(shù)），則該系統(tǒng)為（）A.時(shí)變系統(tǒng)B.時(shí)不變系統(tǒng)C.因果系統(tǒng)D.非因果系統(tǒng)19.5G網(wǎng)絡(luò)中，用戶面協(xié)議棧的最底層是（）A.PDCP層B.RLC層C.MAC層D.PHY層20.關(guān)于片上系統(tǒng)（SoC）的設(shè)計(jì)，錯(cuò)誤的是（）A.需集成處理器、存儲(chǔ)器、外設(shè)等模塊B.低功耗設(shè)計(jì)是關(guān)鍵指標(biāo)C.僅支持單一通信協(xié)議D.需考慮IP核的復(fù)用與驗(yàn)證二、填空題（共10題，每題2分，共20分）1.理想運(yùn)算放大器的兩個(gè)重要特性是________和________（填寫中文名稱）。2.數(shù)字電路中，競爭冒險(xiǎn)現(xiàn)象是由于________引起的，常用的消除方法包括________（列舉一種）。3.信號x(n)=cos(0.2πn)+sin(0.6πn)的周期為________（n為整數(shù)）。4.通信系統(tǒng)中，香農(nóng)公式的表達(dá)式為________，其表明信道容量與________、________和________有關(guān)。5.嵌入式系統(tǒng)中，RTOS（實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)）的關(guān)鍵指標(biāo)包括________和________（列舉兩個(gè)）。6.物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)包括________、________和________。7.某4位D/A轉(zhuǎn)換器的參考電壓為8V，當(dāng)輸入二進(jìn)制數(shù)1010時(shí)，輸出電壓為________V（假設(shè)為單極性輸出）。8.數(shù)字濾波器按實(shí)現(xiàn)方式可分為________和________（填寫英文縮寫）。9.5GNR中，正交頻分復(fù)用（OFDM）的主要優(yōu)勢是________和________（列舉兩個(gè)）。10.電路中，LC并聯(lián)諧振回路的諧振頻率f0=________（用L、C表示）。三、簡答題（共5題，每題6分，共30分）1.簡述差分放大電路抑制共模信號的原理，并說明其在模擬集成電路中的典型應(yīng)用場景。2.比較同步時(shí)序邏輯電路與異步時(shí)序邏輯電路的異同，分別列舉一個(gè)典型應(yīng)用。3.說明奈奎斯特采樣定理的內(nèi)容，并解釋為何實(shí)際采樣頻率通常高于奈奎斯特頻率。4.簡述正交幅度調(diào)制（QAM）的基本原理，分析16QAM相比4QAM（QPSK）的優(yōu)缺點(diǎn)。5.列舉嵌入式系統(tǒng)中常用的低功耗設(shè)計(jì)策略（至少4種），并說明其核心思想。四、分析設(shè)計(jì)題（共3題，每題15分，共45分）1.模擬電路設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)一個(gè)二階有源低通濾波器，要求截止頻率fc=1kHz，通帶增益Av=2，采用LM358運(yùn)放（雙運(yùn)放）。（1）畫出電路原理圖（標(biāo)注關(guān)鍵元件參數(shù)）；（2）推導(dǎo)截止頻率計(jì)算公式；（3）說明電容取值對濾波器性能的影響。2.數(shù)字邏輯分析：分析圖1所示組合邏輯電路的功能（圖中門電路均為74系列TTL器件），要求寫出邏輯表達(dá)式、真值表，并總結(jié)電路功能。（注：圖1為A、B、C三個(gè)輸入經(jīng)與非門、或非門組合后輸出F1和F2）3.嵌入式程序設(shè)計(jì)：基于STM32F407微控制器，設(shè)計(jì)一個(gè)UART通信程序，要求：（1）配置USART1為波特率115200bps，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無校驗(yàn)；（2）實(shí)現(xiàn)接收中斷功能，當(dāng)接收到字符‘S’時(shí)，通過LED1（PA5）閃爍3次（周期100ms）；（3）寫出關(guān)鍵寄存器配置步驟及中斷服務(wù)函數(shù)（偽代碼或C語言）。五、綜合應(yīng)用題（共1題，15分）物聯(lián)網(wǎng)智能傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)一個(gè)基于LoRa的溫濕度監(jiān)測節(jié)點(diǎn)，要求：（1）硬件部分：選擇主控制器（如STM32L0系列）、溫濕度傳感器（如SHT30）、LoRa模塊（如SX1278），并畫出硬件框圖（標(biāo)注關(guān)鍵接口）；（2）軟件部分：描述主程序流程（包括初始化、數(shù)據(jù)采集、LoRa發(fā)送、低功耗模式）；（3）低功耗優(yōu)化：提出3種以上硬件或軟件層面的優(yōu)化措施，并說明原理。2025年電子技術(shù)與信息工程師考試答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.D3.A4.D5.B6.D7.B8.D9.A10.B11.B12.D13.C14.C15.C16.D17.C18.B19.D20.C二、填空題1.虛短；虛斷2.門電路延遲時(shí)間差異；增加濾波電容（或修改邏輯設(shè)計(jì)、引入選通脈沖）3.104.C=B·log?(1+S/N)；帶寬B；信噪比S/N；噪聲功率5.任務(wù)切換時(shí)間；中斷響應(yīng)時(shí)間（或抖動(dòng)、吞吐量）6.感知層；網(wǎng)絡(luò)層；應(yīng)用層7.58.FIR；IIR9.抗多徑衰落；頻譜利用率高10.1/(2π√(LC))三、簡答題1.原理：差分放大電路通過對稱的雙端輸入結(jié)構(gòu)，使共模信號在兩個(gè)輸出端產(chǎn)生等幅同相的電壓變化，輸出時(shí)相互抵消（雙端輸出時(shí)共模增益趨近于0）；應(yīng)用：運(yùn)放輸入級、儀表放大器、差分信號傳輸接口（如RS485）。2.異同：同步電路所有觸發(fā)器由同一時(shí)鐘脈沖控制，異步電路觸發(fā)器時(shí)鐘不同步；同步電路時(shí)序穩(wěn)定，異步電路速度快但設(shè)計(jì)復(fù)雜。應(yīng)用：同步電路（計(jì)數(shù)器）；異步電路（異步FIFO）。3.定理：采樣頻率fs需大于等于2倍信號最高頻率fm（fs≥2fm），否則會(huì)發(fā)生混疊；原因：實(shí)際濾波器非理想（存在過渡帶），需留裕量避免高頻成分混疊。4.原理：將兩個(gè)正交載波（同頻正交）分別調(diào)制兩路獨(dú)立的數(shù)字信號，通過幅度和相位聯(lián)合編碼；優(yōu)缺點(diǎn)：16QAM比QPSK頻譜效率高（4bit/symbolvs2bit/symbol），但抗噪聲能力弱（星座點(diǎn)間距小，誤碼率更高）。5.策略：（1）動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整（DVFS）：根據(jù)負(fù)載調(diào)整CPU頻率和供電電壓；（2）外設(shè)時(shí)鐘門控：關(guān)閉未使用外設(shè)的時(shí)鐘；（3）低功耗模式（如STM32的停止模式）：關(guān)閉非必要模塊；（4）傳感器休眠：僅在采樣時(shí)喚醒傳感器；（5）優(yōu)化通信協(xié)議：減少數(shù)據(jù)傳輸量（如壓縮數(shù)據(jù)）。四、分析設(shè)計(jì)題1.模擬電路設(shè)計(jì)（1）原理圖：采用壓控電壓源（VCVS）二階低通結(jié)構(gòu)，運(yùn)放接成同相比例放大，反饋網(wǎng)絡(luò)由R1、R2、C1、C2組成（典型參數(shù)：R1=R2=159kΩ，C1=C2=1nF，增益電阻Rf=2Rg=20kΩ）；（2）截止頻率公式：fc=1/(2πRC)（R=R1=R2，C=C1=C2）；（3）電容取值影響：電容增大，截止頻率降低；電容過小會(huì)引入高頻噪聲，過大會(huì)增加體積和成本。2.數(shù)字邏輯分析（1）邏輯表達(dá)式：F1=?(A·?B)·?(?A·B)=(A⊕B)；F2=?(A·B)·?(?A·?B)=(A⊙B)；（2）真值表：|A|B|F1|F2|||||||0|0|0|1||0|1|1|0||1|0|1|0||1|1|0|1|（3）功能：F1為異或門，F(xiàn)2為同或門，電路實(shí)現(xiàn)了異或/同或邏輯轉(zhuǎn)換。3.嵌入式程序設(shè)計(jì)（1）寄存器配置：RCC_APB2ENR|=1<<4;//使能USART1時(shí)鐘GPIOA>MODER|=0xA0;//PA9（TX）設(shè)為復(fù)用，PA10（RX）設(shè)為復(fù)用USART1>BRR=0x45;//115200bps（84MHz時(shí)鐘）USART1>CR1|=(1<<3)|(1<<2)|(1<<5);//使能發(fā)送、接收、接收中斷NVIC_EnableIRQ(USART1_IRQn);//使能中斷（2）中斷服務(wù)函數(shù)：```cvoidUSART1_IRQHandler(void){if(USART1>SR&(1<<5)){//接收標(biāo)志位chardata=USART1>DR;if(data=='S'){for(inti=0;i<3;i++){GPIOA>BSRR=1<<5;//LED1亮delay_ms(50);GPIOA>BSRR=1<<(5+16);//LED1滅delay_ms(50);}}USART1>SR&=~(1<<5);//清除標(biāo)志位}}```五、綜合應(yīng)用題1.硬件框圖：主控制器（STM32L0）通過I2C接口連接SHT30（溫濕度傳感器），通過SPI接口連接SX1278（LoRa模塊），另需電源管理模塊（如LDO）、天線（433MHz）、電池（如CR2032）。2.主程序流程：（1）初始化：GPIO、I2C、SPI、LoRa模塊（配置頻率、發(fā)射功率、擴(kuò)頻因子）；（2）數(shù)據(jù)采集：定時(shí)喚醒（如每10分鐘），讀取SHT30溫濕度數(shù)據(jù)（通過I2C讀取寄存器）；（3）數(shù)據(jù)打包：將溫濕度轉(zhuǎn)換為ASCII或二