2025年電子測試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下關于數字電路中競爭與冒險的描述，錯誤的是（）。A.競爭是指多個輸入信號同時變化時，門電路輸入端出現的傳輸延遲差異B.冒險是指由于競爭導致輸出端出現短暫的錯誤脈沖C.消除冒險的方法包括引入選通脈沖、修改邏輯設計或增加冗余項D.所有組合邏輯電路在輸入信號變化時都會產生冒險答案：D（解析：并非所有組合邏輯電路都會產生冒險，僅當邏輯函數在某些輸入變化時存在互補變量時才可能出現）2.某12位逐次逼近型ADC的參考電壓為3.3V，其分辨率約為（）。A.0.8mVB.1.6mVC.3.3mVD.6.6mV答案：A（解析：分辨率=參考電壓/(2?-1)=3.3V/(4095)≈0.8mV）3.在5GNR（新空口）中，子載波間隔為120kHz時，一個時隙包含的OFDM符號數為（）。A.7B.14C.28D.56答案：B（解析：5G中，無論子載波間隔如何，一個時隙固定包含14個OFDM符號，通過擴展循環(huán)前綴調整符號長度）4.以下關于嵌入式系統(tǒng)中I2C總線的描述，正確的是（）。A.采用差分信號傳輸，抗干擾能力強B.支持多主設備競爭，通過仲裁機制避免沖突C.數據線SDA和時鐘線SCL均為漏極開路結構，需上拉電阻D.最高通信速率為10Mbps，適用于高速傳感器通信答案：C（解析：I2C為單端信號，支持多主但需仲裁，標準速率100kbps，高速模式3.4Mbps，SDA/SCL為漏極開路需上拉）5.設計一個二階有源低通濾波器，要求截止頻率f?=1kHz，Q=0.707（巴特沃斯響應），應選擇的電路結構是（）。A.Sallen-Key同相放大結構B.無限增益多路反饋結構C.雙T陷波結構D.狀態(tài)變量濾波器結構答案：A（解析：Sallen-Key結構在Q=0.707時易于調試，元件參數計算簡單，適合低通濾波器設計）6.以下關于電源完整性（PI）設計的措施，錯誤的是（）。A.在芯片電源引腳附近放置0.1μF去耦電容，用于高頻噪聲旁路B.電源平面與地平面采用緊耦合設計（層間距?。?，降低電源阻抗C.為減少串擾，將高速信號層緊鄰電源層而非地層D.使用去耦電容陣列時，需考慮電容的自諧振頻率，覆蓋不同頻段噪聲答案：C（解析：高速信號層應緊鄰地層，利用地平面的低阻抗提供回流路徑，減少電磁輻射）7.某正弦信號經過理想采樣后，采樣頻率為f?=10kHz，若原信號包含5kHz和6kHz分量，采樣后頻譜中不會出現的頻率是（）。A.4kHzB.5kHzC.6kHzD.15kHz答案：C（解析：根據奈奎斯特采樣定理，6kHz＞f?/2=5kHz，會發(fā)生混疊，混疊頻率為f?-6kHz=4kHz，因此5kHz為原信號頻率，15kHz為鏡像頻率，6kHz無法保留）8.在STM32F407單片機中，若要配置PA0引腳為輸入模式并啟用上拉電阻，需設置的寄存器是（）。A.GPIOA_MODER（模式寄存器）和GPIOA_PUPDR（上拉/下拉寄存器）B.GPIOA_OTYPER（輸出類型寄存器）和GPIOA_OSPEEDR（輸出速度寄存器）C.GPIOA_AFR（復用功能寄存器）和GPIOA_BSRR（位設置/復位寄存器）D.GPIOA_IDR（輸入數據寄存器）和GPIOA_ODR（輸出數據寄存器）答案：A（解析：MODER設置輸入/輸出模式，PUPDR設置上拉/下拉或無）9.以下關于數字鎖相環(huán)（DPLL）的描述，正確的是（）。A.鑒相器（PD）輸出反映輸入信號與反饋信號的頻率差B.環(huán)路濾波器（LF）用于放大誤差信號，提高環(huán)路增益C.壓控振蕩器（VCO）的輸出頻率與控制電壓成線性關系D.鎖定狀態(tài)下，輸入信號與反饋信號的相位差為固定值，頻率嚴格相等答案：D（解析：鑒相器輸出相位差，環(huán)路濾波器濾除高頻噪聲，VCO輸出頻率與控制電壓成線性關系是理想特性，實際中可能存在非線性；鎖定時頻率相等，相位差固定）10.測試某射頻功率放大器（PA）時，若輸入功率為10dBm，輸出功率為30dBm，工作頻率為2.4GHz，則該PA的功率增益和1dB壓縮點（P1dB）的典型關系是（）。A.增益20dB，P1dB通常大于30dBmB.增益20dB，P1dB通常小于30dBmC.增益30dB，P1dB通常大于30dBmD.增益30dB，P1dB通常小于30dBm答案：B（解析：增益=輸出-輸入=20dB；P1dB是輸出功率隨輸入功率增加而偏離線性增益1dB的點，因此當輸出30dBm時，可能已接近或超過P1dB，故P1dB通常小于30dBm）二、填空題（每空2分，共20分）1.在模擬電路中，共模抑制比（CMRR）定義為__________與__________的比值，通常用分貝表示。答案：差模電壓增益；共模電壓增益2.555定時器構成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器時，輸出脈沖寬度T≈__________（公式，R為定時電阻，C為定時電容）。答案：1.1RC3.嵌入式系統(tǒng)中，CAN總線的通信協議采用__________編碼，數據幀由仲裁場、控制場、數據場、CRC場、ACK場和結束場組成。答案：非歸零（NRZ）4.測試測量中，不確定度的A類評定是通過__________方法評定的，B類評定是基于__________或其他信息評定的。答案：統(tǒng)計；經驗、資料5.在數字信號處理中，快速傅里葉變換（FFT）的運算復雜度為__________，其核心思想是利用__________將大點數DFT分解為小點數DFT。答案：O(NlogN)；旋轉因子的周期性和對稱性6.開關電源（SMPS）中，電感的主要作用是__________，電容的主要作用是__________。答案：儲能并平滑電流；濾波并平滑電壓7.射頻電路中，特性阻抗為50Ω的傳輸線終端接75Ω負載時，反射系數Γ=__________，駐波比（VSWR）=__________。答案：(75-50)/(75+50)=0.2；(1+0.2)/(1-0.2)=1.5三、分析題（每題15分，共30分）1.分析圖1所示時序邏輯電路的功能（要求：寫出驅動方程、狀態(tài)方程、狀態(tài)轉移表，說明電路類型及是否自啟動）。（注：圖1為JK觸發(fā)器構成的電路，J1=Q2?，K1=1；J2=Q1，K2=Q1?；時鐘CP同步觸發(fā)）解答：（1）驅動方程：J?=Q??，K?=1；J?=Q?，K?=Q??（2）狀態(tài)方程（JK觸發(fā)器特性方程：Q??1=JQ?+K?Q）：Q???1=J?Q??+K??Q?=Q??Q??+0·Q?=Q??Q??Q???1=J?Q??+K??Q?=Q?Q??+(Q??)?Q?=Q?Q??+Q?Q?=Q?(Q??+Q?)=Q?（3）狀態(tài)轉移表：現態(tài)Q?Q?|次態(tài)Q???1Q???100|Q?=0，Q???1=Q??Q??=1·1=1→0101|Q?=1，Q???1=Q??Q??=1·0=0→1010|Q?=0，Q???1=Q??Q??=0·1=0→0011|Q?=1，Q???1=Q??Q??=0·0=0→10（注：11為無效狀態(tài)）（4）電路類型：同步三進制計數器（有效狀態(tài)00→01→10→00），無效狀態(tài)11轉移至10（有效狀態(tài)），故自啟動。2.設計一個基于STM32的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)，要求：通過DHT11傳感器采集溫濕度數據（單總線協議），通過UART將數據發(fā)送至PC（波特率115200，8位數據位，1位停止位，無校驗），并在OLED顯示屏（I2C接口）上實時顯示。請說明關鍵硬件連接、軟件流程及關鍵寄存器配置。解答：（1）硬件連接：-STM32（如F103C8T6）的PA0連接DHT11的數據引腳（單總線）；-UART接口：PA9（TX）→PC串口，PA10（RX）可懸空（僅發(fā)送）；-OLED：SDA（PB7）、SCL（PB6）連接I2C1接口；-電源：STM323.3V供電，DHT11需上拉電阻（5kΩ）至3.3V。（2）軟件流程：①初始化：RCC配置時鐘（72MHz），GPIO初始化（PA0開漏輸出/輸入切換，PA9復用推挽輸出，PB6/PB7復用開漏輸出），UART初始化（波特率115200，使能發(fā)送），I2C初始化（400kHz），OLED初始化（清屏、顯示標題）。②DHT11數據采集：-主機發(fā)送起始信號（拉低PA0≥18ms，拉高20-40μs）；-等待DHT11響應（拉低80μs，拉高80μs）；-讀取40位數據（每位50μs低電平+26-28μs高電平為0，50μs低電平+70μs高電平為1）；-校驗校驗位（前4字節(jié)和的低8位）。③數據處理：分離溫度（整數部分）、濕度（整數部分）。④顯示與發(fā)送：通過I2C向OLED寫入溫濕度字符串（如“Temp:25℃Hum:60%”）；通過UART發(fā)送數據（如“T=25,H=60\r\n”）。⑤循環(huán)執(zhí)行（間隔1秒，因DHT11采樣周期≥1秒）。（3）關鍵寄存器配置：-GPIOA_MODER：PA0設為輸出（01）→輸入（00）切換；PA9設為復用功能（10）。-USART1_BRR：波特率計算（72MHz/(115200×16)=39.0625，BRR=0x0000018F）；USART_CR1使能TE（發(fā)送使能）、UE（USART使能）。-I2C1_CR2：設置時鐘頻率（36MHz）；CCR設置為45（400kHz=36MHz/(2×45)）；TRISE設置為37（36MHz下最大上升時間1000ns，TRISE=1000ns/27.78ns+1≈37）。四、設計題（每題15分，共30分）1.設計一個5V轉3.3V的低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）電路，要求輸出電流1A，負載調整率≤0.1%，輸入電壓范圍5V±10%（4.5V-5.5V），需考慮過流保護和溫度保護。畫出簡化電路圖，標注關鍵元件參數，并說明設計要點。解答：簡化電路圖：輸入Vi（4.5-5.5V）→輸入電容C1（10μF陶瓷電容，濾除高頻噪聲）→LDO芯片（如AMS1117-3.3，壓差≤1.1V，最大輸出1A）→輸出電容C2（10μF鉭電容，改善瞬態(tài)響應）→負載RL。關鍵元件參數：-LDO芯片：選擇壓差≤1V（滿足4.5V輸入時3.3V輸出，壓差1.2V，AMS1117壓差1.1V符合），靜態(tài)電流≤1mA，輸出精度±1%。-C1：10μFX7R陶瓷電容（ESR低，抑制輸入紋波）；C2：10μF鉭電容（ESR約100mΩ，滿足LDO穩(wěn)定性要求）。-過流保護：LDO內部集成，通常設置為1.5-2倍額定電流（如1.5A），當輸出電流超過閾值時，芯片限流。-溫度保護：內部熱敏二極管檢測結溫，超過150℃時關斷輸出，溫度降低后自動恢復。設計要點：①輸入輸出電容選擇：C1需靠近LDO輸入引腳，減少引線電感；C2需靠近輸出引腳，改善負載瞬態(tài)響應。②散熱設計：LDO功耗Pd=(Vi-Vo)×Io，最大Pd=(5.5-3.3)×1=2.2W，需加散熱片（熱阻≤(125℃-環(huán)境溫度)/Pd，環(huán)境溫度25℃時，熱阻≤(100℃)/2.2W≈45℃/W）。③穩(wěn)定性：LDO需滿足相位裕度≥45°，輸出電容的ESR需在芯片推薦范圍內（如AMS1117要求ESR=10mΩ-1Ω）。2.編寫一段C語言程序，實現STM32F407的定時器3（TIM3）PWM輸出功能，要求：通道1（PA6）輸出頻率10kHz、占空比30%的方波，使用高級定時器模式，時鐘源為內部時鐘（APB1=42MHz）。要求包含寄存器配置和關鍵注釋。解答：```cinclude"stm32f4xx.h"voidTIM3_PWM_Init(void){//1.使能時鐘RCC->APB1ENR|=RCC_APB1ENR_TIM3EN;//使能TIM3時鐘RCC->AHB1ENR|=RCC_AHB1ENR_GPIOAEN;//使能GPIOA時鐘//2.配置PA6為復用功能（AF2對應TIM3_CH1）GPIOA->MODER&=~GPIO_MODER_MODER6;//清除PA6模式位GPIOA->MODER|=GPIO_MODER_MODER6_1;//復用功能模式（10）GPIOA->AFR[0]&=~GPIO_AFRL_AFRL6;//清除AFRL6GPIOA->AFR[0]|=(2<<24);//PA6復用為AF2（TIM3_CH1）GPIOA->OSPEEDR|=GPIO_OSPEEDR_OSPEED6;//高速模式//3.配置TIM3時基單元TIM3->PSC=41;//預分頻器：42MHz/(41+1)=1MHzTIM3->ARR=99;//自動重裝載值：1MHz/(99+1)=10kHz（周期100μs）TIM3->CR1|=TIM_CR1_CMS_0;//中心對齊模式1（可選，此處用邊沿對齊）TIM3->CR1&=~TIM_CR1