電工電子技術(shù)試題庫(kù)考試試卷期末考試試卷及答案詳解一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.在理想運(yùn)算放大器構(gòu)成的反相比例放大電路中，若反饋電阻Rf=100kΩ，輸入電阻R1=10kΩ，則電壓放大倍數(shù)約為A.?1??B.?10??C.?100??D.?0.1答案：B解析：反相比例放大倍數(shù)Av=?Rf/R1=?100kΩ/10kΩ=?10。2.某NPN晶體管共射極放大電路，靜態(tài)時(shí)測(cè)得VCE=6V，若電源電壓VCC=12V，則集電極電阻RC上的直流壓降約為A.12V??B.6V??C.3V??D.0V答案：B解析：VRC=VCC?VCE=12V?6V=6V。3.在RLC串聯(lián)諧振電路中，若品質(zhì)因數(shù)Q=50，諧振頻率f0=1kHz，則帶寬BW約為A.50Hz??B.20Hz??C.10Hz??D.5Hz答案：B解析：BW=f0/Q=1000Hz/50=20Hz。4.用萬(wàn)用表電阻擋判斷二極管極性時(shí)，若紅表筆接二極管A端、黑表筆接B端時(shí)示數(shù)為“1.”，反接后示數(shù)為“0.62V”，則A.A端為陽(yáng)極??B.B端為陽(yáng)極??C.二極管已擊穿??D.二極管開(kāi)路答案：B解析：數(shù)字表紅表筆內(nèi)接電池正極，反接導(dǎo)通說(shuō)明B端為陽(yáng)極。5.某三相異步電動(dòng)機(jī)額定線電壓380V，額定功率7.5kW，功率因數(shù)0.85，效率0.9，則額定線電流約為A.15A??B.18A??C.21A??D.25A答案：C解析：I=P/(√3·U·cosφ·η)=7500/(1.732×380×0.85×0.9)≈21A。6.在555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器中，若外接電阻R=47kΩ，電容C=10μF，則輸出脈沖寬度約為A.0.33s??B.0.52s??C.1.1s??D.2.2s答案：B解析：T=1.1RC=1.1×47×103×10×10??≈0.517s。7.某CMOS反相器電源電壓VDD=5V，其高低電平噪聲容限之和約為A.0.5V??B.1.0V??C.1.5V??D.2.0V答案：B解析：CMOS閾值約VDD/2，噪聲容限≈0.2VDD=1V。8.在采用PI調(diào)節(jié)器的直流調(diào)速系統(tǒng)中，若積分時(shí)間常數(shù)Ti過(guò)大，則系統(tǒng)將出現(xiàn)A.超調(diào)增大??B.穩(wěn)態(tài)誤差增大??C.響應(yīng)變慢??D.振蕩加劇答案：C解析：Ti過(guò)大積分作用弱，系統(tǒng)響應(yīng)遲緩。9.某8位ADC的參考電壓VREF=5V，輸入電壓2.2V，則其數(shù)字輸出為A.01101100??B.01101000??C.01100110??D.01110010答案：A解析：D=(2.2/5)×255≈112.2→112=01110000B，取最接近01101100B。10.在SPWM逆變器中，若載波頻率為10kHz，調(diào)制波頻率為50Hz，則每個(gè)基波周期的載波脈沖個(gè)數(shù)為A.50??B.100??C.200??D.400答案：C解析：10kHz/50Hz=200。11.某邏輯函數(shù)F=Σm(1,3,5,7)，其最簡(jiǎn)與或式為A.A??B.B??C.A⊕B??D.A+B答案：B解析：四變量最小項(xiàng)1、3、5、7對(duì)應(yīng)B=1，A任意，故F=B。12.在正弦交流電路中，若電壓u(t)=100sin(314t+30°)V，電流i(t)=5sin(314t?30°)A，則電路功率因數(shù)為A.0.5??B.0.707??C.0.866??D.1答案：C解析：相位差60°，cos60°=0.5，但功率因數(shù)=cos(φu?φi)=cos60°=0.5，更正：cos(30°?(?30°))=cos60°=0.5，選A。13.某穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓值為6.2V，動(dòng)態(tài)電阻rz=5Ω，若負(fù)載電流變化20mA，則輸出電壓變化約為A.0.1V??B.0.2V??C.0.3V??D.0.4V答案：A解析：ΔU=rz·ΔI=5Ω×0.02A=0.1V。14.在采用IGBT的三相逆變器中，上下橋臂直通短路保護(hù)通常采用A.過(guò)壓保護(hù)??B.欠壓保護(hù)??C.死區(qū)時(shí)間??D.過(guò)溫保護(hù)答案：C解析：死區(qū)時(shí)間防止上下管直通。15.某存儲(chǔ)器容量為16K×8，其地址線根數(shù)為A.10??B.12??C.14??D.16答案：C解析：16K=21?，需14根地址線。二、填空題（每空2分，共20分）16.在共射放大電路中，若晶體管β=100，發(fā)射極直流負(fù)極電阻RE=1kΩ，集電極電阻RC=2kΩ，電源電壓VCC=12V，基極偏置電流IB=20μA，則集電極靜態(tài)電流IC=____mA，VCE=____V。答案：2mA；8V解析：IC=βIB=100×20μA=2mA；VCE=VCC?IC(RC+RE)=12?2mA×3kΩ=6V，更正：VCE=VCC?ICRC?IERE≈12?2×2?2×1=6V。17.理想變壓器初級(jí)接220V，次級(jí)繞組匝數(shù)比為10:1，則次級(jí)電壓為_(kāi)___V；若次級(jí)接4Ω負(fù)載，則初級(jí)等效阻抗為_(kāi)___Ω。答案：22V；400Ω解析：U2=220/10=22V；Z1=N2Z2=100×4=400Ω。18.在RC正弦振蕩器中，若R=16kΩ，C=10nF，則振蕩頻率f0≈____Hz；為滿足起振條件，放大器電壓增益至少為_(kāi)___。答案：995Hz；3解析：f0=1/(2πRC)=1/(2π×16k×10n)≈995Hz；文氏電橋增益≥3。19.某D觸發(fā)器初始Q=0，若輸入D=1，在時(shí)鐘上升沿到達(dá)后Q=____；若將Q?接回D，則電路實(shí)現(xiàn)____功能。答案：1；二分頻解析：D=1則Q=1；Q?反饋構(gòu)成翻轉(zhuǎn)，每時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)一次，實(shí)現(xiàn)二分頻。20.在采用霍爾傳感器的無(wú)刷直流電機(jī)中，每轉(zhuǎn)一圈霍爾信號(hào)變化____次；若電機(jī)極對(duì)數(shù)為4，則機(jī)械角度360°對(duì)應(yīng)電角度____°。答案：24；1440°解析：三相霍爾，每轉(zhuǎn)6×4=24跳變；電角度=機(jī)械角度×極對(duì)數(shù)=360×4=1440°。三、判斷改錯(cuò)題（每題2分，共10分，正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”并改正）21.在理想運(yùn)算放大器線性工作區(qū)，兩輸入端電流為零，因此兩輸入端電壓也一定為零。答案：×，改正：兩輸入端電壓差為零，而非各端對(duì)地電壓為零。22.三相四線制中，中線斷開(kāi)會(huì)導(dǎo)致各相電壓嚴(yán)重不平衡，甚至燒毀設(shè)備。答案：√23.在MOSFET開(kāi)關(guān)電路中，柵極串聯(lián)電阻越大，開(kāi)關(guān)速度越快。答案：×，改正：柵極串阻越大，充放電越慢，開(kāi)關(guān)速度越慢。24.邏輯函數(shù)F=A·B+C，其反函數(shù)F?=A?+B?·C?。答案：×，改正：F?=(A?+B?)·C?。25.同步計(jì)數(shù)器比異步計(jì)數(shù)器工作頻率高，但電路更簡(jiǎn)單。答案：×，改正：同步計(jì)數(shù)器電路更復(fù)雜。四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共18分）26.說(shuō)明BJT放大電路產(chǎn)生截止失真和飽和失真的原因，并給出消除方法。答案：截止失真因靜態(tài)IB過(guò)小，輸入信號(hào)負(fù)半周使晶體管截止；消除：提高基極偏置電壓或減小RB。飽和失真因靜態(tài)IC過(guò)大，VCE過(guò)小，輸入正半周進(jìn)入飽和；消除：減小集電極電阻RC或降低偏置電流。27.簡(jiǎn)述SPWM調(diào)制中“調(diào)制比”與“載波比”的定義及對(duì)輸出波形的影響。答案：調(diào)制比M=調(diào)制波幅值/載波幅值，M≤1為線性調(diào)制，輸出基波幅值與M成正比；載波比N=載波頻率/調(diào)制波頻率，N越高諧波頻率越高，濾波越容易，但開(kāi)關(guān)損耗增大。28.說(shuō)明CMOS反相器功耗的構(gòu)成，并指出降低功耗的設(shè)計(jì)措施。答案：功耗含靜態(tài)功耗（漏電流）和動(dòng)態(tài)功耗（充放電及短路電流）。降低措施：降低VDD、減小負(fù)載電容、提高閾值電壓、采用低擺幅信號(hào)、關(guān)斷空閑模塊。五、計(jì)算題（共32分）29.（10分）圖示電路為兩級(jí)放大，已知T1參數(shù)β1=100，rbe1=1kΩ；T2參數(shù)β2=200，rbe2=500Ω；RC1=2kΩ，RE1=200Ω，RC2=1kΩ，RE2=100Ω，RL=1kΩ，VCC=12V，電容足夠大。求中頻電壓放大倍數(shù)Av=vo/vi。答案：第一級(jí)增益Av1=?β1(RC1//Ri2)/[rbe1+(1+β1)RE1]Ri2=rbe2+(1+β2)RE2=500+201×100=20.6kΩRC1//Ri2=2k//20.6k≈1.82kΩAv1=?100×1.82k/(1k+101×200)=?100×1.82/21.2≈?8.58第二級(jí)增益Av2=?β2(RC2//RL)/[rbe2+(1+β2)RE2]=?200×(1k//1k)/20.6k=?200×500/20.6k≈?4.85總增益Av=Av1·Av2≈(?8.58)×(?4.85)≈41.630.（10分）某三相半控橋整流電路，電源線電壓380V，負(fù)載為R=5Ω，觸發(fā)角α=60°，求直流輸出電壓平均值Ud、負(fù)載電流Id及晶閘管電流有效值IVT。答案：Ud=1.35U2cosα=1.35×380×cos60°=1.35×380×0.5=256.5VId=Ud/R=256.5/5=51.3A每管導(dǎo)通120°，IVT=Id/√3=51.3/1.732≈29.6A31.（12分）設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字溫度報(bào)警器，當(dāng)溫度≥60°C時(shí)輸出高電平報(bào)警。采用NTC熱敏電阻與運(yùn)放比較器實(shí)現(xiàn)。已知：NTC在60°C時(shí)阻值RT=2kΩ，25°C時(shí)R25=10kΩ，B常數(shù)3950K；運(yùn)放電源±5V；要求比較器閾值滯后2°C。（1）畫出電路圖并標(biāo)出關(guān)鍵參數(shù)；（2）計(jì)算上、下限閾值電阻分壓值；（3）說(shuō)明滯后實(shí)現(xiàn)方法。答案：（1）電路：NTC與R1串聯(lián)分壓接同相端，反相端接基準(zhǔn)，輸出經(jīng)R2正反饋至同相端。（2）60°C對(duì)應(yīng)RT=2kΩ，設(shè)R1=2kΩ，則同相端電壓V+=5×RT/(R1+RT)=2.5V。滯后2°C對(duì)應(yīng)NTC阻值變化ΔRT，利用B方程：1/T2=1/T1?(1/B)ln(R2/R1)，T1=333.15K，T2=335.15K解得R上限=2kΩ·exp[B(1/T1?1/T2)]≈1.87kΩR下限=2kΩ·exp[B(1/T1?1/T3)]，T3=331.15K→R下限≈2.15kΩ對(duì)應(yīng)V+上限=5×1.87/(2+1.87)=2.41V，V+下限=5×2.15/(2+2.15)=2.59V取基準(zhǔn)Vref=2.5V，則正反饋電阻R2=(V+上限?V+下限)/(VOH?VOL)·(R1//RT)≈0.18/10×1kΩ=18kΩ，取20kΩ可調(diào)。（3）滯后：輸出高時(shí)通過(guò)R2拉高同相端，需溫度再降2°C才翻轉(zhuǎn)回低，實(shí)現(xiàn)回差，抑制抖動(dòng)。六、綜合設(shè)計(jì)題（共40分）32.（20分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的0?20mA電流環(huán)輸出電路，要求：（1）單片機(jī)DA輸出0?2.5V；（2）負(fù)載RL=0?500Ω；（3）電源24V；（4）精度±0.1mA；（5）具有開(kāi)路檢測(cè)。完成：a.給出電路原理圖（文字描述）；b.計(jì)算關(guān)鍵電阻值；c.說(shuō)明軟件校準(zhǔn)步驟；d.給出開(kāi)路檢測(cè)算法。答案：a.電路：采用運(yùn)放+NMOS構(gòu)成電壓/電流轉(zhuǎn)換。DA經(jīng)RC低通接運(yùn)放同相端，運(yùn)放輸出驅(qū)動(dòng)NMOS柵極，源極串采樣電阻RS=125Ω到地，負(fù)載串在24V與漏極之間。運(yùn)放負(fù)反饋取自RS電壓，形成0?2.5V→0?20mA。開(kāi)路檢測(cè)：在漏極接100kΩ上拉到24V，經(jīng)分壓送入ADC，若電壓>22V判開(kāi)路。b.20mA×125Ω=2.5V，滿足滿幅；運(yùn)放輸入共模需≤2.5V，選軌到軌輸入。c.軟件校準(zhǔn)：短接負(fù)載，DA輸出0x800，測(cè)RS電壓，修正DA偏移；DA輸出滿幅，測(cè)20mA，計(jì)算增益系數(shù)K=理論/實(shí)測(cè)，保存Flash。d.開(kāi)路算法：每100ms采樣漏極電壓，若V>22V且持續(xù)3次，置開(kāi)路標(biāo)志，關(guān)閉DA輸出并報(bào)警。33.（20分）某工廠需對(duì)一臺(tái)37kW三相異步電機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能改造，給出完整技術(shù)方案，含：（1）變頻器選型計(jì)算；（2）制動(dòng)單元與電阻配置；（3）EMC濾波設(shè)計(jì)；（4）PLC控制接口；（5）節(jié)能效果預(yù)估。答案：（1）電機(jī)額定電流約70A，選45kW重載型變頻器，額定輸出90A，內(nèi)置直流電抗器，IP54防護(hù)。（2）系統(tǒng)慣量大，需快速停車，計(jì)算制動(dòng)功率：Pb=η·(2πnT)/60·k，n=1480rpm，T=2.4×TN，k=0.2，得Pb≈7.5kW，選制動(dòng)單元10kW，電阻值R=UDC2/Pb=7502/10k=56Ω，功率斷續(xù)選4kW自然冷卻。（3）EMC：輸入端加三相濾波器，額定電流100A，插入損耗