裝訂線裝訂線PAGE2第1頁，共3頁中國礦業大學（北京）《信號與信號處理實驗》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共15個小題，每小題1分，共15分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、在數字邏輯電路中，可編程邏輯器件（PLD）如現場可編程門陣列（FPGA）和復雜可編程邏輯器件（CPLD）得到了廣泛應用。FPGA和CPLD在結構和性能上有一定的差異，以下關于它們的比較，哪一項是正確的？（）A.FPGA的集成度低于CPLDB.CPLD的編程靈活性高于FPGAC.FPGA的速度通常比CPLD快D.CPLD更適合實現復雜的邏輯功能2、對于一個通信系統，若要實現高數據傳輸速率和低誤碼率，以下哪個因素最為關鍵？（）A.信號功率B.帶寬C.編碼方式D.調制方式3、在集成電路制造工藝中，光刻技術是關鍵步驟之一。以下關于光刻技術的描述，哪一項是不準確的？（）A.用于在硅片上形成電路圖案B.分辨率決定了能夠制造的最小器件尺寸C.光刻過程中需要使用光刻膠D.光刻的精度不受光源波長的影響4、在模擬通信系統中，噪聲對信號的傳輸有很大的影響。以下關于噪聲的描述，哪一項是正確的？（）A.熱噪聲是由電子的熱運動產生的，其功率譜密度是均勻的B.散粒噪聲是由半導體器件中的電流起伏引起的，只存在于低頻段C.閃爍噪聲是由電阻的熱噪聲引起的，其功率譜密度與頻率成正比D.以上都不對5、在通信系統的復用技術中，以下哪種復用方式可以同時傳輸多路信號且各路信號的頻譜相互重疊？（）A.時分復用B.頻分復用C.波分復用D.碼分復用6、在數字信號傳輸中，曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼常用于數據同步。差分曼徹斯特編碼的特點是？（）A.每個比特的中間都有跳變B.每個比特的起始位置有跳變C.每個字節的起始位置有跳變D.每個字節的中間都有跳變7、在數字圖像處理中，圖像壓縮是一項重要的技術。JPEG圖像壓縮標準主要采用了哪種壓縮方法？（）A.無損壓縮B.有損壓縮C.熵編碼D.預測編碼8、在電力電子變換電路中，降壓斬波電路（BuckConverter）可以實現直流電壓的降壓變換。以下關于其工作原理的描述，哪一項是錯誤的？（）A.導通期間，輸入電源向電感充電B.關斷期間，電感向負載放電C.輸出電壓的平均值等于輸入電壓乘以占空比D.輸出電流是連續的9、在通信系統中，香農定理指出在有噪聲的信道中，最大數據傳輸速率與信道帶寬、信噪比之間存在一定關系。當信道帶寬為10MHz，信噪比為30dB時，根據香農定理，該信道的最大數據傳輸速率約為：（）A.10MbpsB.30MbpsC.50MbpsD.100Mbps10、在信號與系統中，連續時間系統的沖激響應和階躍響應具有重要的意義。如果已知一個系統的沖激響應，如何通過數學運算得到其階躍響應？（）A.對沖激響應進行積分B.對沖激響應進行微分C.對沖激響應進行傅里葉變換D.對沖激響應進行拉普拉斯變換11、在數字邏輯設計中，卡諾圖是化簡邏輯函數的常用工具。使用卡諾圖化簡邏輯函數時，相鄰的最小項可以合并，其合并的原則是：（）A.邏輯相鄰且取值相同B.邏輯相鄰且取值相反C.邏輯不相鄰但取值相同D.邏輯不相鄰且取值相反12、在無線通信系統中，天線是實現電磁波發射和接收的關鍵部件。以下關于天線增益的描述，哪一項是正確的？（）A.天線增益表示天線接收信號的能力B.天線增益與天線的尺寸無關C.天線增益越大，覆蓋范圍越廣D.天線增益是相對于參考天線的功率放大倍數13、關于數字通信系統中的均衡技術，以下哪種均衡器能夠自適應地調整參數以補償信道失真？（）A.線性均衡器B.非線性均衡器C.自適應均衡器D.固定均衡器14、關于微處理器的體系結構，以下哪種架構采用了復雜指令集（CISC）？（）A.ARM架構B.MIPS架構C.x86架構D.PowerPC架構15、在數字通信的差錯控制編碼中，卷積碼是一種性能優良的編碼方式。卷積碼的譯碼方法通常有：（）A.硬判決譯碼和軟判決譯碼B.前向糾錯譯碼和反饋糾錯譯碼C.最大似然譯碼和最小距離譯碼D.串行譯碼和并行譯碼二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）請具體論述在數字信號處理中，快速傅里葉變換（FFT）算法相較于傳統離散傅里葉變換（DFT）的優勢和局限性。2、（本題5分）電子信息工程中的信號處理方法有哪些？舉例說明其在實際中的應用。3、（本題5分）闡述濾波器設計中不同類型濾波器，如巴特沃斯濾波器、切比雪夫濾波器等在通帶波紋、阻帶衰減和過渡帶特性方面的特點。4、（本題5分）詳細解釋通信系統中的量子密鑰分發技術的原理和安全性優勢。三、設計題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）設計一個基于FPGA的圖像增強系統，能夠提高圖像的對比度和亮度，說明算法和硬件實現。2、（本題5分）設計一個音頻均衡器電路，能夠對輸入的音頻信號進行不同頻段的增益調節，以改善音頻質量。3、（本題5分）設計一個溫度傳感器網絡遠程監控電路，能夠通過互聯網遠程監控溫度傳感器網絡的工作狀態和數據，實現遠程管理。4、（本題5分）設計一個基于單片機的智能垃圾桶，當垃圾裝滿時自動發送信號通知清理。5、（本題5分）基于通信原理設計一個數字通信系統，包括信源編碼、信道編碼、調制解調等模塊，給出系統性能評估。四、分析題（本大題共4個小題，共40分)1、（本題10分）一個基于藍牙低能耗（BLE）的醫療設備監測系統，數據傳輸的可靠性和安全性有待提高。分析BLE的安全機制和數據加密方法，研究如何加強數據認證和加密，保障醫療數據的隱私和安全。2、（本題10分）在電子對抗領域，干擾與抗干擾技術是關鍵。請分析常見的電子干擾手段如噪聲干擾、欺騙干擾等的原理和實現方法，以及相應的抗干擾技術如頻率捷變、擴頻通信等的工作機制和性能評估，同時考慮在復雜電磁環境中的適應性和有效性。3、（本題10分）某無線充電系統的傳輸距離和效率