《电子系统设计》练习题
一. 填空题
1. 电子系统分为模拟型、数字型和模数混合型三种。
2. 在认识、理解与设计电子系统的过程中，常常不用给出详细的内部结构，只需从输入、
输出特性去描述，需要用到黑箱辨识法。
3. 黑箱辨识法包括三个基本步骤，即黑箱的确认、黑箱的考察和建立黑箱模型。 4. 在一般电子产品装配中，使用的焊锡是锡和铅熔合成的合金。 5. 助焊剂的主要作用是除去氧化膜、防止氧化以及减小表面张力。 6. 工业生产焊锡技术主要有浸焊、波峰焊、回流焊以及倒装焊。 7. 在电子产品中，三大基础电抗元件是指电阻器（含电位器）、电容器和电感器（含变压
器）。
8. 某一采用数码法标识的电容器件，表面标识的数码是479，则该电容标称值为4.7pF（47
×10-1pF）。
9. 电磁干扰主要有平行线效应、天线效应和电磁感应三种形式。
10. 典型模拟电路系统主要由传感器件、信号放大与变换电路和执行机构组成。
11. 晶体管串联反馈调整型稳压电源包括调整元件、比较放大、基准电压和取样回路四个部分。
12. 半导体存储器从存储功能上可分为只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）两大类。
13. 一个完整的数字系统主要包括输入电路、输出电路、控制电路、时基电路和若干子系统
等五个部分。
14. 常温下，硅二极管的开启电压约0.5V，导通后在较大电流下的正向压降约0.7V；锗二极管的开启电压约0.2V，导通后在较大电流下的正向压降约0.3V。
15.在某放大电路中，晶体管三个电极的电流如图所示，由图可知：
(1)电极①②③分别为 C,E,B ；(2)β约为 40 ；(3)管子类型为 PNP型 。
16. 放大电路产生零点漂移的主要原因是 温度对三极管的影响 。 17. 为了放大从热电偶取得的反映温度变化的微弱信号，放大电路应
采用 直接 耦合方式。
18. 功率放大电路的主要作用是向负载提供信号功率，需要较大的信号电压和电流。 19. 电流源电路的输出电阻越大，其恒流特性越好。
20. 根据石英晶体的电抗频率特性曲线，当f=fs时，石英晶体呈纯阻性；当fs 晶体呈 感 性；当f ?a(?)??f(?)?2n? ；幅值条件为 A(?)·F(?)?1 。 22. 分别从LPF、HPF、BPF和BEF中选择一词填空。 (1) LPF的直流电压放大倍数就是它的通带电压放大倍数。 (2)BPF在f=0或f→∞（意即频率足够高）时的电压放大倍数均等于零。 (3)在理想情况下，HPF在f→∞时的电压放大倍数就是它的通带电压放大倍数。 (4)在理想情况下，BEF在f=0与f→∞时的电压放大倍数相等，且不等于零。 23. 同模拟相比，数字信号的特点是它的离散性。一个数字信号只有两种取值，分别表示为 “0”和 “1” 。 24. A/D转换的一般步骤包括采样、保持、量化和编码。 25. 衡量A/D转换器性能的两个主要指标是转换精度和转换时间。 26. 时序模块中的基本单元是触发器。 27. 寄存器分为数码寄存器和移位寄存器。 28. 色环电阻器第一环为棕色，第二环为灰色，第三环为红色，第四环为金色，则该电阻器 的标称值是 Ω，允许偏差是 。 29. 工作在放大状态的三极管可作为模拟器件，工作在截止和饱和状态的三极管可作为数字器件。 30. 请列出至少三个电阻器的主要特性参数：标称值、允许偏差、额定功率、温度系数等。 31. 请列出至少三个电容器的用途：旁路（去耦）、耦合、滤波、调谐等。 32. 在应用电路中，通常在电磁继电器的线圈端并联一个二极管，则该二极管的功能是保护该线圈（续流）。 33. EEPROM存储器掉点后，其内部数据将不变。 34. 锁相环由鉴相器（或相位比较器）、环路滤波器 和压控振荡器 三部分组成。 35. 目前手机等通讯设备的电路装配技术广泛采用SMT（表面贴装技术）。 二. 选择题（20题） 1. 一个NPN型晶体管在电路中正常工作，现测得UBE?0，UBC?0，UCE?0，则此 管工作区为（A）。 (A)饱和区 (B)截止区 (C)放大区 2. 二极管（忽略其正向压降）电路如图所示，输出电压UO值为（A） (A)0V (B)4V (C)6V (D)12V 3. 电路如图，设DZ1的稳定电压为5V，DZ2的稳定电压为7V，两管 正向压降均为0V，在正常UI输入下，输出UO的值为（A） (A)5V (B)7V (C)6V (D)0V 4. 电路如图，若图中的电路出现故障，且经测量得知 UE?0、Uc?VCC。故障的原因是下列四种之一，请 判明是（D）。 (A)RC开路 (B) RC短路 (C) Re短路 (D) Rb1开路 5. 电路如图所示。设运放是理想的器件，电阻R1和Rf取值合 适，R=100kΩ，C=0.01μF，则振荡频率约为（ B ）。 (A)15.9Hz (B)159Hz (C)999Hz (D)99.9Hz 6. 在下列逻辑电路中，不是组合逻辑电路的有（ D ） (A) 译码器 (B)编码器 (C)全加器 (D)寄存器 7. 下列触发器中没有约束条件的是（D） (A)基本RS触发器 (B)主从RS触发器 (C)同步RS触发器 (D)边沿D触发器 8. 一段导线的电阻与其两端所加的电压（B） (A)一定有关 (B)一定无关 (C)可能有关 9. 1度电可供220V 40W的灯泡正常发光的时间是（C） (A)20h (B)45h (C)25h 10. 串联电容器的等效电容量总是（B）其中任一电容器的电容量。 (A) 大于 (B)小于 (C)等于 11. NPN型三极管处于放大状态时，各电极电位关系是（A） (A)UC>UB>UE (B)UC>UE>UB (C)UC (A)一定导通 (B)超过死区电压才能导通 (C)超过0.7V才导通 (D) 超过0.3V才导通 13. 欲对全班43名学生以二进制代码编码表示，最少需要二进制码的位数是（B） (A)5 (B) 6 (C) 8 (D)43 14. 某数/模转换器的输入为8位二进制数字信号（D7~D0），输出为0~25.5V的模拟电压。 若数字信号的最低位是“1”，其余各位是“0”，则输出的模拟电压为（B） (A)1V (B)0.1V (C)0.01V (D)0.001V 15. 一个16选1的数据选择器，其地址输入端有（C）个。 (A)1 (B)2 (C)4 (D)8 16. 属于组合逻辑电路的是（B） (A)触发器 (B)全加器 (C)移位寄存器 (D)计数器 17. 一个4位分辨率的A/D转换器，参考电压为1V，则该A/D转换器所能识别的最小模拟 电压值是（单位是V）（D） (A)1/2 (B) 1/4 (C)1/8 (D)1/16 18. 与TTL门电路相比，CMOS门电路（ C ） (A)制造工艺更复杂 (B)成品率低 (C)功耗较小 (D)不能使用高于5V的电源 三. 简答题（12题） 1. 请简述电子系统的设计步骤。 答：电子系统设计的一般流程是：（1）课题分析；（2）方案论证；（3）单元电路的设计、参数计算和元器件选择；（4）EDA仿真；（5）安装和调试。 2. 请列举在传统和现代电子系统设计中常用的设计方法（不少于五种）。 答：（1）自底向上设计方法；（2）自顶向下设计方法；（3）层次式设计方法；（4）嵌入式设计方法；（5）基于IP的系统芯片（SOC）的设计。 3. 简述手工焊锡基本操作的五步训练法。 答：（1）准备施焊；（2）加热焊件；（3）熔化焊料；（4）移开焊锡；（5）移开烙铁。 4. 简述电子系统设计中常用的故障诊断技术。 答：（1）观察法：分为静态观察法和动态观察法；（2）测量法：分为电阻法、电压法、电流法、波形法和逻辑状态法；（3）跟踪法：分为信号寻迹法、信号注入法；（4）替换法：分为 元器件替换、单元电路替换和部件替换；（5）比较法：分为整机比较法、调整比较法、旁路比较法和排除比较法。 5. 简述用SSI器件设计组合逻辑电路的步骤。 答：用SSI器件设计组合逻辑电路的步骤如下： （1）根据对电路逻辑功能的要求，列出真值表； （2）由真值表写出标准逻辑表达式； （3）化简和变换逻辑表达式，从而画出逻辑电路图。 6. 简述用SSI器件设计时序逻辑电路的步骤。 答：用触发器及门电路设计时序逻辑电路的一般步骤如下： （1）由给定的逻辑功能求出原始状态图； （2）状态化简； （3）状态编码、并画出编码形式的状态图及状态表； （4）选择触发器的类型及个数； （5）求电路的输出方程及各触发器的驱动方程； （6）画逻辑电路，并检查自启动能力。 7. 简述数字电路系统的设计步骤。 答：数字电路系统的设计步骤如下： （1）分析设计要求，明确性能指标； （2）确定总体方案； （3）设计各子系统（或单元电路）； （4）设计控制电路； （5）组成系统； （6）安装调试，反复修改，直至完善； （7）总结设计报告。 8. 某放大电路在负载开路时的输出电压的有效值为4V，接入3kΩ负载电阻后，输出电压 的有效值降为3V，据此计算放大电路的输出电阻。 答：已知放大电路的开路电压U'O?4V、UO?3V、RL?3k?，于是有 UO?U'ORL RO?RL据此可解出Ro?1k?。 9. 请仔细阅读如下图的电路，简述各运放的功能，并写出VO1、VO2、VO的表达式。 答：A1为反相加法器，A2为电压跟随器（或同相缓冲电路），A3为差分减法电路。 10. 如图所示为某音频信号放大电路，请分析图中所 示的所有电阻和电容在该电路中的主要功能或作用。 答：图中，C1、C2起电源滤波作用；C3起耦合、隔直作用；C4和R1组成低通滤波电路，滤掉高频信号；RP1起信号衰减作用。 四. 分析题（10题） 1. 试分析晶体管串联反馈调整型稳压电路的稳压过程。 答：该稳压电路的稳压过程为：假如由于某种原因使uo变化??（书P99）。 2. 有一个由理想运放构成的电路如图所示，求该电路的电压增益。 答：因输入的是差模信号，所以运放A1和A2的输出仍然是差模信号。电阻R1、R2和RG支路的中点必为交流的零电位点。所以可把A1和A2分别看成同相比例运算电路。A3组成差动运算电路，当R1=R2=R1时，电压增益 Au?UoRR??4(1?1) Ui1?Ui2R3RG通过调节RG可以方便地改变电压增益。 （该电路常用作仪表放大器） 3. 一阶低通滤波器电路如图所示，已知R1=10kΩ，R2=30kΩ，C=0.5μF，A为理想运放。(1)试导出滤波器增益 UoUi??的表达式。 (2)确定电路通带增益Aup、特征频率f0的值。 (3)画出电路增益的幅频特性曲线。 答： (1) (2) ， (3) 4. 已知反相滞回比较器如图（a）所示，A为理想运放，输出电压的两个极限值为±5V，D为理想二极管，输入电压ui的波形如图（b）所示。试画出相应的输出波形。 答： 当uo=+5V时，D导通，阈值电压Uth1=3.5V； 当uo=-5V时，D截止，阈值电压Uth2=UREF=2V。输出波形如下图 5. 如图所示桥式整流电容滤波电路。已知RL=50Ω，C=1000μF，用交流电压表量得U2=20V。如果用直流电压表测得的UO(AV)有下列几种情况：（1）28V，（2）18V，（3）24V，（4）9V，试分析它们是电路分别处在什么情况下引起的（指电路正常或出现某种故障）。 答：(1)有电容滤波，RL开路的状态，UO=1.4U2。 (2)有负载RL，电容C开路的状态，UO=0.9U2。 (3)电路正常，UO=1.2U2。 (4)电容C开路，并且整流电路中有一个二极管开路，即整流电路为半波整流状态，此时，UO=0.5U2。 6. 指出图中的5V稳压电路是否有错误。如有错误，请在原电路基础上加以改正，最多只允许加两个电阻。 改正后 答：原图有错误，因为晶体管无偏置电流，稳压管也没有电流通路。改正后的电路如右图所示，电路中增加的电阻R既为晶体管提供偏流，也为稳压管提供了电流通路，同时作为稳压管的限流电阻，起到保护稳压管的作用。 7. 图中画出了两个用三端集成稳压器组成的电路，已知电流IW=5mA。(1)写出图(a)中IO的表达式，并算出其具体数值。(2)写出图(b)中UO的表达式，并算出当R2=5Ω时的具体数值。(3)请指出这两个电路分别具有什么功能。 答：(1) (2) (3)图(a)为恒流源电路，图(b)为输出可调的稳压电源。 8. 分析图示由74LS161构成的电路。 (1) 画出完整的状态转换图。 (2) 画出Qd相对于CP的波形，说明是几分频，Qd的占空比是多少？ 答： (1)状态转换图如下图所示。 (2)Qd相对CP为10分频，Qd的占空比是50%。 9. 如图，已知：R1=200Ω、R2=300Ω、R3=R4=500Ω、C1=C2=C3=0.01μF， 求：1）由哪几部分电路构成。 2）延长时间调节那些参数并计算 3）按下即响调节那些参数 4）改变声调调节那些参数 五. 设计题（10题） 1. 试用W317三端集成稳压芯片设计制作输出电压为+7V的直流稳压电源。 答： 2. 试用运放741芯片设计制作一阶低通滤波器，要求截止频率为10kHz，电路增益为1。 答： 3. 试用555定时器设计制作振荡频率f=10Hz的脉冲波形发生器。 (1)画出相应电路； (2)计算电路相关参数。 4. 试采用与非门和共阳极LED数码管设计一个显示译码器，显示的字型为 答：首先列出字型与电路状态的真值表，因只有六个字型，需要A、B、C三个控制变量。三个控制变量可以确定八个字型，现在是六个，多余的二个可以作为任意项处理，以利笔划段逻辑函数的化简。 真值表 LED显示译码器的卡诺图 笔划段的卡诺图如上图所示，将其进行化简。根据简化的逻辑式，将其转换为与非与非形式，即可用与非门加以实现。这些逻辑式如下： ， ，，， 5. 有A、B、C、D四位委员表决提案，提案需四分之三多数赞成才能通过，其中，A具有一票否决权。试用8选1数据选择器设计该表决器。 6. 用74LS160芯片设计一个24进制的计数器。