第15卷 脉冲与数字信号——基本概念、表示方法与RC电路 山东省（春季高考）《电子技术基础》（劳保版·第6版） 单元过关卷

山东省（春季高考）考纲百套卷 第15卷 脉冲与数字信号——基本概念、表示方法与RC电路 单元过关卷《电子技术基础与技能》机电技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 下面不属于脉冲信号的是（ ） A. 方波 B. 矩形波 C. 正弦波 D. 三角波 2. 对脉冲描述正确的是（ ） A. 脉冲必须是周期性重复的 B. 脉冲可以是非周期性的 C. 脉冲不能仅仅单次出现 D. 脉冲一般作用时间极长 3. 脉冲波形的“上升沿时间”指的是（ ） A. 脉冲从低电平上升到高电平的50%到90%所需要的时间 B. 脉冲从低电平上升到高电平的10%到90%所需要的时间 C. 脉冲从低电平上升到高电平的10%到50%所需要的时间 D. 脉冲从低电平上升到高电平的全程时间 4. 脉冲信号的脉冲宽度越窄，其时间分辨率会（ ） A. 降低 B. 提高 C. 不变 D. 无法确定 5. 脉冲波形的“脉冲宽度”指的是（ ） A. 相邻两个脉冲上升沿之间的时间间隔 B. 脉冲从上升沿到下降沿之间的持续时间 C. 脉冲幅度的最大值 D. 脉冲周期的一半 6. 已知脉冲周期为0.01s，那么它的脉冲频率为（ ） A. 0.01 B. 1 C. 100 D. 500 7. 脉冲信号的一个完整周期通常包含（ ） A. 高电平 B. 低电平 C. 高电平和低电平 D. 任意电平 8. 脉冲频率f与脉冲周期T的关系是（ ） A. B. C. D. 9. 在数值上和时间上都是连续变化的信号是（ ） A. 模拟信号 B. 数字电路 C. 模拟电路 D. 数字电路 10. 下图正弦交流信号不属于_____信号。（ ） A. 连续性 B. 周期性 C. 数字 D. 模拟 11. 下列信号中，属于数字信号的是（ ） A. 麦克风输出的声音信号 B. 温度计测量的温度信号 C. 计算机CPU输出的二进制信号 D. 收音机接收的无线电信号 12. 以下说法正确的是（ ） A. 连续变化的锯齿波是一种数字信号 B. 只有高低电平的方波是一种数字信号 C. 数字电路只传递0和1，所以抗干扰能力弱 D. 在数字电路中元件都处于开关状态，所以功耗较高 13. 下列关于数字信号的描述，正确的是（ ） A. 数字信号是连续变化的模拟量 B. 数字信号仅能表示两种固定状态（如 0 和 1） C. 数字信号的幅值在时间上是离散的，仅取有限个确定值 D. 数字信号的频率始终高于模拟信号 14. 凡在数值上或时间上不连续变化的信号称为（ ） A. 模拟信号 B. 数字信号 C. 直流信号 D. 交流信号 15. 在理想数字电路中，数字信号通常用哪两种离散电平表示（ ） A. 高电平和低电平 B. 正弦电平和余弦电平 C. 连续电平和变化电平 D. 有效电平和无效电平 16. 在数字信号中，用“1”和“0”表示的是（ ） A. 电压的高低 B. 电流的大小 C. 电阻的阻值 D. 电容的容量 17. 在数字信号当中，将高电平看作1，低电平看作0，称为（ ） A. 正逻辑 B. 负逻辑 C. 不能确定 D. 0逻辑 18. 矩形脉冲信号从上升沿开始到下降沿结束所经历的时间称为（ ） A. 脉冲周期 B. 脉冲宽度 C. 脉冲频率 D. 脉冲幅度 19. RC电路中，设R=5.1kΩ，C=0.47μF，则τ= （ ） A. 2.4S B. C. 2.4×10³μS D. 2.4μS 20. 积分电路的时间常数为（ ）（R 为输入电阻，C 为反馈电容） A. R+C B. R/C C. RC D. C/R 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 数字信号是指随时间变化在数值是连续变化的电信号。（ ） 22. 脉冲波形的上升沿时间越短，说明脉冲的变化速度越快。（ ） 23. 脉冲波形的“脉冲周期”是指脉冲重复出现的时间间隔，与脉冲宽度无关。（ ） 24. 脉冲波形的占空比为50%时，称为方波。（ ） 25. 数字信号是一种离散的、断续变化的信号。（ ） 26. 模拟信号可以直接送入数字逻辑电路进行处理。（ ） 27. 脉动直流电信号是数字信号。（ ） 28. 数字信号是指在时间和数值上都是离散的、不连续的信号。（ ） 29. 正逻辑是指用1表示低电平，用0表示高电平。（ ） 30. 积分电路也是一个RC串联电路，它是从电容两端取输出电压的。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 什么是脉冲信号？简述矩形波的主要参数。 32. 请简述数字电路的特点。 33. RC电路中，若C=0.1μF，输入脉冲宽度，要构成积分电路，电阻R至少应为多少？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某自动分拣设备采用电阻、电容组成的低通滤波电路，对光电传感器输出的脉冲信号进行滤波，以减小线路干扰对控制器输入端的影响。电阻取 ，电容取 ，电容初始电压为 0 V。现向该电路输入幅值为 12 V 的阶跃电压。（1）计算该滤波电路的时间常数。（2）阶跃电压施加后经过一个时间常数，电容两端电压约为多少？（3）若将电容容量增大为原来的 2 倍，说明该电路对高频干扰和有效脉冲响应速度的主要影响。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省（春季高考）考纲百套卷 第15卷 脉冲与数字信号——基本概念、表示方法与RC电路 单元过关卷《电子技术基础与技能》机电技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 下面不属于脉冲信号的是（ ） A. 方波 B. 矩形波 C. 正弦波 D. 三角波 【答案】C 【解析】脉冲信号是指：瞬间突变、作用时间极短的电压或电流。 2. 对脉冲描述正确的是（ ） A. 脉冲必须是周期性重复的 B. 脉冲可以是非周期性的 C. 脉冲不能仅仅单次出现 D. 脉冲一般作用时间极长 【答案】B 【解析】瞬间突变、作用时间极短的电压或电流信号，称为脉冲。脉冲可以是周期性重复的,也可以是非周期性的或单次的。 3. 脉冲波形的“上升沿时间”指的是（ ） A. 脉冲从低电平上升到高电平的50%到90%所需要的时间 B. 脉冲从低电平上升到高电平的10%到90%所需要的时间 C. 脉冲从低电平上升到高电平的10%到50%所需要的时间 D. 脉冲从低电平上升到高电平的全程时间 【答案】B 【解析】脉冲波形的上升沿时间通常定义为脉冲幅度从低电平的10%上升到高电平的90%所需要的时间，用于反映脉冲前沿的变化快慢。因此应选B。 4. 脉冲信号的脉冲宽度越窄，其时间分辨率会（ ） A. 降低 B. 提高 C. 不变 D. 无法确定 【答案】B 【解析】脉冲信号的时间分辨率通常与其脉冲宽度成反比。脉冲宽度越窄，表示信号变化越快，因此时间分辨率会提高。 5. 脉冲波形的“脉冲宽度”指的是（ ） A. 相邻两个脉冲上升沿之间的时间间隔 B. 脉冲从上升沿到下降沿之间的持续时间 C. 脉冲幅度的最大值 D. 脉冲周期的一半 【答案】B 【解析】脉冲宽度是指一个脉冲从上升沿开始到下降沿结束所持续的时间，通常按规定的幅度电平进行测量。因此应选B。相邻两个脉冲上升沿之间的时间间隔是脉冲周期。 6. 已知脉冲周期为0.01s，那么它的脉冲频率为（ ） A. 0.01 B. 1 C. 100 D. 500 【答案】C 【解析】脉冲频率与周期互为倒数，f=1/T。已知T=0.01s，因此f=1/0.01=100Hz，故应选C。 7. 脉冲信号的一个完整周期通常包含（ ） A. 高电平 B. 低电平 C. 高电平和低电平 D. 任意电平 【答案】C 【解析】脉冲信号的一个完整周期通常包含高电平和低电平两个部分，高电平表示信号的正向脉冲，而低电平则表示信号的负向脉冲或基准电平。 8. 脉冲频率f与脉冲周期T的关系是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】对于周期性脉冲信号，频率表示单位时间内脉冲重复出现的次数，周期表示相邻两个同相位脉冲之间的时间间隔，二者关系为f=1/T。因此应选B。 9. 在数值上和时间上都是连续变化的信号是（ ） A. 模拟信号 B. 数字电路 C. 模拟电路 D. 数字电路 【答案】A 【解析】在数值上和时间上都连续变化的信号称为模拟信号。因此应选A。数字信号通常在数值上取离散的有限个状态。 10. 下图正弦交流信号不属于_____信号。（ ） A. 连续性 B. 周期性 C. 数字 D. 模拟 【答案】C 【解析】本题考查数字信号和模拟信号的定义。 11. 下列信号中，属于数字信号的是（ ） A. 麦克风输出的声音信号 B. 温度计测量的温度信号 C. 计算机CPU输出的二进制信号 D. 收音机接收的无线电信号 【答案】C 【解析】数字信号通常以离散的电平或二进制状态表示信息。计算机CPU输出的二进制信号具有明确的逻辑0和逻辑1状态，属于数字信号，因此应选C。麦克风声音信号、温度信号以及通常的无线电信号一般属于连续变化的模拟信号。 12. 以下说法正确的是（ ） A. 连续变化的锯齿波是一种数字信号 B. 只有高低电平的方波是一种数字信号 C. 数字电路只传递0和1，所以抗干扰能力弱 D. 在数字电路中元件都处于开关状态，所以功耗较高 【答案】B 【解析】本题考查数字信号和数字电路的特点。 13. 下列关于数字信号的描述，正确的是（ ） A. 数字信号是连续变化的模拟量 B. 数字信号仅能表示两种固定状态（如 0 和 1） C. 数字信号的幅值在时间上是离散的，仅取有限个确定值 D. 数字信号的频率始终高于模拟信号 【答案】C 【解析】数字信号的特征是信号幅值取离散的、有限个确定值，常用二进制的0和1表示。选项C表达了数字信号幅值离散的基本特征，因此应选C。数字信号不一定只有两种状态，频率也不一定始终高于模拟信号。 14. 凡在数值上或时间上不连续变化的信号称为（ ） A. 模拟信号 B. 数字信号 C. 直流信号 D. 交流信号 【答案】B 【解析】在数值上或时间上不连续变化的信号称为数字信号。数字信号的幅值通常取有限个离散值，时间上也可以按离散时刻表示，因此应选B。 15. 在理想数字电路中，数字信号通常用哪两种离散电平表示（ ） A. 高电平和低电平 B. 正弦电平和余弦电平 C. 连续电平和变化电平 D. 有效电平和无效电平 【答案】A 【解析】数字信号的幅值通常只取有限个离散值，二进制数字电路一般用高电平和低电平分别表示不同的逻辑状态。 16. 在数字信号中，用“1”和“0”表示的是（ ） A. 电压的高低 B. 电流的大小 C. 电阻的阻值 D. 电容的容量 【答案】A 【解析】数字信号的“0”和“1”并不代表数量的大小，而是代表电路的两种对立的工作状态。 17. 在数字信号当中，将高电平看作1，低电平看作0，称为（ ） A. 正逻辑 B. 负逻辑 C. 不能确定 D. 0逻辑 【答案】A 【解析】本题考查正逻辑和负逻辑的定义。 18. 矩形脉冲信号从上升沿开始到下降沿结束所经历的时间称为（ ） A. 脉冲周期 B. 脉冲宽度 C. 脉冲频率 D. 脉冲幅度 【答案】B 【解析】脉冲宽度是指矩形脉冲在规定电平上的持续时间，即从上升沿开始到下降沿结束所经历的时间。脉冲周期表示相邻脉冲对应点之间的时间间隔，频率表示单位时间内脉冲出现的次数，幅度表示电平差值。 19. RC电路中，设R=5.1kΩ，C=0.47μF，则τ= （ ） A. 2.4S B. C. 2.4×10³μS D. 2.4μS 【答案】C 【解析】RC电路的时间常数为τ=RC。将R=5.1kΩ=5.1×103Ω，C=0.47μF=0.47×10^-6F代入，得τ=5.1×103×0.47×10^-6s=2.397×10^-3s≈2.4×10^-3s=2.4×103μs。因此应选C。 20. 积分电路的时间常数为（ ）（R 为输入电阻，C 为反馈电容） A. R+C B. R/C C. RC D. C/R 【答案】C 【解析】RC电路的时间常数等于电阻与电容的乘积，即τ=RC。积分电路中R为输入电阻、C为反馈电容，因此时间常数为RC，应选C。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 数字信号是指随时间变化在数值是连续变化的电信号。（ ） 【答案】错误 【解析】本题考查数字信号的定义，数字信号的变化是不连续的。 22. 脉冲波形的上升沿时间越短，说明脉冲的变化速度越快。（ ） 【答案】正确 【解析】上升沿时间是脉冲幅度从低电平上升到规定高电平范围所需的时间。上升沿时间越短，完成相同幅度变化所需的时间越少，单位时间内的变化越快，因此题干说法正确。 23. 脉冲波形的“脉冲周期”是指脉冲重复出现的时间间隔，与脉冲宽度无关。（ ） 【答案】正确 【解析】脉冲周期是周期性脉冲相邻两次重复出现之间的时间间隔，通常取相邻两个同相位上升沿之间的时间。脉冲宽度是单个脉冲持续的时间，二者是不同的参数，脉冲宽度不等于脉冲周期，因此题干说法正确。 24. 脉冲波形的占空比为50%时，称为方波。（ ） 【答案】正确 【解析】占空比D等于脉冲宽度与周期之比，即D=tW/T。当占空比为50%时，高、低电平持续时间相等，这种矩形周期波通常称为方波，因此题干说法正确。 25. 数字信号是一种离散的、断续变化的信号。（ ） 【答案】正确 【解析】数字信号的幅值通常取有限个离散值，信号状态按离散方式变化，表现为断续变化，而不是连续平滑变化。因此数字信号是一种离散的、断续变化的信号，题干说法正确。 26. 模拟信号可以直接送入数字逻辑电路进行处理。（ ） 【答案】错误 【解析】模拟信号的幅值是连续变化的，直接送入数字逻辑电路可能不满足逻辑高、低电平的输入范围，也容易受到噪声和幅值变化的影响。通常需要经过采样、量化或模数转换以及必要的整形后，才能送入数字逻辑电路处理。因此题干说法错误。 27. 脉动直流电信号是数字信号。（ ） 【答案】错误 【解析】本题考查数字信号的定义，数字信号的变化是不连续的。 28. 数字信号是指在时间和数值上都是离散的、不连续的信号。（ ） 【答案】正确 【解析】数字信号是指在时间和数值上都是离散的、不连续的信号。 29. 正逻辑是指用1表示低电平，用0表示高电平。（ ） 【答案】错误 【解析】本题考查正逻辑的定义。 30. 积分电路也是一个RC串联电路，它是从电容两端取输出电压的。（ ） 【答案】正确 【解析】RC积分电路通常由电阻和电容串联组成，并从电容两端取输出电压。当输入信号变化相对较快且满足相应条件时，电容两端输出电压近似为输入电压的积分，因此题干说法正确。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 什么是脉冲信号？简述矩形波的主要参数。 【答案】脉冲是指瞬间突变，作用时间极短的电压或电流。其主要参数有脉冲幅度、脉冲上升沿时间、脉冲下降沿时间、脉冲宽度、脉冲周期。 【解析】脉冲信号是一种在短时间内迅速变化，并在较短时间内完成作用的电压或电流信号。矩形波的主要参数包括：脉冲幅度，表示脉冲电压或电流的最大值；上升沿时间，表示脉冲从低电平上升到规定高电平范围所需的时间；下降沿时间，表示脉冲从高电平下降到规定低电平范围所需的时间；脉冲宽度，表示单个脉冲持续的时间；脉冲周期，表示脉冲重复出现的时间间隔。此外，常用脉冲宽度与周期之比表示占空比。 32. 请简述数字电路的特点。 【答案】（1）数字电路是二值量信号，可以用电平的高低来表示，也可以用脉冲的有无来表示，只要能区分出两个相反的状态即可。（2）构成数字电路的基本单元电路结构比较简单，对元件的精度要求不高，允许有一定的误差。（3）数字电路的抗干扰能力较强，工作稳定，可靠性高。 【解析】数字电路处理的是离散的数字信号，通常采用二值逻辑，用高、低电平或脉冲的有无表示逻辑1和逻辑0，只要两种状态能够可靠区分即可。数字电路的基本单元结构相对简单，对元件参数精度要求通常低于模拟电路，并具有较强的抗干扰能力、较高的工作稳定性和可靠性，便于集成化和标准化设计。因此题目所给出的三点均属于数字电路的主要特点。 33. RC电路中，若C=0.1μF，输入脉冲宽度，要构成积分电路，电阻R至少应为多少？ 【答案】 【解析】构成积分电路必须则即所以R值至少为15kΩ。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某自动分拣设备采用电阻、电容组成的低通滤波电路，对光电传感器输出的脉冲信号进行滤波，以减小线路干扰对控制器输入端的影响。电阻取 ，电容取 ，电容初始电压为 0 V。现向该电路输入幅值为 12 V 的阶跃电压。（1）计算该滤波电路的时间常数。（2）阶跃电压施加后经过一个时间常数，电容两端电压约为多少？（3）若将电容容量增大为原来的 2 倍，说明该电路对高频干扰和有效脉冲响应速度的主要影响。 【答案】（1）时间常数约为 1.034 ms。（2）电容两端电压约为 7.58 V。（3）电容容量增大后，时间常数增大，对高频干扰和短时脉冲的滤除作用增强，但有效脉冲使电容电压建立的速度变慢，可能导致控制器输入响应延迟。 【解析】（1）RC滤波电路的时间常数为 ，代入 、，可得 。（2）电容充电电压按指数规律变化，经过一个时间常数时，电容电压达到阶跃电压的约 63.2%，因此 。（3）电容容量增大后，电路时间常数随之增大，电容电压不易随快速干扰变化，因而滤波能力增强；但充放电过程变慢，会延长有效脉冲的建立和恢复时间，严重时可能造成输入信号识别滞后。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $