第15卷 脉冲与数字信号——基本概念、表示方法与RC电路 湖南省（对口招生）《电子技术基础与技能》（劳保版·第6版） 单元过关卷

湖南省（对口招生）电工电子类 《电子技术基础与技能》（劳保版·第6版） 脉冲与数字信号——基本概念、表示方法与RC电路 单元过关卷 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. 在数字电路中，矩形脉冲信号通常用于（ ） A. 放大模拟信号 B. 传输模拟信号 C. 转换数字信号到模拟信号 D. 控制开关状态 【答案】D 【解析】在数字电路中，矩形脉冲信号通常用于控制开关状态，例如触发时序电路、计数器等。虽然脉冲信号也可以用于传输数字信号，但它不是用来放大或转换模拟信号的。 2. 电信号是指随时间变化的（ ） A. 声音 B. 温度 C. 压力 D. 电压 【答案】D 【解析】本题电信号的定义，电信号是指随时间发生变化的电压或电流信号。 3. 如果矩形脉冲信号的占空比增加，以下哪种说法是正确的（ ） A. 脉冲宽度增加 B. 脉冲周期增加 C. 脉冲高度增加 D. 脉冲速率增加 【答案】A 【解析】占空比增加意味着脉冲宽度在脉冲周期中所占的比例增加，因此脉冲宽度本身也会增加。脉冲周期、脉冲高度和脉冲速率并不直接受占空比的影响。 4. 下列不属于脉冲波形主要参数的是（ ） A. 上升沿时间 B. 下降沿时间 C. 信号频率 D. 脉冲幅度 【答案】C 【解析】脉冲波形的主要参数通常包括脉冲幅度、上升沿时间、下降沿时间、脉冲宽度、周期或频率等。信号频率虽然可反映脉冲重复快慢，但不属于单个脉冲波形的主要参数，因此选C。 5. 矩形脉冲信号的脉冲速率是指（ ） A. 每分钟内的脉冲数 B. 每秒内的脉冲数 C. 每小时内的脉冲数 D. 每小时内的周期数 【答案】B 【解析】矩形脉冲信号的脉冲速率通常指每秒内的脉冲数，也就是脉冲信号的频率。 6. 当矩形脉冲信号的脉冲周期增加时，其频率会（ ） A. 增加 B. 减少 C. 保持不变 D. 与周期无关 【答案】B 【解析】频率是单位时间内脉冲信号重复的次数，即周期的倒数。因此，当矩形脉冲信号的脉冲周期增加时，其频率会减少。 7. 以下哪一项不是描述矩形脉冲信号的参数（ ） A. 脉冲宽度 B. 脉冲高度 C. 脉冲速率 D. 脉冲形状 【答案】D 【解析】脉冲宽度、脉冲高度和脉冲速率是描述矩形脉冲信号的重要参数。而脉冲形状虽然与脉冲信号有关，但不是专门用来描述矩形脉冲信号的参数。 8. 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、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。 9. 数字信号通常表现为（ ） A. 随机连续变化的电压或电流信号 B. 按离散状态变化的电平或脉冲信号 C. 只能正弦周期变化的电压信号 D. 只能由模拟元件产生的连续信号 【答案】B 【解析】数字信号的取值和变化具有离散性，通常用规定的高、低电平或脉冲的有无表示不同状态。连续变化的电压或电流信号属于模拟信号的典型形式。 10. 下图正弦交流信号不属于_____信号。（ ） A. 连续性 B. 周期性 C. 模拟 D. 数字 【答案】D 【解析】本题考查数字信号和模拟信号的定义。 11. 数字信号与模拟信号的根本区别在于（ ）​ A. 数字信号传输距离更远 B. 数字信号的幅值、时间均为离散值，模拟信号的幅值、时间均为连续值 C. 数字信号频率更高 D. 数字信号只能用导线传输，模拟信号可无线传输 【答案】B 【解析】数字信号的幅值通常只取有限个离散状态，时间上也可按离散时刻表示；模拟信号的幅值和时间通常都是连续变化的。因此，二者的根本区别在于数字信号的幅值和时间均为离散值，而模拟信号为连续值，选B。 12. 数字信号的主要优势是什么（ ） A. 可以表示连续变化的物理量 B. 便于进行信号放大 C. 在传输过程中不易受到噪声的影响 D. 便于进行数字计算、处理 【答案】D 【解析】数字信号的主要优势是便于进行数字计算和处理。虽然数字信号在传输过程中也可能受到噪声的影响，但相比于模拟信号，其抗干扰能力更强，可以通过差错控制编码等手段进行纠错。其他选项不是数字信号的主要优势。 13. 下列属于数字信号特点的是（ ） A. 信号值连续变化 B. 信号值只有有限个离散状态 C. 信号波形为正弦波 D. 信号波形为锯齿波 【答案】B 【解析】数字信号的信号值只取有限个离散状态，例如二进制信号通常取逻辑0和逻辑1。信号值连续变化是模拟信号的特点，正弦波和锯齿波是波形形式，不能作为数字信号的本质特点。因此选B。 14. 下列信号中，属于数字信号的是（ ） A. 温度传感器的输出信号 B. 调频广播信号 C. 无线电视信号 D. 计算机硬盘存储的数据信号 【答案】D 【解析】数字信号是离散的、不连续的信号，通常用有限个数值来表示。 A 选项，温度传感器的输出信号一般是连续变化的模拟量，属于模拟信号。 B 选项，调频广播信号是在一定频率范围内连续变化的信号，属于模拟信号。 D 选项，计算机硬盘存储的数据信号是以二进制形式表示的离散数据，属于数字信号。 C 选项，无线电视信号是包含图像和声音的连续变化的信号，属于模拟信号。 综上所述，选择 D 选项，计算机硬盘存储的数据信号属于数字信号。 15. 下列关于数字信号的说法，正确的是（ ） A. 数字信号的幅度只能取0和1 B. 数字信号的时间可以是连续的，也可以是离散的 C. 数字信号便于存储和处理，抗干扰能力强 D. 数字信号不能表示复杂的信息 【答案】C 【解析】数字信号的幅值可以取有限个离散状态，不一定只能取0和1；其时间表示也可根据系统形式采用连续时间或离散时间表示。数字信号便于存储、处理和传输，并且在一定条件下具有较强的抗干扰能力，因此选C。数字信号能够表示复杂的信息，选项D错误。 16. 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。 17. 在数字信号中，高电平用逻辑1表示，低电平用0表示，称为（ ） A. 0逻辑 B. 1逻辑 C. 负逻辑 D. 正逻辑 【答案】D 【解析】规定高电平为逻辑1、低电平为逻辑0，属于正逻辑。若规定高电平为逻辑0、低电平为逻辑1，则属于负逻辑。因此选C。 18. 一个RC电路的电阻为10 kΩ，电容为0.1 μF，其时间常数为（ ） A. 0.01 ms B. 0.1 ms C. 1 ms D. 10 ms 【答案】C 【解析】RC电路的时间常数为电阻与电容的乘积。代入数据可得，时间常数为10 kΩ乘以0.1 μF，结果为1 ms。 19. 矩形脉冲从上升沿开始到下降沿结束的持续时间称为（ ） A. 脉冲宽度 B. 脉冲周期 C. 脉冲频率 D. 脉冲幅度 【答案】A 【解析】脉冲宽度是脉冲保持有效电平的持续时间，通常从上升沿计至下降沿。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的周期数，幅度表示电压或电流的最大变化量。 20. RC积分电路的作用是将矩形波变换为（ ） A. 三角波 B. 阶梯波 C. 方波 D. 尖脉冲 【答案】A 【解析】当RC积分电路满足时间常数远大于输入矩形波的周期或半周期时，电容电压不能在一个脉冲期间迅速充放电，输出电压近似按线性规律上升或下降，因此矩形波可近似变换为三角波。故选A。 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. 瞬间变化的、作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号。（ ） 【答案】正确 【解析】脉冲信号：瞬间变化的、作用时间极短的电压或电流。 23. 矩形波脉冲的占空比是脉冲宽度与脉冲周期的比值。（ ） 【答案】正确 【解析】占空比是脉冲宽度与脉冲周期的比值。 24. 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】脉冲周期是脉冲信号相邻两次重复出现之间的时间间隔，通常记为T。脉冲宽度是单个脉冲持续的时间，二者是不同的波形参数；脉冲周期的定义不取决于脉冲宽度。因此该说法正确。 25. 数字信号在传输过程中，即使受到干扰，只要干扰不超过阈值，就能准确恢复原始信号。（ ） 【答案】正确 【解析】数字接收电路通常依据判决阈值区分高、低电平。只要传输过程中叠加的干扰未使信号越过规定的判决阈值或噪声容限，接收端仍能正确判定逻辑状态，从而恢复原始数字信号。因此在题设条件下该说法正确。 26. 在数字电路中，高电平和低电平指的是一定的电压范围，而不是一个固定不变的数值。（ ） 【答案】正确 【解析】本题考查高低电平的范围，高电平在3-5V之间，低电平在0-0.4V之间。 27. 显示译码电路输入端可以输入模拟信号。（ ） 【答案】错误 【解析】显示译码电路输入端只能输入数字信号。 28. RC微分电路中，当输入矩形波时，输出近似三角形波。（ ） 【答案】错误 【解析】RC微分电路的时间常数较小时，输入矩形波的每个上升沿和下降沿都会在输出端产生正、负尖脉冲，输出主要反映输入信号的突变部分，而不是三角形波。因此题干说法错误。 29. RC微分电路是将矩形波转换成锯齿波。（ ） 【答案】错误 【解析】RC微分电路对矩形波的上升沿和下降沿产生尖脉冲输出，典型作用是将矩形波变换为正、负尖脉冲，而不是锯齿波。因此题干说法错误。 30. RC积分电路中，当输入矩形脉冲时，输出为正、负尖脉冲波。（ ） 【答案】错误 【解析】RC积分电路在满足积分条件时，输入矩形脉冲后输出近似三角波或斜坡波。正、负尖脉冲是RC微分电路对矩形波边沿的典型输出，不是RC积分电路的输出。因此题干说法错误。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述数字信号的基本概念及常用表示方法，并说明RC电路对脉冲信号边沿的主要影响。 【答案】（1）数字信号的取值和变化具有离散性，通常只在规定的有限状态之间变化，最基本的是二值信号。 （2）数字信号可用高、低电平表示不同逻辑状态，也可用脉冲的有无、宽度或间隔表示相应信息。 （3）RC电路具有充放电和滤波作用，会使脉冲信号的上升沿、下降沿变缓；当时间常数较大时，边沿变缓现象更加明显。 【解析】作答应先说明数字信号区别于连续模拟信号的离散特征，再列出电平和脉冲两类常用表示方法。RC电路通过电容的充放电改变信号波形，时间常数越大，脉冲边沿受到的延缓作用通常越明显。 32. 在下图中，，F，若输入频率为2kHz的方波（），问此电路是微分电路还是一般的阻容耦合电路？ 【答案】解：根据题意可得： （1）输出取自电阻两端。 （2） 所以此电路为微分电路。 33. RC电路中，R=20kΩ，C=200pF，若输入f=10kHz的连续方波，问此RC电路是微分电路还是一般阻容耦合电路？ 【答案】是微分电路。 【解析】（1）求电路时间常数 （2）求方波的脉冲宽度 （3）结论：因，所以是微分电路。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某控制设备采用RC电路对传感器输出的5 V矩形脉冲信号进行平滑处理。电路中电阻 ，电容 ，输出电压取自电容两端。输入脉冲周期为 ，高电平持续时间为 ，低电平持续时间为 。设初始时电容电压为0，忽略信号源内阻。（1）计算该RC电路的时间常数，并求第一个高电平结束时电容两端的电压。（2）输入信号由高电平变为低电平后，经过 ，求电容两端的电压。根据计算结果判断该电路是否能使输出波形明显平滑。（3）若要求输出电压的波动进一步减小，应如何调整电阻和电容参数？调整时应注意什么问题？ 【答案】（1）时间常数为 。电容充电电压为 。（2）放电后的电压为 。一个周期内电压约在0.41 V至0.91 V之间变化，具有一定平滑作用，但波动仍较明显。（3）可适当增大电阻值或电容值，使时间常数增大，从而减小输出电压波动；但时间常数过大会使电路响应变慢，不能及时反映输入信号变化。 【解析】（1）先由 求时间常数，再用充电公式计算高电平结束时的电压。（2）低电平期间电容按指数规律放电，代入放电公式可得约0.41 V，说明输出未完全随输入突变。（3）增大 可增强积分和平滑作用，但会降低电路响应速度，参数应结合信号频率和响应要求确定。 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 $ 湖南省（对口招生）电工电子类 《电子技术基础与技能》（劳保版·第6版） 脉冲与数字信号——基本概念、表示方法与RC电路 单元过关卷 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. 在数字电路中，矩形脉冲信号通常用于（ ） A. 放大模拟信号 B. 传输模拟信号 C. 转换数字信号到模拟信号 D. 控制开关状态 2. 电信号是指随时间变化的（ ） A. 声音 B. 温度 C. 压力 D. 电压 3. 如果矩形脉冲信号的占空比增加，以下哪种说法是正确的（ ） A. 脉冲宽度增加 B. 脉冲周期增加 C. 脉冲高度增加 D. 脉冲速率增加 4. 下列不属于脉冲波形主要参数的是（ ） A. 上升沿时间 B. 下降沿时间 C. 信号频率 D. 脉冲幅度 5. 矩形脉冲信号的脉冲速率是指（ ） A. 每分钟内的脉冲数 B. 每秒内的脉冲数 C. 每小时内的脉冲数 D. 每小时内的周期数 6. 当矩形脉冲信号的脉冲周期增加时，其频率会（ ） A. 增加 B. 减少 C. 保持不变 D. 与周期无关 7. 以下哪一项不是描述矩形脉冲信号的参数（ ） A. 脉冲宽度 B. 脉冲高度 C. 脉冲速率 D. 脉冲形状 8. 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、低电平 D. 任意电平 9. 数字信号通常表现为（ ） A. 随机连续变化的电压或电流信号 B. 按离散状态变化的电平或脉冲信号 C. 只能正弦周期变化的电压信号 D. 只能由模拟元件产生的连续信号 10. 下图正弦交流信号不属于_____信号。（ ） A. 连续性 B. 周期性 C. 模拟 D. 数字 11. 数字信号与模拟信号的根本区别在于（ ）​ A. 数字信号传输距离更远 B. 数字信号的幅值、时间均为离散值，模拟信号的幅值、时间均为连续值 C. 数字信号频率更高 D. 数字信号只能用导线传输，模拟信号可无线传输 12. 数字信号的主要优势是什么（ ） A. 可以表示连续变化的物理量 B. 便于进行信号放大 C. 在传输过程中不易受到噪声的影响 D. 便于进行数字计算、处理 13. 下列属于数字信号特点的是（ ） A. 信号值连续变化 B. 信号值只有有限个离散状态 C. 信号波形为正弦波 D. 信号波形为锯齿波 14. 下列信号中，属于数字信号的是（ ） A. 温度传感器的输出信号 B. 调频广播信号 C. 无线电视信号 D. 计算机硬盘存储的数据信号 15. 下列关于数字信号的说法，正确的是（ ） A. 数字信号的幅度只能取0和1 B. 数字信号的时间可以是连续的，也可以是离散的 C. 数字信号便于存储和处理，抗干扰能力强 D. 数字信号不能表示复杂的信息 16. 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 17. 在数字信号中，高电平用逻辑1表示，低电平用0表示，称为（ ） A. 0逻辑 B. 1逻辑 C. 负逻辑 D. 正逻辑 18. 一个RC电路的电阻为10 kΩ，电容为0.1 μF，其时间常数为（ ） A. 0.01 ms B. 0.1 ms C. 1 ms D. 10 ms 19. 矩形脉冲从上升沿开始到下降沿结束的持续时间称为（ ） A. 脉冲宽度 B. 脉冲周期 C. 脉冲频率 D. 脉冲幅度 20. RC积分电路的作用是将矩形波变换为（ ） A. 三角波 B. 阶梯波 C. 方波 D. 尖脉冲 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. 瞬间变化的、作用时间极短的电压或电流称为脉冲信号。（ ） 23. 矩形波脉冲的占空比是脉冲宽度与脉冲周期的比值。（ ） 24. 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。（ ） 25. 数字信号在传输过程中，即使受到干扰，只要干扰不超过阈值，就能准确恢复原始信号。（ ） 26. 在数字电路中，高电平和低电平指的是一定的电压范围，而不是一个固定不变的数值。（ ） 27. 显示译码电路输入端可以输入模拟信号。（ ） 28. RC微分电路中，当输入矩形波时，输出近似三角形波。（ ） 29. RC微分电路是将矩形波转换成锯齿波。（ ） 30. RC积分电路中，当输入矩形脉冲时，输出为正、负尖脉冲波。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述数字信号的基本概念及常用表示方法，并说明RC电路对脉冲信号边沿的主要影响。 32. 在下图中，，F，若输入频率为2kHz的方波（），问此电路是微分电路还是一般的阻容耦合电路？ 33. RC电路中，R=20kΩ，C=200pF，若输入f=10kHz的连续方波，问此RC电路是微分电路还是一般阻容耦合电路？ 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某控制设备采用RC电路对传感器输出的5 V矩形脉冲信号进行平滑处理。电路中电阻 ，电容 ，输出电压取自电容两端。输入脉冲周期为 ，高电平持续时间为 ，低电平持续时间为 。设初始时电容电压为0，忽略信号源内阻。（1）计算该RC电路的时间常数，并求第一个高电平结束时电容两端的电压。（2）输入信号由高电平变为低电平后，经过 ，求电容两端的电压。根据计算结果判断该电路是否能使输出波形明显平滑。（3）若要求输出电压的波动进一步减小，应如何调整电阻和电容参数？调整时应注意什么问题？ 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 $