哈尔滨工业大学电路必考
一、选择题
1.电路如图1所示,电流I X 为
: ( )
图1
A. -0.8 A;
B. 0.6 A;
C. -0.6 A;
D. 0.8 A 2. 图2所示的正弦交流电路中,若)1000cos(210t u =V ,R 、L 和C 的阻抗模均为Ω5,则电流表的读数为:( )
A.2 A;
B. 4 A;
C. 6 A;
D. 8 A
3. 图3示电路a b 端的诺顿等效电路是:( )
a
b
a a
a
b
b
b
A
B
C
D
图3
图4
4. 图4所示电路在下列各频率中会发生串联谐振的是:( )
A.ω011
=
LC ;B. ω02
1
=LC ;C. ()
ω0121=+L C C ;
D.
ω01212
1
=
+L C C C C
5. 图5示正弦电路中,R X L ==10Ω,U U
AB BC
=,且U 与I 同相,则复阻抗Z 为( )。
A. ()55+j Ω;
B. ()55-j Ω;
C. 1045∠?
Ω; D.10Ω
图2
j L .X 图5
6. 两正弦信号)30100sin(101?+-=t u V 和V t u )75300cos(102?+=的相位差是(
)。 A. u 1超前u 2 45°;
B. u 2超前u 115°;
C. u 1超前u 2 45°;
D. 不能确定
7. 在对称星形电源中( )。
A.线电压和相电压相等;
B.线电压等于相电压的3倍;
C.相电压等于线电压的3倍;
D.相电压超前线电压?30
8. 下列有关三相交流电路的说法中错误的是( )。
A.三相负载的总视在功率等于各相负载的视在功率之和
B.三相负载的总有功功率等于各相负载的有功功率之和
C.三相负载的总无功功率等于各相负载的无功功率之和
D.三相负载的总复功率等于各相负载的复功率之和
9. 电路如图6
所示, 则: ( )
A.电压源和电流源均为电源,发出功率
B.电压源和电流源均为负载,吸收功率
C.电流源为电源,发出功率;电压源为负载,吸收功率;
D.电流源为负载,吸收功率;电压源为电源,发出功率
图6 图7
10. 图7中3 A 电流源功率为:( )
A. 21 W;
B. -21 W;
C. 0 W;
D. -10 W
11.图8所示电路的转移电压比
o
1
U U 应为:( ) A. -1
B. 1
C. 2
D. 3
12.图9电路的时间常数τ=( )s 。
A. 0.25 s;
B. 0.5 s;
C. 0.75 s;
D. 1 s
图8 图9
13. 图10所示正弦交流电路中,?
U 超前?
I 的角度?为:( )
A.CR ω?1
arctan
-= B.CR ω?arctan -= C.C R ω?arctan = D.R
C
-=ω?arctan
+-
?
?
U C
ω1j
+-U
图10 图11
14.图11正弦交流电路中, ?-∠=30100U
V ,?-∠=6020Z Ω,则其无功功率Q 等于: ( )
A. 500var
B. 433var
C. 433-var
D. 250-var
15. 图12二端网络的电压电流关系为: (
)
1H
图12 图13
A. U I =+25;
B. U I =-25;
C. U I =--25;
D. U I =-+25
16.电路如图13所示,ε()
t 为单位阶跃函数,i L ().A 035-=,则i t ()为:( ) A. (.
.e )()0515+-t t ε B. (..e )()0525+-t t ε C. (
e )()1--t t ε D. (..e )()0515--t t ε
17. 图14所示三相电路,各相负载阻抗都为10Ω,则下面说法正确的是: ( C )。
A. 此为对称三相电路,不存在中线电流
B. 此为不对称三相电路,存在中线电流
C. 此为不对称三相电路,不存在中线电流
D. 此为对称三相电路,存在中线电流
图14
二、填空题:
1. RLC 并联正弦电流电路中,A I A I A I C L R 5,1,3===, 则总电流为_______A 。
2. 若某正弦电压u 的有效值、初相位和频率分别为50V 、-30°和50Hz ,则其瞬时值表达式应为 ,相量式应为 。
3.一阶电路的电压按指数律衰减,当t =0时为15 V ,t =2s 时为6 V ,则电路的时间常数τ为 。
4.两耦合电感串联后的整个电路一定呈 。
5. 已知某正弦交流电路的复功率)3100j 300(-=S V ·A ,则该电路的无功功率Q = Var ,视在功率S = V ·A 。
6.如图15电路,I =_______。()
图15
7.如图16所示,若V )314cos(240S t u =,为使Ω4电阻获得最大功率,则理想变压器的变比n 应为 ,此最大功率为 W 。
图16
三、计算题:
1. 图17所示电路中含理想运算放大器,且电容的初始电压为0,试分别求:(1)u i =U ε(t)V;(2) u i =δu (t)V 时电路输出电压u 0。
图17
2. 图18中接收器参数为:U=10V ,ω =5?103
rad/s, 调C 使电路中的电流最大,I max =200 mA ,测得电容电压为600 V ,求R 、L 、C 及Q 。
图18
3.图19示正弦电流电路中,已知)10cos(
216)(t t u s =V ,求电流)(1t i 和)(2t i 。
S U Ω
2
图19
4.图20所示的电路中
。求冲击响应
和
。
图20
5. 图21中已知 )45100cos(1.31?+=t u S V ,L 1=0.4H ,L 2=1.2H ,M=0.2H ,C=500μF, 求负载Z L 为何值时获得最大功率,并求出最大功率。
图21
6. 已知:f=50Hz, U=220V, P=10kW, cos 1=0.6,要使功率因数提高到0.9, 求并联电容C,
并联前后电路的总电流各为多大?
答案1.1 解:图示电路电流的参考方向是从a 指向b 。当时间t <2s 时电流从a 流向b,与参考方向相同,电流为正值;当t >2s 时电流从b 流向a ,与参考方向相反,电流为负值。所以电流i 的数学表达式为 2A 2s -3A 2s t i t =?>? 答案1.2 解:当0=t 时 0(0)(59e )V 4V u =-=-<0 其真实极性与参考方向相反,即b 为高电位端,a 为低电位端; 当∞→t 时 ()(59e )V 5V u -∞∞=-=>0 其真实极性与参考方向相同, 即a 为高电位端,b 为低电位端。 答案1.3 解:(a)元件A 电压和电流为关联参考方向。元件A 消耗的功率为 A A A p u i = 则 A A A 10W 5V 2A p u i === 真实方向与参考方向相同。 (b) 元件B 电压和电流为关联参考方向。元件B 消耗的功率为 B B B p u i = 则 B B B 10W 1A 10V p i u -===- 真实方向与参考方向相反。 (c) 元件C 电压和电流为非关联参考方向。元件C 发出的功率为 C C C p u i = 则 C C C 10W 10V 1A p u i -===-
真实方向与参考方向相反。 答案1.4 解:对节点列KCL 方程 节点③: 42A 3A 0i --=,得42A 3A=5A i =+ 节点④: 348A 0i i --+=,得348A 3A i i =-+= 节点①: 231A 0i i -++=,得231A 4A i i =+= 节点⑤: 123A 8A 0i i -++-=,得123A 8A 1A i i =+-=- 若只求2i ,可做闭合面如图(b)所示,对其列KCL 方程,得 28A-3A+1A-2A 0i -+= 解得 28A 3A 1A 2A 4A i =-+-= (b) 答案1.5 解:如下图所示 (1)由KCL 方程得 节点①: 12A 1A 3A i =--=- 节点②: 411A 2A i i =+=- 节点③: 341A 1A i i =+=- 节点④: 231A 0i i =--= 若已知电流减少一个,不能求出全部未知电流。 (2)由KVL 方程得
一、选择与填空(共8分) 1.函数表达式Y =C D C B A + ++,则其对偶式为(不必化简): Y '= 。 2.图1-2为CMOS 工艺数字逻辑电路,写出F 的表达式:F = 。 F o /mV u u 图1-2 图1-3 3.图1-3为4位 (逐次逼近型、双积分型、流水线型)A/D 转换器的转换示意图,转换结果为 。 4.对于一个8位D/A 转换器,若最小输出电压增量为0.01V ,当输入代码为01001101时,输出电压u o = V ,分辨率= 。 5.已知时钟脉冲频率为f cp ,欲得到频率为0.25f cp 的矩形波,哪种电路一定无法实现该功能( ) A .四进制计数器; B .四位二进制计数器; C .单稳态触发器; D .施密特触发器。 6.某EPROM 有8条数据线,10条地址线,其存储容量为 字节。 一、(8分)每空1分 1. ()A B CDC +; 2. X A XB +或X B A F X ; 3. 逐次逼近型,0101; 4. 0.77V , 8 121 -或0.0039; 5. D ; 6. 210 二、回答下列问题(共10分) 1.电路如图2-1所示。V 5CC =V ,R 取值合适,写出F 的表达式(不必化简)。
3210 图2-1 解: 3210F ABS ABS ABS ABS =???————————————————3分 2.卡诺图化简:(),,,(0,1,2,3,5,8)P A B C D m =∑,约束条件为:0ABD BCD ABC ++= 解: AB CD 00 01 1110 00011110 1 1 ΦΦ Φ 01 1 1 001 ΦΦ ——————————2分 P AD BD =+——————————————1分
题11.1 根据定义求 和的象函数。 解: (1) (2) 题11.2 设 求的象函数。 解: 由拉氏变换的微分、线性和积分性质得: 题11.3 设 (t 为纯数)。分别求对应象函数、、,验证卷积定理。 解: 设 , 则 与的卷积为 )()(t t t f ε=)(e )(t t t f at ε-=2020 001e 1e 1e e )()(- s s dt s s t dt t t s F st st st st =-=+-==∞-∞-∞-∞ -- - - ??ε 20)(20 )(00) (1e )(1e 1e e )(e )(-ααααεααα+=+-=+++-==∞ +-∞+-∞-∞-----??s s dt s s t dt t t s F t s t s st st t ξ ξετd f c t bf t t f a t f f t A t f t t )()(d )(d )(,0)0(),()e 1()(01 11 21/1?-++==-=--)(2t f )(2s F ) /1(//1)(1 τττ+=+-=s s A s A s A s F ) /1(/ )()()/(]/)([)()]0()([)(2 2 111112τ τ+++=++=++-=-s s A c bs as s F s c b as s s F c s bF f s sF a s F )()()(,e 2)(,e 5)(2 15221t f t f t f t f t f t t *===--)(1s F )(2s F )(s F 25)}({)(1 1+==s t f s F L 5 2 )}({)(2 2+==s t f L s F ) 5)(2(10 )()(2 1++=s s s F s F )(1t f )(2t f
第一章习题 1.1 图示元件当时间t<2s时电流为2A,从a流向b;当t>2s时为3A,从b流向a。根据图示参考方向,写出电流的数学表达式。 1.2图示元件电压u=(5-9e-t/τ)V,τ>0。分别求出t=0 和t→∞时电压u的代数值及其真实方向。 图题1.1图题1.2 1.3 图示电路。设元件A消耗功率为10W,求;设元件B消耗功率为-10W,求;设元件C发出功率为-10W,求。 图题1.3 1.4求图示电路电流。若只求,能否一步求得? 1.5图示电路,已知部分电流值和部分电压值。 (1) 试求其余未知电流。若少已知一个电流,能否求出全部未知电流? (2) 试求其余未知电压u14、u15、u52、u53。若少已知一个电压,能否求出全部未知电压? 1.6 图示电路,已知,,,。求各元件消耗的功率。 1.7 图示电路,已知,。求(a)、(b)两电路各电源发出的功率和电阻吸收的功率。 1.8求图示电路电压。 1.9 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。 1.10求网络N吸收的功率和电流源发出的功率。 1.11 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。
1.12 求图示电路两个受控源各自发出的功率。 1.13 图示电路,已知电流源发出的功率是12W,求r的值。 1.14求图示电路受控源和独立源各自发出的功率。 1.15图示电路为独立源、受控源和电阻组成的一端口。试求出其端口特性,即关系。 1.16 讨论图示电路中开关S开闭对电路中各元件的电压、电流和功率的影响,加深对独立源特性的理解。 第二章习题 2.1 图(a)电路,若使电流A,,求电阻;图(b)电路,若使电压U=(2/3)V,求电阻R。 2.2 求图示电路的电压及电流。 2.3图示电路中要求,等效电阻。求和的值。 2.4求图示电路的电流I。
哈工大数字电路设计加减乘三则计算器
————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 数字电子技术基础大作业 课程名称:数字电子技术基础Ⅱ 设计题目:四位二进制计算器 院系: 班级: 设计者:宇之翔LEO 学号: 指导教师: 设计时间:2015年12月-2016年1月 作者声明:本大作业是本人在考试之前花费大量时间完成的,之前在网上也可以相关的文章和做法,但是水平不是很高,而且存在很多错误,我在参考的时候也受到许多误导,最终在本人汇总和潜心钻研后总结出一篇较完整、较准确的文章。考虑到我完成作业时受到的各种辛苦,特将这份资料分享给大家。仅供参考,有问题可以给我提!由于含有本人大量的心血,所以需要的劵也偏高,希望各位理解!完成作业对你们的帮助更是巨大的,希望对你们有所帮助,解决令人头疼的作业! 另外,目前除法计算器的电路设计过于复杂且难度较高,尚无法完成,资料也查阅不到,有完成者可以与本人交流! 哈尔滨工业大学
一、设计目的和要求 本次大作业是在学完本门课程后,对所学知识的综合性考察和对思维的锻炼。通过本次作业,灵活运用学过的数字电子元器件和数字电子技术等方面的知识,完成从设计、选片、连线、调试、排除故障到实现一个数字系统的全过程。 本次作业我选择设计四位二进制的计算器,使用Multisim 软件进行设计和仿真,最终实现四位二进制数的加、减、乘的目的,并能够通过数码显示管将输入的数字和输出的运算结果显示出来。 二、设计方案 1.设计综述 此计算器分加减区和乘法区,通过开关选择运算方式,选择加减法区,则乘法区的数码管为清零状态,通过控制开关置数,在加减法区数码管显示输入和运算结果:选择乘法区,则加减法区的数码管为清零状态,通过控制开关置数,在乘法区数码管显示输入和运算结果。在加减法区中,通过开关选择加、减运算方式,分别在数码管中显示输入和运算结果。 2. 系统方框图 置数 置数 三、各部分计算器电路的设计和仿真 1.加法计算器器电路 如图1所示,这是加法器最简单的电路,也是本次设计的核心电路部分。 图1 加减 乘法 加减法运算 加法 减法 乘法区 显示输加减法区显示
答案9.1 解:由分压公式得: U U H R /)(j =ωRC RC C R R ωωωj 1j )j /(1+=+= )j (ωH 具有高通特性,令2 1 )j (c =ωH 得 截止频率RC 1 c =ω,通带范围为∞~c ω 答案9.2 解:由阻抗并联等效公式得: Ω+=+=---3 3 636310 j 110)10j /(110)10j /(10)j (ωωωωZ 阻抗模及幅角分别为: 2 33 )10(110)j (ωω-+= Z , )10arctan()(3ωωθ--= 令 2/1)j (c =ωZ 求得截止角频率rad/s 103c =ω,故通带及阻带分别为: 通带=ω0~rad/s 103,阻带=ωrad/s 103~∞。幅频特性和相频特性如图(b)和(c)所示。 (b) -- 答案9.3 解:等效输入阻抗 )1() j j ()j 1j ()(j j j j )j (1221212122 11C R LR C L R R C L R R C L R R C R C R L R L R Z ωωωωωωωωω++++++=-++?= 取极端情况,令0=ω,得20)j (R Z ==ωω; 令∞→ω,得1)j (R Z =∞→ωω。由)j (ωZ 不随频率变化得R R R ==21,式(1)简化为
)j 1j () j 1j (2 )j 1j ()j 1j (2)j (22 C L R C L R C L R C L R C L R C L R C L R C L R Z ωωωωωωωωω+++++=+++++= 由)j (ωZ 为实数得: C L R R C L R R C L =+=2,2 故当C L R R ==21时端口电流与端口电压的波形相似,此时C L Z =)j (ω。 答案9.4 解: RC 并联的等效阻抗 RC R C R C R Z RC ωωωj 1j /1j /+=+= RC RC Z L Z U U H +==ωωj /)j (1 2 R L LC RC L R R /j 11 )j 1(j 2 ωωωω+-=++= 幅频特性 2 22) /()1(1 )j (R L LC H ωωω+-= 当0→ω时,1)j (=ωH ;当∞→ω时,0)j (=ωH 所以它具有低通特性。 答案9.5 解:由KVL 及分压公式得 1 db cb 2)j 1j 1j 1(U C R R C R C U U U ωωω+-+=-= 整理得 RC RC U U H ωωωj 1j 1)j (1 2+-= = 其幅频特性 1) (1)(1)j (2 2 22=++= RC RC H ωωω 相频特性 )arctg(2)(RC ωω?-= 当ω从0变到∞时,)(ω?从0变化到π-。 注释:图中电路幅频特性为常量,与频率无关,具有全通特性,常用作移相。 答案9.6 解:设
姓名 班级 学号 实验日期 节次 教师签字 成绩 影响RLC 带阻滤波器性能参数的因素的研究与验证 1.实验目的 (1)学习带阻滤波器的设计方法 (2)测量RLC 带阻滤波器幅频特性曲线 (3)研究电阻、电容和品质因素Q 对滤波器性能的影响 (4)加深对滤波器滤波概念的理解 2.总体设计方案或技术路线 (1)理论推导,了解滤波器的主要性能参数及与滤波器性能有关的因素 (2)设计RLC 带阻滤波器电路图 (3)研究电阻R 对于滤波器参数的影响 (4)研究电容C 对于滤波器参数的影响 (5)研究电感L 对于滤波器参数的影响 (6)合理设计实验测量,结合电容C 和电感L 对滤波器参数的影响 (7)将实际测量结果与理论推导作对比,并分析实验结果 3.实验电路图 R1V- V+
4.仪器设备名称、型号 函数信号发生器 1台 FLUKE190-104数字便携式示波表 1台 十进制电阻箱 1只 十进制电容箱 1只 十进制电感箱 1只 5.理论分析或仿真分析结果 带阻滤波器是指能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器,与带通滤波器的概念相对。 理想带阻滤波器在阻带内的增益为零。带阻滤波器的中心频率f o,品质因素Q和抑制带宽BW之间的关系为 仿真结果: R=2000Ω C=0.01uf L=0.2H
R=500Ω C=0.01uf L=0.2H
R=2000Ω C=0.05uf L=0.2H
R=2000Ω C=0.01uf L=0.1H R=2000Ω C=0.01uf L=0.5H
改变R时对比图 改变C时对比图 改变L时对比图 6.详细实验步骤及实验结果数据记录(包括各仪器、仪表量程及内阻的记录) (1)电阻R对于滤波器参数的影响 任务1:电路如图所示,其中信号源输出Us=5V,电容C=0.01uF,电感L=0.2H,根据下表所示,选择不同电阻值测量输出幅频特性
姓名XXX 班级1108301 学号11108301xx 实验日期 6.5 节次9-11 教师签字成绩 四人无弃权表决电路 1.实验目的 1)掌握74LS20的逻辑功能和使用方法; 2)通过实验,进一步熟悉组合逻辑电路的分析与设计方法。 2.总体设计方案或技术路线 设计一个四人无弃权表决电路(多数赞成则提议通过,即三人以上包括三人),用74LS20来实现。 1)根据任务的要求,设计电路; 2)用代数化简法求出最简的逻辑表达式; 3)根据表达式,画出逻辑电路图,用标准器件(与、或、非)构成电路; 4)最后,用实验来验证设计的正确性。 3.实验电路图 1)ABCD输入端,接数据开关;Z输出端接电平指示器; 2)改变ABCD的组态,记录Z的变化,验证逻辑函数的功能及设计的正确性。 4. 仪器设备名称、型号 1)实验箱 1台 2)双踪示波器 1台 3)双路直流稳压电源 1台 4)数字万用表 1只 5)74LS20 3片
5.理论分析或仿真分析结果 74LS20管脚图: 逻辑关系式: C AB D Z=ABC+BCD+ACD+ABD=AB BCDACD 逻辑图:
6.详细实验步骤及实验结果数据记录(包括各仪器、仪表量程及内阻的记录)真值表:
7.实验结论 由真值表可知,四人无弃权表决电路设计成功,实现了预期功能。 8.实验中出现的问题及解决对策 实验过程中由于有五个与门,而每个74LS20可实现两个与门,故线路连起来相当复杂,容易混淆,故在连接电路时安排好位置,标记好引脚和接头。 9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议 此次设计是对经典四人表决电路的一次创新,利用书本上的知识和以前类似实验的设计思路进行了此次实验,锻炼了实践能力,熟悉了组合逻辑电路的设计方法。 这次的实验绝对原创的,是对以前做过的实验的一次创新,复杂了不少,锻炼了能力。 10.参考文献 [1]电工学实验教程/王宇红主编.——北京:机械工业出版社,2009.8(2012.1重印)
数字逻辑电路与系统上机实验报告 实验一组合逻辑电路的设计与仿真 学校:哈尔滨工业大学 院系:电信学院通信工程系 班级:1205102 学号:11205102 姓名: 哈尔滨工业大学
实验一组合逻辑电路的设计与仿真 2.1 实验要求 本实验练习在Maxplus II环境下组合逻辑电路的设计与仿真,共包括5个子实验,要求如下:
2.2三人表决电路实验 2.2.1 实验目的 1. 熟悉MAXPLUS II原理图设计、波形仿真流程 2. 练习用门电路实现给定的组合逻辑函数 2.2.2 实验预习要求 1. 预习教材《第四章组合逻辑电路》 2. 了解本次实验的目的、电路设计要求 2.2.3 实验原理 设计三人表决电路,其原理为:三个人对某个提案进行表决,当多数人同意时,则提案通过,否则提案不通过。 输入:A、B、C,为’1’时表示同意,为’0’时表示不同意; 输出:F,为’0’时表示提案通过,为’1’时表示提案不通过; 波形仿真。 2.2.4 实验步骤 1. 打开MAXPLUS II, 新建一个原理图文件,命名为EXP2_ 2.gdf。 2. 按照实验要求设计电路,将电路原理图填入下表。
制输入信号A、B、C的波形(真值表中的每种输入情况均需出现)。 4. 运行仿真器得到输出信号F的波形,将完整的仿真波形图(包括全部输入输
2.3 译码器实验 2.3.1实验目的 熟悉用译码器设计组合逻辑电路,并练习将多个低位数译码器扩展为一个高位数译码器。 2.3.2实验预习要求 1. 预习教材《4-2-2 译码器》一节 2. 了解本次实验的目的、电路设计要求 2.3.3实验原理 译码器是数字电路中的一种多输入多输出的组合逻辑电路,负责将二进制码或BCD码变换成按十进制数排序的输出信息,以驱动对应装置产生合理的逻辑动作。商品的译码器品种较多,有2-4线、3-8线、4-10线及4-16线等。本实验练习对双2-4线译码器74LS139的扩展,并用其实现特定的组合逻辑。74LS139包含两个2-4线译码器,其输入输出如下: 74LS139中译码器1真值表如下: 74LS139中译码器2真值表如下:
数字电路大作业题目 说明:以下题目任选一个,以小组形式合作完成,组内人数是2~3人,最佳组合为3人。 题目1:电子密码锁的设计 [设计要求] (1)设计一个开锁密码至少为4位数字(或更多)的密码锁。 (2)当开锁按扭开关(可设置8位或更多,其中只有4位有效,其余位为虚设)的输入代码等于所设密码时启动开锁控制电路,并且用绿 灯亮、红灯灭表示开锁状态。 (3)从第一个按扭触动后的5秒内若未能将锁打开,则电路自动复位并发出报警信号,同时用绿灯灭、红灯亮表示关锁状态。 (4)密码锁上带有数字时钟,当操作者开始按动按钮能进行倒计时显示。 注:附加功能根据本人能力自行添加(如:密码锁中的4位密码可以修改,等等) 题目2:乒乓球比赛模拟机的设计 乒乓球比赛模拟机用发光二极管(LED)模拟乒乓球运动轨迹,是由甲乙双方参赛,加上裁判的三人游戏(也可以不用裁判)。 [设计要求] (1)至少用8个LED排成直线,以中点为界,两边各代表参赛双方的位置,其中一个点亮的LED(乒乓球)依次从左到右,或从右到左移动,“球” 的移动速度可以调节。 (2)当球(被点亮的那只LED)移动到某方的最后一位时,参赛者应该果断按下自己的按扭使“球”转向,即表示启动球拍击中,若行动迟缓或超前,
表示未击中或违规,则对方得一分。 (3)设计甲乙双方自动记分电路,用数码管显示得分,每记满11分为一局。(4)甲乙双方各设一个发光二极管表示拥有发球权,每得5分自动交换发球权,拥有发球权的一方发球才能有效。 (5)能显示发球次数。 注:附加功能根据本人能力自行添加(如:一方得分,电路自动提示3秒,此期间发球无效,等铃声停止后方可比赛等等) 题目3:液体点滴速度监控装置的设计 设计医用点滴速度自动控制装置。假设已在漏斗处设置了一个由红外发射、接收对管构成的传感器,将点滴信号非电量转换成电脉冲信号。 [设计要求] (1)检测点滴速度,并与预定速度值比较,通过控制电机的转向使吊瓶作上升、下降、停止的动作(可以使用红绿黄指示灯表示),从而调整点滴速度,直到实测数据和预置数据相等时为止。 (2)自动调整吊瓶时间小于3分钟,误差范围为预定速度值的10%。 (3)点滴速度的设定范围为20~160滴/分钟 (4)能显示当前点滴速度。 (5)液体停滴时能发出报警。 注:附加功能根据本人能力自行添加(如:带有数字时钟,能显示点滴进行的时间,等等) 题目4:象棋快棋赛电子裁判计时器的设计 说明:象棋快棋赛规则是,红、黑双方对奕时间累计均为三分钟,超时判负。[设计要求] (1)甲乙双方的计时器为一个秒时钟,双方均用3位数码管显示,预定的初值
答案10.1 解:0
Ω6电阻电压为: V e 72.0)d d (66)(101t C t u C i t u -=-?Ω-=?Ω-=)0(>t 答案10.4 解:0
2012年硕士研究生入学考试大纲 考试科目名称:信号与系统+数字逻辑电路考试科目代码:[803] 一、考试要求: 要求考生全面、系统地掌握《信号与系统》和《数字电路》课程的基本概念、原理、方法与应用,具有较强的分析、设计和解决问题的能力。 二、考试内容: (一)《信号与系统》部分 1)信号分析的理论基础 a:信号的基本概念和典型信号 b:信号的时域分解与变换,卷积 2)傅里叶变换 a:傅里叶级数,傅里叶变换,傅里叶变换的性质 b:周期信号的傅里叶变换,抽样信号的频谱 3)拉普拉斯变换 a:拉普拉斯变换与反变换 b:拉普拉斯变换的性质 4)Z变换 a:Z变换及其收敛域,Z变换的性质,Z反变换, b:Z变换与拉普拉斯变换的关系 5)连续系统的时域分析 a:连续系统的经典解法 b:零输入响应,冲激响应与阶跃响应,零状态响应 6)连续系统的频域分析 a:傅里叶变换分析法 b:无失真传输条件 c:理想低通滤波器 7)连续系统的复频域分析 a:拉普拉斯变换分析法 b:系统函数,极零点分布与时域响应特性,极零点分布与系统频率特性 c:线性系统的模拟 8)离散系统的时域分析
a:离散系统的描述和模拟 b:差分方程的经典解法,零输入响应和零状态响应9)离散系统的Z域分析 a:离散系统的Z变换分析法 b:离散系统的系统函数及频率响应 10)系统的状态变量分析法 a:状态方程的建立 b:连续系统和离散系统的状态方程解法 (二) 《数字逻辑电路》部分 1)数制与编码 a:数制和编码的基本概念,不同数制之间的转换 b:二进制数的运算 2)逻辑代数基础 a:逻辑代数基本概念,逻辑函数的表示方法 b:逻辑函数的化简及实现 3)门电路 a:TTL门电路工作原理与输入输出特性 b:OC门、三态门(TS)原理与应用,MOS门电路4)组合电路 a:组合逻辑电路的分析与设计方法 b:典型中、小规模集成组合电路原理与应用 5)触发器 a:触发器基本原理与应用 b:不同触发器类型之间的转换 6)时序逻辑电路 a:时序逻辑电路的概念 b:同步时序电路的分析与设计 c:集成计数器和移位寄存器的设计与应用 d:异步时序电路的基本概念 7)算术运算电路 a:数值比较器、加法电路、乘法电路基本原理与应用8)存储器与可编程逻辑器件 a:RAM、ROM的基本原理和扩展 b:可编程逻辑器件的基本原理和应用 9)模数和数模转换
答案8.1 解: )/1()(T t A t f -= T t <<0 ??-== T T dt T t A T dt t f T A 000)/1(1)(1A T t t T A T 5.0]2[02=-= ?-=T k dt t k T t A T a 0 )cos()/1(2ω 0)sin(2)]sin()/1(2[0 20=+?-=?T T dt t k T k A t k Tk T t A ωωωω ?-=T k dt t k T t A T b 0 )sin()/1(2ω π ωωωωωk A kT A dt t k T k A t k Tk T t A T T ==-?--=?2)cos(2)]cos()/1(2[020 所以 ∑ ∞ =+=1 sin 5.0)(k t k k A A t f ωπ 频谱图如图(b)所示。 .0 答案8.2 解:电流i 的有效值 57.1)2/13.0()2/67.0()2/57.1(12222≈+++=I A 只有基波电流与正弦电压形成平均功率,故二端电路输入的平均功率为: 95.73)]90(90cos[2 57 .122.94=?--?-?= P W 注释:非正弦周期量分解成傅里叶级数后,其有效值等于直流分量和不同频 率交流分量有效值平方和的平方根。 答案8.3 解:对基波 ?∠=0100m(1)U V , A 010m(1) ?∠=I 由
Ω==-+=10)1(j ) 1(m ) 1(m ) 1(I U C L R Z ωω 求得 Ω=10R , 01 =-C L ωω (1) 对三次谐波 ?-∠=3050m(3)U V , A 755.1i m(3)ψ-∠=I 又由 Ω+?-∠==-+=)30(5.28)313(j m(3) m(3)) 3(i I U C L R Z ψωω (2) 所以 22 25.28)313(=- +C L R ωω (3) 将式(1)代入式(3), 解得 mH 9.31=L 将mH 9.31=L 代入式( 1 ),求得 F 3.318μ=C 再将C L R 、、 值代入式(2),有 Ω?-∠=Ω+=3028.5j26.7)10(i )3(ψZ 解得 ?=45.99i ψ 答案8.4 解: (1) 电压有效值: V 01.80)225()250()2100(222=++=U 电流有效值 58.74mA )2 10 ()220()280( 222=++=I (2) 平均功率 kW 42.345cos 2 10250cos 22050)45cos(280100=??+??+?-?=P
答案5.1 设负载线电流分别为A B C i i i 、、,由KCL 可得A B C 0I I I = ++。又A B C 10A I I I ===, 则A B C i i i 、、的相位彼此相差120?,符合电流对称条件,即线电流是对称的。 但相电流不一定对称。例如,若在三角形负载回路内存在环流0I (例如,按三角形联接的三相变压器),则负载相电流不再对称,因为 0CA CA 0BC BC 0AB AB ',','I I I I I I I I I +=+=+= 不满足对称条件。而该环流对线电流却无影响,因为每个线电流都是两个相电流之差(如图题7.3),即 BC CA BC CA C AB BC AB BC B CA AB CA AB A '','',''I I I I I I I I I I I I I I I -=-=-=-=-=-= A B C 图 题7.3 如已知负载对称,则相电流也是对称的,每相电流为77.53/10≈A 。 答案5.2 负载各相阻抗化为星形联接为 (8j6)'33Z Z -==Ω 设A 相电源相电压为2200∠ ,A 相负载线电流与电源相电流相等 AN A 220082.50A (8j6)Z 'j2 3l U I Z ∠? ===∠-Ω +Ω+ 由三角形联接得相电流与线电流关系得 A'B'47.6A I === 即负载相电流为47.6A 。 答案5.3 解:电路联接关系如图(a)所示。负载断开时电源的输出线电压等于图中相电压 倍。下面计算相电压A U 。
A I (b) I C (a)U 设负载A 相电压为AN 2200V U =∠? ,对于感性负载,由cos 0.8?=,得36.87?=-?,则 A 236.87A I =∠-? 采用单相分析法,如图(b)所示。 电源相电压为 A AN A i [2200236.87(2j4)]V U U I Z =+ =∠?+∠-??+ 2281V =∠? 当负载断开时,电源输出电压为 A 395V l U == 答案5.7 解:设电源为星形联接,电源A 相电压相量为 AN 2200V U ==∠? 则电源线电压分别为 AB 38030V U =∠? ,BC 38090V U =∠-? ,CA 380150V U =∠? 。 (1)设电路联接如图(a)所示,化为单相计算,如图(b)所示。 N ' N N ' U U (b) AN ' U BN BN I 因为负载为星形联接,所以负载相电压 AN'2200V U =∠? ,BN'220120V U =∠-? ,CN'220240V U =∠-? 又因为
第一章习题 1.1 图示元件当时间t<2s时电流为2A,从a流向b;当t>2s时为3A,从b流向a。根据图示参考方向,写出电流的数学表达式。 1.2图示元件电压u=(5-9e-t/τ)V,τ>0。分别求出t=0 和t→∞时电压u的代数值及其真实方向。 图题1.1 图题1.2 1.3 图示电路。设元件A消耗功率为10W,求;设元件B消耗功率为-10W,求;设元件C发出功率为-10W,求。 图题1.3 1.4求图示电路电流。若只求,能否一步求得? 1.5 图示电路,已知部分电流值和部分电压值。 (1) 试求其余未知电流。若少已知一个电流,能否求出全部未知电流? (2) 试求其余未知电压u14、u15、u52、u53。若少已知一个电压,能否求出全部未知电压? 1.6 图示电路,已知,,,。求各元件消耗的功率。 1.7 图示电路,已知,。求(a)、(b)两电路各电源发出的功率和电阻吸收的功率。 1.8 求图示电路电压。 1.9 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。 1.10 求网络N吸收的功率和电流源发出的功率。 1.11 求图示电路两个独立电源各自发出的功率。
1.12 求图示电路两个受控源各自发出的功率。 1.13 图示电路,已知电流源发出的功率是12W,求r的值。 1.14 求图示电路受控源和独立源各自发出的功率。 1.15图示电路为独立源、受控源和电阻组成的一端口。试求出其端口特性,即关系。 1.16 讨论图示电路中开关S开闭对电路中各元件的电压、电流和功率的影响,加深对独立源特性的理解。 第二章习题 2.1 图(a)电路,若使电流A,,求电阻;图(b)电路,若使电压U=(2/3)V,求电阻R。 2.2 求图示电路的电压及电流。 2.3 图示电路中要求,等效电阻。求和的值。 2.4求图示电路的电流I。
答案11.1 解: (1) 2020 00 1 e 1e 1e e )()(- s s dt s s t dt t t s F st st st st = -=+ -==∞-∞-∞-∞-- - - ??ε (2) 2 0)(2 0)(00)(1e )(1e 1e e )(e )(-ααα αεααα+= +-=++ +- ==∞+-∞ +-∞-∞ --- - - ? ?s s dt s s t dt t t s F t s t s st st t 答案11.2 解: ) /1(//1)(1τττ+=+-= s s A s A s A s F 由拉氏变换的微分、线性和积分性质得: ) /1(/)()()/(]/)([)()]0()([)(22111112ττ +++= ++=++-=-s s A c bs as s F s c b as s s F c s bF f s sF a s F 答案11.3 解: 设25)}({)(11+==s t f s F L ,5 2)}({)(22+==s t f L s F 则 ) 5)(2(10 )()(21++= s s s F s F )(1t f 与)(2t f 的卷积为 ) e e (3 10 ]e 31[e 10e e 10e 2e 5)(*)(520350350)(5221t t t t t t t t d d t f t f --------=?==?=??ξξ ξξξξ 对上式取拉氏变换得: ) 5)(2(10)5121(310)}(*)({21++=+-+= s s s s t f t f L 由此验证 )()()}(*)({2121s F s F t f t f =L 。 答案11.4
汽车尾灯控制器 信安一班 1150320101-孙晨1150810613-李秋豪1152210121-路祥鹏 (按笔画顺序排列) 注:任何人可以自由的复制、修改、分发本文。但是如果您的版本中含有附录的参考图片:1.在用于非商业、非盈利、非广告性目的时需注明作者及出处“百度百科”。2.在用于商业、盈利、广告性目的时需征得作者同意,并注明作者姓名、授权范围及出处“百度百科”。GMT+8 2016-12-07 20:20
一、目录 设计要求------------------------------------------------------------- 3 工作原理,系统方框图----------------------------------------------- 3 各部分选定方案及说明----------------------------------------------- 5 总体设计图与仿真结果----------------------------------------------- 9 设计心得与总结------------------------------------------------------ 17 参考文献------------------------------------------------------------- 17 附录:总体器件表及其功能表、管脚分布----------------------------- 18
二、设计要求 设计一个汽车尾灯控制器。汽车尾部左右两侧各有3个指示灯。根据汽车运行情况,指示灯有4+2种显示模式: (1)汽车正向行驶,所有指示灯全部熄灭。 (2)汽车右转弯,右侧的三个指示灯按右循环模式顺序点亮。 (3)汽车左转弯,左侧的三个指示灯按左循环模式顺序点亮。 (4)临时刹车,左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态。 (5)倒车状态,右侧的三个指示灯按右循环模式顺序点亮,同时左侧的三个指示灯按左循环模式顺序点亮。 (6)故障状态,所有灯全亮且不闪烁。 三、工作原理,系统方框图 大致原理:(详细介绍见第四部分) 该器件有六种状态,所以应该使用三个开关状态L1、L2、L3来表达。 对于正常行驶状态,灯全灭,即对所有的灯给低电平。 对于汽车右转弯,右侧的三个指示灯按右循环模式顺序点亮,可以采取三进制计数器(十进制改造)+三八译码器来实现,其中三进制计数器的输出作为译码器的输入,译码器的输出决定三个右侧灯的亮暗。 对于汽车左转弯,原理同汽车右转弯的实现方法。 对于临时刹车,可以使用CP信号直接决定六个灯的亮暗,达到闪烁的目的。 对于故障状态,对所有的灯置高电平。
答案3.1 解:应用置换定理,将电阻R 支路用0.5A I =电流源代替,电路如图(b)所示。 I 2 对电路列节点电压方程: 1212(1)0.5A 44n n I U U +Ω?-=-ΩΩ 12116V (1)3 4.5 4.5n n U U -+Ω++?= ΩΩΩ 0.5A I = 解得 11V n U = 则 12n U R I ==Ω 答案3.2 解: (a ) 本题考虑到电桥平衡,再利用叠加定理,计算非常简单。 (1)3V 电压源单独作用,如图(a-1)、(a-2)所示。 (a-1)(a-2) 由图(a-2)可得 '3V 1A 148348 I ==?Ω+Ω+ 由分流公式得: ''182 A 483 I I Ω=-?=-Ω+Ω (2)1A 电流源单独作用,如图(a-3)所示。
(a-3) 考虑到电桥平衡, "0I =, 在由分流公式得: "113 1A A 134I =-?=-+ (3)叠加: '"1A I I I =+= '"11117/12A I I I =+=- 2 111 2.007W P I Ω=?= (b ) (1)4V 电压源单独作用,如图(b-1)所示。 '2 I ' (b-1) 由图(b-1)可得, '24V 2V (2+2)U Ω?= =Ω '136A I U =-=- ''21'5A I I I =+=- (2)2A 电流源单独作用,如图(b-2)所示。
(b-2) ''22 2A=2V 22U ?= Ω?+ "'' 2311A 2 I I =?= 对节点②列KCL 方程得, """1132A 4A I U I +== 对节点③列KCL 方程得, "" "230I I U ++= 解得 "5A I = (3) 叠加 '"1116A 4A=10A I I I =+=--- '"5A 5A=10A I I I =+=-- - 211 1100W P I Ω=?Ω= 答案3.3 解 :利用叠加定理,含源电阻网络中的电源分为一组,其作用为'I ,如图(b)所示。S I 为一组,其单独作用的结果I '' 与S I 成比例,即:" S I kI =,如图(c)所示。 I I s kI (a) (b) (c) + '"'S I I I I kI =+=+ (1) 将已知条件代入(1)式得 '' 04A 1A 2A I k I k ?=+?? ?-=+???
Harbin Institute of Technology 数字电路自主设计实验 院系:航天学院 班级: 姓名: 学号: 指导教师: 哈尔滨工业大学
一、实验目的 1.进一步掌握数字电路课程所学的理论知识。 2.熟悉几种常用集成数字芯片的功能和应用,并掌握其工作原理,进一步学会使用其进行电路设计。 3.了解数字系统设计的基本思想和方法,学会科学分析和解决问题。 4.培养认真严谨的工作作风和实事求是的工作态度。 5.数电课程实验为我们提供了动手实践的机会,增强动手实践的能力。 二、实验要求 设计流水灯,即一排灯按一定的顺序逐次点亮,且可调频、暂停、步进。 三、实验步骤 1.设计电路实现题目要求,电路在功能相当的情况下设计越简单越好; 2. 画出电路原理图(或仿真电路图); 3.元器件及参数选择; 4.电路仿真与调试; 5.到实验时进行电路的连接与功能验证,注意布线,要直角连接,选最短路径,不要相互交叉,注意用电安全,所加电压不能太高,以免烧坏芯片; 6.找指导教师进行实验的检查与验收; 7.编写设计报告:写出设计与制作的全过程,附上有关资料和图纸,心得体会。 四、实验原理 设计流水灯的方法有很多种,我的设计思路是: 利用555定时器产生秒脉冲信号,74LS161组成8进制计数器,74LS138进行译码,点亮电平指示灯。并通过调节555的电阻,实现频率可调。通过两与非门,实现暂停、步进功能。
1.秒信号发生器 (1)555定时器结构(2)555定时器引脚图 (3)555定时器功能表 (4)555定时器仿真图
2. 74LS161实现8进制加计数 74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器,它可以灵活地运用在各种数字电路,以及单片机系统中实现分频器等很多重要的功能。 (1)74LS161同步加法器引脚图 管脚图介绍: 始终CP和四个数据输入端 P0-P3 清零CLR 使能EP,ET 置数PE 数据输出端Q0-Q3 进位输出TC (2)74LS161功能表 (5)74LS161仿真图 对74LS161进行八进制计数改组,需要一个与非门,即芯片74LS00,也就是将74LS161的输出端通过与非门,当输出为8时将输出为高电平的端口与非后接到74LS161的清零段。即计数到8是异步清零,所以74LS161变为八进制计数。