数字电子学 MCQs

答案：a

解释：十六进制是一种基数为 16 的数字系统。我们可以通过分解单词 HEXA+DECIMAL 来更好地理解它；它表示 6 和 10 组成 16。这是书写和计数以 16 为基数表示的数字的最简单方法。十六进制系统中有十六个不同的数字，从 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E 开始，到 F 结束。其中 A=10、B=11、C=12、D=13、E=14、F=15。它通常用 8421 码在二进制数系统中用 4 位表示。

答案：d

解释：“数模转换器”或 DAC 指的是一种电子设备，它将数字信号（离散时间信号）转换为模拟信号（连续时间信号）。换句话说，我们可以说一种电子设备将 0 和 1（二进制）的信号转换为模拟形式。例如，输出信号的幅度随输入值而变化。

答案：b

说明

如果你想将十六进制数转换为八进制数，你需要做的第一件事是将十六进制数转换为二进制形式，方法是将每个数字的二进制等价物写成 4 位。一旦你将数字写成二进制形式，你就需要将二进制等价物分组为 3 位，然后为这三位中的每一位写下相应的数字。

(1E.43)₁₆ = (0001 1110.0100 0011)₂

= (00011110.01000011)₂

= (011110.010000110)₂

= (011 110.010 000 110)₂

= (36.206)₈

答案：d

说明

NAND 门是一种通用逻辑门，在数字电路中执行 AND 逻辑运算的非（NOT）运算。

我们知道，

Y = 2ⁿ Y 是真值表中的行数

其中，

n = 输入的数量。

答案：b

解释：BCD 代表二进制编码的十进制。它是一种二进制编码，其中每个十进制数字都由固定数量的位表示，通常是 4 位。它也称为 8421 码来表示最大数字 15。BCD 只能编码 0-9。例如，十进制数 456，其等效 BCD 码是 0100 0101 0110

答案：b

说明

八进制到十进制的转换通常是通过将 8 的幂与索引位置上的值相乘获得的。

(312)₈ = 3 * 8² + 1* 8¹ + 2* 8⁰

= 192 + 8 +2 = (202)₁₀

答案：b

解释：SCR 代表硅控整流器；它是一类具有与晶闸管相同特性的晶闸管。它是一种具有三个结的半导体器件。它们有两种类型：npnp 和 pnpn。对于 pnpn 型，内部层有一个门极端子，外层有一个阳极端子，外层 n 层有一个阴极端子。SCR 在门极触发后控制阳极电流的流动。

答案：b

解释：MOSFET 代表金属氧化物半导体场效应晶体管。它是一种半导体器件，广泛用于数字设备中的开关和放大信号。MOSFET 是任何集成电路的主要组成部分，由于其尺寸小，可以在单个芯片上设计。它是一种四端器件：源极 (S)、栅极 (g)、漏极 (d) 和体 (b)。体 (b) 连接到源极，使 MOSFET 成为像场效应晶体管一样的三端器件。MOSFET 可用于数字和模拟电路，因此它是数字电路中应用最广泛的晶体管之一。

答案：d

解释：NAND 或 NOR 门用于设计所有其他逻辑门，因此它们被称为通用门。

答案：b

解释：如果你想对任何二进制数进行加法运算，首先你需要知道二进制加法规则。

0 + 1 = 1

1 + 0 = 1

0 + 0 = 0

1 + 1 = 0（进位为 1）

101001+ 010011 = 111100

答案：a

解释：如果你想对任何二进制数进行减法运算，首先你需要知道二进制减法规则。

1 - 0 = 1

0 - 1 = 1（借位为 1）

0 - 0 = 0

1 - 1 = 0

因此，101001 - 010110 = 010011

答案：c

解释：如果你想对任何二进制数进行乘法运算，你需要知道二进制乘法规则。

1 * 0 = 0

0 * 1 = 0

0 * 0 = 0

1 * 1 = 1

因此，10100 * 01011 = 011011100

答案：c

说明

如果你想对任何二进制数进行除法运算，你需要知道二进制除法规则。二进制除法使用长除法规则完成。

因此，111001 ÷ 1101 的余数为 0101

答案：b

解释：切换意味着在输出因时钟信号作用而变为其补码时在两种状态之间切换。例如，假设初始输出为 X（1 或 0），则切换后，输出状态将为 X'（分别为 0 或 1）。JK 触发器的切换都需要 j 和 k 为 1。

答案：d

解释：MSI、SSI、LSI 和 VLSI 等术语源于集成电路的复杂性。这意味着单个芯片上制造的晶体管总数。Jack Kilby 于 1959 年发明了第一个集成电路，此后，集成电路逐渐发展为 SSI、LSI、MSI 和 VLSI。

在 **MSI**（中规模集成）= **30 - 300** 门/芯片（计数器、多路复用器、寄存器）

在 **LSI**（大规模集成）= **300 - 3000** 门/芯片（8 位处理器）

在 SSI（小规模集成）= **3 - 30** 门/芯片（逻辑门、触发器）

在 VLSI（超大规模集成）= **>3000** 门/芯片（16 位和 32 位处理器）

答案：d

说明

逆变器是指将直流电（DC）转换为交流电（AC）的电子设备。它在各种应用中都有广泛的应用，从小型电器、电视、DVD 播放器、计算机电源到大型电力供应，如光伏太阳能电池。

根据输入源的类型，逆变器分为两类。

1. 电流源逆变器：在电流源逆变器中，输入是电流源。
2. 电压源逆变器：在电压源逆变器中，输入是电压源。

答案：a

解释：温度随时间连续变化。因此，它是一个模拟量。

答案：c

说明

如果你想计算任何二进制数的 1 的补码，你需要翻转其二进制位。所有 0 变成 1，所有 1 变成 0。

因此，1011001 的 1 的补码是 0100110

答案：d

解释：如果你想计算任何二进制数的 2 的补码，首先你需要计算该数字的 1 的补码，然后加 1。

1011011 的 2 的补码 = 0100100 + 1 = 0100101。

答案：c

解释：溢出是一个软件问题，当处理器无法准确响应输出时发生，此时输出结果超出范围。

答案：c

解释：触发器是指具有两个稳定状态的电子电路，可用于存储二进制数据（1,0）。触发器只能存储一位数据，即逻辑 1 或 0。这个逻辑状态可以表示为触发器输出端的电压，因为它可以被控制以保持逻辑状态，从而有效地成为一个 1 位内存。

答案：a

解释：如果你想计算任何数字的 excess-3 码，你需要将“3”加到该数字的每一位上。在上面的问题中，将“3”加到每一位上会得到新的数字“8”、“11”和“7”。因此，根据 8421 规则，对应的四位二进制等价物是 100010110111。

答案：d

说明

在布尔代数中，分配律由以下公式给出：

A + BC = (A+B) (A+C) & A(B+C) = AB+AC

在布尔代数中，交换律由以下公式给出：

A+B = B+A & A*B = B*A

在布尔代数中，分配律由以下公式给出：

A+(B+C) = (A+B) +C & A*(B*C) = (A*B) *C

答案：d

解释：FIFO 代表先进先出（First In - First Out）。队列是一种基于 FIFO 的内存，这意味着最先到达的请求将首先得到处理。例如，排队买火车票的人群。先来的人会先拿到票。在队列数据结构的情况下，我们称普通队列为 FIFO 队列。

答案：a

解释：主要有两种类型的 3 相整流器：半波整流器和全波整流器。许多行业使用 3 相电源而不是单相电源。在三相半波整流器中，每个二极管的导通时间为 120⁰，因为周期会重复，并且在触发角小于 30⁰ 时，每个晶闸管的导通时间为 120⁰。

答案：b

解释：德摩根定理在数字电子学中起着至关重要的作用。它给出了逻辑门之间的等价关系。有两种不同的德摩根定理：第一种给出了 NAND 门的等价物，另一种给出了 NOR 门的等价物。根据德摩根定理的对偶性质 (AB)' = A' + B' & (A+B) = A' * B'

答案：c

解释：SOP 代表“和之积”（Sum of products）。SOP 是布尔代数公式的写法。例如，和之积公式：AB + A'B'。换句话说，它定义为两个或多个逻辑乘积项的逻辑和。POS 代表两个或两个以上逻辑和项的逻辑积。

答案：b

说明

最小项由以下公式给出：

最小项 = 2ⁿ

因此，需要 2⁴= 16 个最小项。

答案：d

解释：K 图，也称为卡诺图，是指真值表的图形表示。它有助于最小化布尔表达式的变量。它也是一种维恩图的抽象形式，排列成方阵，其中每个方格代表一个最小项或最大项。

答案：d

解释：SCR 代表硅控整流器。SCR 用于直流电机速度控制。SCR 由可变电阻电位器控制。许多工业使用变频驱动器进行工业应用。例如，轧钢机、铁路牵引等。

答案：a

解释：在数字电子学中，最小的存储单位，由 0 或 1 组成，称为位。这种 4 位数的排列称为 nibble。这种 8 位数的排列称为字节。

答案：d

说明

XNOR 是指一种具有两个或多个输入和一个输出的数字逻辑门，它执行逻辑相等。XNOR 门的输出为真，当且仅当其所有输入都为真，或者其所有输入都为假时。当其输入之一为假，而其他输入为真时，输出为假。XNOR 门的输出由以下公式给出。

AB + A'B,' 对于 **A = 0** 和 **B = 0**，输出将为 1。

答案：b

解释：DTL 代表二极管晶体管逻辑（Diode Transistor Logic），其中二极管作为输入网络，开关操作由晶体管执行。DTL 是 TTL（晶体管-晶体管逻辑）的前身。逻辑功能可以使用电阻器进行偏置，晶体管进行放大，二极管进行开关和隔离输入，从而产生逻辑电平。

答案：c

解释：CMOS 代表互补金属氧化物半导体（Complimentary Metal Oxide Semiconductor），它允许低功耗和低密度，因为它在关断状态下不消耗功率。它是一种数字逻辑，利用一对互补场效应晶体管来切换电流。当逻辑门开启时，一个晶体管导通，而另一个晶体管关闭。

答案：b

解释：AND 运算等效于交集。它表示 Y = A.B，即 A AND B = A 交集 B。仅当所有输入均为 1 时，输出才为 1。

答案：d

解释：TTL 代表晶体管-晶体管逻辑（Transistor-Transistor logic）。它是一类由双极结型晶体管和电阻器组成的数字电路。BJT 有两种载流子：第一种是电子，另一种是空穴。BJT 有两种类型：NPN 和 PNP。在 TTL 中，电阻器的作用非常小，逻辑门和放大功能都由晶体管执行。

答案：c

说明

ECL 代表发射极耦合逻辑（Emitter Coupled Logic）。由于其较高的传输速率，它是所有逻辑系列中最快的。

在发射极耦合逻辑中，

• 由于晶体管工作在不同的放大模式且从不饱和，因此消除了存储时间。
• 它是最快的逻辑系列，具有最小的传播延迟。

在 CMOS 逻辑中，

• 功耗基本为每门 10nW，取决于电源电压、输出负载等。
• CMOS 组件通常很昂贵，但 CMOS 技术成本效益高。
• 它具有高输入阻抗。

在 TTL 中，

• 功耗基本为每门 10nW。
• 成本效益高的组件。
• 与 CMOS 相比，静电放电损坏设备的可能性较小。

答案：b

解释：负整数由最左边的带符号数表示，而正整数则使用无符号数表示。

答案：d

解释：Ward Leonard 系统曾被实施并用于控制直流分励电机的速度。以前，在工业应用中获得各种速度和反向操作非常方便。该系统由任何原动机组成，包括驱动直流分励发电机的交流电机。直流发电机的电枢直接连接到待控制的分励电机的电枢。直流电机始终保持磁场励磁，而直流发电机的磁场可以在强度和方向上进行控制。随着原动机的旋转，根据需要调整直流发电机的磁场，从而控制其电枢电流，该电流的幅度和方向会得到调整，并馈送到直流电机的电枢，在与连续施加的电机磁场相互作用时产生驱动扭矩。

答案：c

解释：PIV 代表峰值反向电压（Peak Inverse Voltage）。换句话说，PIV 被定义为可以反向施加到二极管上的最大电压。施加更高的电压将导致二极管被烧毁。开始在通常“关闭”的方向上导电，这将损坏二极管，并且通常会产生您不希望的电路行为。具体细节取决于电路设计。

我们通常选择 PIV 大于我们电路中最大的正常反向工作电压。如果您正在制作一个 220 Vac 的全波整流器，您通常会选择 PIV 为 240 或更高的二极管，以留出一些“裕量”和“安全系数”。最小值通常应如下选择：将您设计或仿真的反向电压向上取整到下一个较高的 PIV，以获得您所需的电流。

答案：d

解释：MOSFET 是一种场效应晶体管。它依赖于电场来控制导电沟道的特性。在 MOSFET 中，栅极与衬底之间由一层二氧化硅绝缘，二氧化硅本质上是玻璃。电荷在栅极上累积以产生电场，而不是仅仅让它们流出。因此，虽然硅是导电沟道的主要组成部分，但一层薄薄的二氧化硅用于绝缘栅极。

答案：d

解释：CMOS 代表互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor）。它是一种（主要是）数字逻辑，使用一对互补场效应晶体管来切换电流。有一些模拟 CMOS 器件；它们不那么常见。CMOS 技术用于许多电子设备，如微处理器、RAM、微控制器和其他逻辑电路。当栅极开启时，一个晶体管导通，另一个关闭。当栅极关闭时，第一个晶体管关闭，另一个导通。

答案：a

说明

数字计算机中算术单元的基本构建块称为加法器。加法器是由逻辑门派生出的算术数学函数。因此，加法器在理解数字电子学中总是起着重要作用。最简单但功能最强大的逻辑门应用是加法器。全加器与半加器类似，不同的是，它有三个输入和两个输出，而不是半加器的两个输入和两个输出。输入是进位输入（C_in）、X 和 Y。输出保持不变，和与进位输出（C_out）。

半加器通常仅对“单个数位”加法有用。全加器实现了半加器，以连接多个全加器来实现更高阶的加法。十六个全加器组合在一起可以实现 16 位加法。

答案：b

解释：半加器的总输入数量为 2。半加器电路由两个输入：P 和 Q，它们对两个输入数字进行相加并产生进位和和。借助半加器，我们可以使用逻辑门设计能够执行简单加法的电路。异或门有两个输入，并且与输入异或门相连。半加器的输出也是两个：和（SUM）和进位（CARRY）。

答案：b

解释：译码器通常用于将编码信息（BCD）转换为非编码形式。换句话说，译码器被定义为一种将数字信号转换为模拟信号的电子设备。译码器用于许多通信设备，这些设备用于两个设备之间的通信。译码器允许 n 个输入并产生 2ⁿ 个输出。例如，如果我们提供两个输入，一个 2 对 4 的译码器将产生四个输出。

答案：b

解释：解复用器或 DEMUX 是一种设备，它接受单条输入线并将其路由到多条数字输出线之一。具有 2ⁿ 个输出的解复用器有 n 个选择线，用于选择将输入发送到哪条输出线。解复用器也称为数据分配器。

答案：d

解释：电子寄存器是指一种内存，它使用一组触发器，适合存储二进制信息，例如一个字节（8 位）的数据。每个触发器是一个二进制单元，适合存储二进制字的各个位。存储的二进制信息的长度取决于构成寄存器的触发器数量。寄存器中的信息可以从一个触发器传输到另一个触发器。

答案：c

说明

计数器和寄存器之间的主要区别在于，除某些条件外，寄存器没有特定的状态序列。

计数器是寄存器的一种特殊情况，而寄存器具有相同的时钟。通常，寄存器只能用于存储、加载，或用于堆栈或程序计数器。计数器不需要具有相同的时钟。

计数器的优点：用于分频器、代码生成器和周期/序列生成器。

寄存器的优点：产生延时、简化组合逻辑和串行数据转换为并行数据

答案：c

解释：数系的基数是指用于表示大值的数字（包括零）的数量。在二进制数系中，这将是 2（0,1）。在八进制数系中，这将是 8（0 到 7）。在十进制数系中，这将是 10（0 到 9）。在十六进制数系中，这将是 16（0 到 15）。

答案：b

说明

答案：a

解释：SCR 的双晶体管模型是通过平分 SCR 的上面两层和下面两层获得的。SCR 的双晶体管类比是指将 SCR 视为 npn 和 pnp 晶体管的组合。SCR 是一种三端器件，具有 p-n-p-n 结构。三个端子的结是阴极、阳极和门极。

答案：c

说明

滤波器在整流电路中的主要功能是去除整流输出中的纹波。我们知道，整流器主要用于将交流电 (AC) 转换为直流电 (DC)。在输出中存在相当大的交流分量，称为**纹波**。

许多电子系统需要纯直流电源来驱动或供电。为了提供有效的连续电源，产生纯直流输出，我们需要从整流器的输出中去除交流分量。

答案：c

解释：位移寄存器并行加载的实际含义是所有触发器都已包含数据。这意味着寄存器的所有级在单个加载脉冲的作用下同时加载新的数据位。在当前情况下，触发器的输出将为 1。预置值等于 1 表示 Q 等于 1，这意味着输入值绝对是 1。

答案：b

说明

给定

f = 100 kHz

我们知道，**频率 ( f )= 1/T**

所以，T = (1/100) 毫秒

= 1/0.1 微秒 = 10 微秒；在串行传输中，首先一次输入一位数据。在 16 个时钟周期后，将加载 16 位，这意味着 = 16*10 = 160 微秒。

答案：d

解释：一系列等间隔的时序脉冲可以通过时钟移位轻松生成。在环形计数器中，最后一个触发器的输出连接到第一个触发器的输入，即环形计数器是触发器的级联连接。这意味着触发器的输出反馈到同一触发器的输入。它会生成等间隔的时序脉冲。

答案：c

解释：工作频率是指进行通信的频率，以及载波信号通过调制占据的总带宽。

答案：d

解释：三态缓冲器的三个或三态状态是高、低和浮空。三态缓冲器是指其输出除了高或低逻辑状态外，还可以设置为高阻抗的状态缓冲器。在一条给定线路上有多个输出的情况下非常有用。例如，多点通信总线。如果 3 态控制输入为 1，则输出在电气上是隔离/断开的或浮空的。就好像在输出引脚和内部电路之间插入了 10 兆欧姆的极高阻抗。现在，可以通过连接到输出的任何其他输出信号将输出引脚设置为 0 或 1。

答案：a

说明

在共发射极电路中，**β** 表示**电流增益**。电流增益是指在恒定的 V_CE 下集电极电流与基极电流之比。

β = I_C/I_B

在共基极电路中，直流增益 α 指的是集电极电流 I_C 与发射极电流 I_E 之比。

直流电流增益的方程

α = I_C/I_E

现在，我们可以建立 α 和 β 之间的关系

β = α/ (1 - α)

给定

发射极电流 I_E = 55 mA

集电极电流 I_C = 110 mA

α = I_C/I_E = 110/55 = 2

β = α/ (1 - α) = 2/ (1 - 2)

β = -2

这里的 β 的负值表示其方向，因为按惯例，正电流总是被称为流入器件的电流。所以，电流增益为负。

答案：a

说明

我们知道，约翰逊计数器中的总状态数由给定公式确定：

2^N = 2 ⁸= 256

现在，

使用的总状态数 = 2N = 2* 8 = 16

因此，未使用的总状态数 = 256-16 = 240