发布时间 : 星期二 文章《智能仪器设计基础》试题及其参考答案更新完毕开始阅读e74a3f15a76e58fafab003b8
C. 采用软件方法提高A/D抗干扰能力 D. 以上三种都包括
9．在进行数字电路的可测试性设计时，下面说法错误的是( )。 A．设计上应避免“线或”逻辑
B．所有不同相位和频率的时钟都应来自单一主时钟 C．数字电路应设计成主要以异步逻辑电路为基础的电路 D．电路应初始化到一明确的状态，以便确定测试的方法
10．下面( )调试方式在目标机不存在的情况下也可以进行代码的调试。
A．ROM 仿真器 B．在线仿真器 C．片上调试 D．JTAG
三、填空（每空2分，共20分）
1．假设一 12 位的 A/D 转换器，其满量程电压为 10V ，则它的分辨率是_____ 。
2．某仪器的非线性采用分段线性插值法进行校正，设段数为4，最少需要_____对（X i ，Y i ）已知实验数据。
3．利用 8 片模拟多路开关 CD4051 设计 64 路的输入通道。已知 CD4051 的漏电流为 20nA ，开关导通电阻300Ω ，设信号源内阻 1000 Ω 。则多路开关漏电流和导通电阻产生的误差大小为_____ 。如果采用级连方式连接，则需要多路开关_____片。用级连方式连接电路产生的误差大小为_____ 。
4． 某智能温度测量仪采用 8 位ADC ，测量范围为10 ～100 ℃，仪器采样数据经滤波和非线性校正后的数字量为0028H 。A0=10 ℃，Am=100 ℃，Nm=FFH=255 ，Nx=28H=40 。则对应的实测温度是_____ 。 5. 设在某数据采集系统中，对正弦信号 U=（ U msin ω t ）/2 采样。采/保的孔径时间 tAP=20ns ， A/D 转换
器的位数为 12 位，求采样精度达到 1LSB 的最高信号频率是_____ 。若 S/H 的捕捉时间 tAC=3 μs ，稳定时间ts=2 μs ， A/D 转换时间 tCONV=40 μs ，输出时间 tOUT=4 μs 则通道的吞吐率是_____ 。
6．检测直流电压信号由于50Hz 工频干扰使测量数据呈现周期性波动。设采样周期Ts=1ms ，采用算数平均滤波算法，消除工频干扰。选择平均点数 _____。
7．某种仪器 100 台，工作 1000h ，假设有 2 台发生故障，则这种仪器的千小时的可靠率为_____ 。
四、简要回答下列问题（ 25 分） 1. 简述推动智能仪器发展的主要技术。 2. 简述智能仪器设计的基本原则。 3. 简述 USB 既插既用机制实现的原理。
4. 可靠性是智能仪器中一个重要的技术指标。请写出智能仪器中常用的提高硬件和软件可靠性的方法。
5. 什么是可测试性？智能仪器设计中引入可测试性设计有什么优缺点？
五、设计题 （15分）
试设计一温度检测系统。要求系统能检测 8 路温度信号（假设温度传感器的输出信号幅度 0~25mV ），测试
的温度范围为 0~500 ℃，温度分辨率为 0.5 ℃。测试的最终结果用 LCD 显示器或 LED 显示器显示出来。对多通
道的测量信号要有自动巡回检测的功能和选择某一通道进行单一测量的功能。若采用自动巡回检测方式，要求每一
通道每秒钟检测 100 次。仪器要具有与其它仪器或微机进行通讯的能力。画出仪器的硬件框图，并说明每部分的参
数及其选择原则。
（1） 根据设计要求，放大器的放大倍数至少应为多少？ （2） A/D 转换器至少应选择多少位的？ （3） A/D 转换器的速率至少为多少？
（4） 根据设计要求，如果选用 LED 显示器，至少应用几位 LED 显示？
（5） 测试系统与外界的通讯如选用串行通信，你准备选择哪种总线？它的最远传输距离是多少？
（6） 如果系统用 89C51 单片机做控制器，用字符式 LCD 显示模块做显示器，请画出图 2 中单片机与显示模块的
三根控制线 RS 、 R/W 和 E 的接口电路。