信息与通信工程考研专业课模拟题.doc

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哈尔滨工业大学

电子与信息工程学院

信息与通信工程专业

803信号与系统与数字逻辑电路

重点、难点及模拟测试题

目录

第一部分专业课考试科目剖析 2

第二部分知识点归纳 5

一、考试要求 5

二、考试内容 5

第三部分模拟测试题及答案 12

2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题

（一） 12

模拟试题

（一）答案及解析 16

2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题

（二） 21

模拟试题

（二）答案及解析 25

2012年攻读硕士学位研究生入学考试模拟试题（三） 31

模拟试题（三）答案及解析 35

第一部分专业课考试科目剖析

内容包含：

信号与系统+数字逻辑电路

参考书目：

a：

王宝祥，信号与系统，哈尔滨工业大学出版社

b：

郑君里等，信号与系统，高等教育出版社

c：

龚之春，数字电路，电子科技大学出版社

d:

胡航等，信号与系统习题及精解，哈尔滨工业大学出版社

考试科目剖析：

信号与系统课程是通信、信息、电子工程类和自控类专业的一门重要的专业基础课程。

该门课程主要论述了信号与系统分析的基本理论、基本分析方法及其应用。

主要内容包括：

信号与系统的基本知识、连续时间系统的时域分析、离散时间系统的时域分析、傅里叶变换及系统的频域分析、拉普拉斯变换及系统的s域分析、Z变换及离散系统的z域分析、系统的状态变量分析等。

想学好这门课需要对课程有个整体上的认识，比如连续与离散两条主线，时域与变换域两条主线，关键的突破口是傅里叶变换这一章，根据物理意义加强对重要定理的理解，比如奈奎斯特抽样定理，一定要会推导，会解释；z域s域的物理意义不明显，但对于解电路方程来讲十分便捷，总之把握好这两条主线，会发现这门课程脉络十分清晰，好多结论都是对等的，可以举一反三。

本课程从概念上可以区分为信号分解和系统分析两部分，但二者又是密切相关的，根据连续信号分解为不同的基本信号，对应推导出线性系统的分析方法分别为：

时域分析、频域分析和复频域分析；离散信号分解和系统分析也是类似的过程。

数字逻辑电路课程的主要内容：

数制和编码、逻辑代数基础、组合逻辑电路的分析与设计、同步时序逻辑电路分析、异步时序逻辑电路的分析与设计。

数字电子技术仅研究开或关状态，为了简便地描述逻辑关系，通常用熟知的符号“0”和“1”来表示某一事物的对立状态，例如电位的“高”与“低”、脉冲的“有”和“无”、开关的“合”与“断”、事物的“真”与“假”等。

这里的“0”和“1”的概念，并不是通常在数学中表示数量的大小，而是作为一种表示符号，常称之为逻辑“0”和逻辑“1”。

逻辑门电路指的是具有多个输入端和一个输出端的开关电路，它按照一定的规律而动作，逻辑门中逻辑的内涵是指一定的因果关系，即“条件和结果的关系”，因此在逻辑电路中，若用“1”表示有信号或满足条件，则用“0”表示无信号或不满足条件，通常用电位的高、低控制门电路，最基本的门电路包括与门、或门和非门，逻辑门电路是构成电路的基本单元，由基本逻辑门可以组成复合逻辑门。

如与非门、或非门、与或非门和异或门等，在分析逻辑门电路时，必须首先根据逻辑关系图或电路图进行分析，然后写出逻辑关系式或用真值表来表示，最后概括出电路的逻辑功能。

要掌握基本的原理和方法。

只要掌握了基本的原理和方法，就可以分析给出的任何一种数字电路；也可以根据提出的任何一种逻辑功能，设计出相应的逻辑电路。

对于各类数字集成电路器件，重点是掌握他们的外部特性，包括逻辑功能和输入、输出端的特性。

为了更好的理解和运用电路器件的外部特性，需要熟悉他们的输入电路和输出电路的结构及其原理。

至于内部的电路结构和详细工作过程都不是重点，不需要去搞得太懂。

数字电路的研究方法以逻辑代数（又称布尔代数）作为数学基础。

它主要研究输入，输出变量之间的逻辑关系，并建立了一套逻辑函数运算及化简的方法。

布尔代数又称双值代数，由于其变量取值只有0和1两种可能，比之模拟电路，数字电路中没有复杂的计算问题。

第二部分知识点归纳

信号与系统是通信和电子信息类专业的核心基础课，其中的概念和分析方法广泛应用于通信、自动控制、信号与信息处理、电路与系统等领域。

数字电子技术是当前发展最快的学科之一。

以其精度高、可靠性强、集成度高成本低、使用效率高等优点。

被广泛应用于数字电子计算机、数字通信系统、数字式仪表、数字控制装置及工业自动化系统等领域。

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（加粗部分为考试的重点，加标注的为难点）

（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

了解和掌握信号与系统的基本概念及基本分类；掌握典型信号的分类，并能够绘制典型信号的波形；掌握常见的信号函数的一些性质，尤其是阶跃信号和冲激信号的性质；了解信号的不同分解方式；掌握卷积的计算方法，深刻理解卷积的常用性质。

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

掌握周期信号分解为傅里叶级数的方法，理解非周期信号和周期信号进行傅里叶变换的理论基础（难点），会将常见的周期信号和非周期信号进行傅里叶变换，理解周期信号与非周期信号的频谱的特点与区别，信号时域特性与频域特性之间的关系，抽样信号频谱的特点与抽样定理，熟练掌握傅里叶变换的性质，能利用性质对信号进行正反变换。

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

深刻理解拉氏变换的定义、收敛域的概念；熟练掌握拉氏变换的性质、卷积定理的意义及他们的运用

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

要理解Z变换的定义及其收敛域的概念；掌握Z变换的性质；Z变换及逆变换的计算方法

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

深刻理解信号的时域运算及系统的线性、时不变性、因果性；要深刻理解和时刻系统状态的含义；理解冲激响应与阶跃响应的意义、掌握其求解方法；掌握系统全响应的两种方式：

自由相应和强迫响应，零输入响应和零状态响应；会分辨全响应中的瞬态响应分量及稳态响应分量；要会用卷积积分方法求解线性时不变系统的零状态响应。

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

能根据时域电路模型画出S域等效电路模型，并求其冲激响应、零输入响应、零状态响应和全响应；能根据系统函数的零极点分布情况判断系统的时域与频域特性；要能够理解全通网络与最小相移网络的概念以及拉氏变换与傅里叶变换的关系；能够判断系统的稳定性。

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

掌握离散时间信号的基本运算；掌握根据实际问题建立差分方程的方法；掌握差分方程的迭代解法和时域经典解法；会根据系统的差分方程画出系统的方框图；重点掌握零输入响应和零状态响应的求解方法以及卷积和的计算。

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

深刻理解系统函数H（Z）及其与离散系统的因果性、稳定性的关系；会求离散系统的频率响应；能够绘制系统的幅频响应、相频响应曲线。

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

深刻理解系统的状态、状态变量、状态空间、状态方程、输出方程的定义与意义；要能够根据系统的电路图或输入输出方程或模拟图或转移函数建立系统的状态方程和输出方程；掌握状态过度矩阵的求解方法。

重点掌握系统状态方程和输出方程的变换域解法。

（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

要知道：

数字信号中1和0所表示的广泛含义；十进制数、二进制数、八进制数和十六进制数的表示方法与它们之间的相互转换方法；8421BCD码的表示方法及其与十进制数的转换方法；格雷码的编码方法。

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

会写出：

逻辑与、或、非、与非、或非、与或非、异或、同或等的逻辑表达式、真值表、逻辑符号及其规律；深刻理解最大项和最小项的意义；逻辑函数式、真值表及逻辑图三者间的转换；负逻辑符号的逻辑式。

会使用：

逻辑代数化简逻辑函数式；最小项及其编号表示逻辑函数式；卡诺化简逻辑函数式，卡诺图的绘制与降维。

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

要知道组合逻辑电路的特点,组合逻辑电路的分析步骤和设计步骤；编码器、译码器、数据分配器和数据选择器的含义；会用逻辑函数化简表达式、真值表描述的组合逻辑电路的逻辑功能。

会根据逻辑事件设定输入和输出变量及其逻辑状态的含义，根据因果关系列出真值表，写出逻辑函数式并绘制出化简后的逻辑图；会将译码器、数据选择器等基本期间通过使能端进行扩展；会使用功能表表示的各种中规模集成器件如编码器、译码器、数据选择器的引脚功能；会用译码器或数码选择器构成与或逻辑函数式的电路图；能够利用译码器、数据选择器设计复杂的组合逻辑电路（难点）。

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

要明白触发器的工作特点、基本RS触发器功能、同步触发器特点、脉冲边沿触发器工作特点、T触发器的功能；会画出与非门、或非门组成基本RS触发器的电路及逻辑符号图，上升边沿触发的D触发器、下边沿触发的JK触发器和逻辑符号图及其输出波形图，用JK和D触发器构成T触发器的连线图；能写出RS触发器、D触发器、JK触发器的状态方程式；会背出JK触发器的输出Q的状态在CP下降沿作用下与输入JK状态的关系；明白集成触发器直接置位、复位端SD、RD的状态在各种情况下的设置方法；熟练掌握各种触发器之间的转换。

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

明白时序逻辑电路的工作特点、同步时序逻辑电路的分析方法、寄存器和移位寄存器及计数器的功能；理解同步与异步的含义；会使用由功能表反映的双向移位寄存器、各种类型各种型号中规模集成计数器引脚功能、异步和同步清零或置数；能够用反馈清零、反馈置数方法在异步或同步情况下的N进制计数器电路接线；重点掌握用74161设计各种功能电路的方法，理解74161的置数、清零的各种方法的优缺点（难点）、能够选则最合理的方法进行电路的设计；重点掌握用74161设计分频器电路，且重点注意对分频器的占空比往往要求为1:

1（难点）。

7）算术运算电路

a：

数值比较器、加法电路、乘法电路原理与应用

理解各种电路的基本原理即可。

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

要知道：

只读存储器（ROM）和随机存取存储器（RAM）的逻辑功能和两者性能的区别、存