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硬件工程師設計基礎100題

硬件筆記本 ? 2023-05-08 15:54 ? 次閱讀

1請列舉您知道的電阻電容、電感品牌(最好包括國內、國外品牌)。

電阻:

美國:AVX、VISHAY威世

日本:KOA興亞、Kyocera京瓷、muRata村田、Panasonic松下、ROHM羅姆、susumu、TDK中國臺灣:LIZ麗智、PHYCOM飛元、RALEC旺詮、ROYALOHM厚生、SUPEROHM美隆、TA-I大毅、TMTEC泰銘、TOKEN德鍵、TYOHM 幸亞、UniOhm 厚聲、VITROHM、VIKING 光頡、WALSIN 華新科、YAGEO 國巨

新加坡:ASJ

中國:FH風華、捷比信

電容:

美國:AVX、KEMET基美、Skywell澤天、VISHAY威世

英國:NOVER諾華德國:EPCOS、WIMA威馬丹麥:JENSEN戰神

日本:ELNA伊娜、FUJITSU富士通、HITACHI日立、KOA興亞、Kyocera京瓷、Matsushita松下、muRata村田、NEC、nichicon(藍寶石)尼吉康、Nippon Chemi-Con(黑金剛、嘉美工)日本化工、Panasonic 松下、Raycon 威康、Rubycon(紅寶石)、SANYO 三洋、TAIYO YUDEN 太誘、TDK、TK 東信

韓國:SAMSUNG三星、SAMWHA三和、SAMYOUNG三瑩

中國臺灣:CAPSUN、CAPXON(豐賓)凱普松、Chocon、Choyo、ELITE金山、EVERCON、EYANG宇陽、GEMCON至美、GSC 杰商、G-Luxon 世昕、HEC 禾伸堂、HERMEI 合美電機、JACKCON 融欣、JPCON 正邦、LELON 立隆、LTEC 輝城、OST 奧斯特、SACON 士康、SUSCON 冠佐、TAICON 臺康、TEAPO 智寶、WALSIN 華新科、YAGEO 國巨

香港:FUJICON富之光、SAMXON萬裕中國:AiSHi艾華科技、Chang常州華威電子、FCON深圳金富康、FH廣東風華、HEC東陽光、JIANGHAI南通江海、JICON吉光電子、LM佛山利明、R.M佛山三水日明電子、Rukycon海豐三力、Sancon海門三鑫、SEACON深圳鑫龍茂電子、SHENGDA揚州升達、TAI-TECH臺慶、TF南通同飛、TEAMYOUNG天揚、QIFA奇發電子

電感:

美國:AEM、AVX、Coilcraft線藝、Pulse普思、VISHAY威世

德國:EPCOS、WE

日本:KOA興亞、muRata村田、Panasonic松下、sumida勝美達、TAIYOYUDEN太誘、TDK、TOKO、TOREX特瑞仕

中國臺灣:CHILISIN奇力新、Mag.Layers美磊、TAI-TECH臺慶、TOKEN德鍵、VIKING光頡、WALSIN華新科、YAGEO國巨

中國:Gausstek豐晶、GLE格萊爾、FH風華、CODACA科達嘉、Sunlord順絡、紫泰荊、肇慶英達

2請解釋電阻、電容、電感封裝的含義:0402、0603、0805。

表示的是尺寸參數。0402:40*20mil;0603:60*30mil;0805:80*50mil。

3請說明以下字母所代表的電容的精度:J、K、M、Z。

J——±5%;K——±10%;M——±20%;Z——+80%~-20%

4請問電阻、電容、電感的封裝大小分別與什么參數有關?

電阻封裝大小與電阻值、額定功率有關;電容封裝大小與電容值、額定電壓有關;電感封裝大小與電感量、額定電流有關。

5如果某CPU有很多IO端口需要接上下拉電阻,電阻范圍1~10K歐姆均可。以下規格的電阻,您會選擇哪一種:1K/1%、4.99K/1%、10K/1%、1K/5%、2.2K/5%、4.7K/5%、8.2K/5%、10K/5%、3.9K/10%、5.6K/10%、4.7K/20%?說明你選擇該電阻的理由。

從理論上來說,1~10K的電阻都可以采用,但如果從價格上考慮,當然是4.7K/20%的最合算。

6請簡述壓敏電阻工作原理

當壓敏電阻上的電壓超過一定幅度時,電阻的阻值降低,從而將浪涌能量泄放掉,并將浪涌電壓限制在一定的幅度。

7請簡述PTC熱敏電阻作為電源電路保險絲的工作原理。

電源輸入電壓增大或負載過大導致電流異常增大的時候,PTC熱敏電阻因為溫度增大而使其等效電阻迅速增大,從而使輸出電壓下降,減小輸出電流。當故障去除,PTC熱敏電阻恢復到常溫,其電阻又變的很小,電源電路恢復到正常工作狀態。

8常見貼片電容的材質有:X7R、X5R、Y5V、NPO(COG)、Z5U。請問電容值和介質損耗最穩定的電容是哪一種?

電容值和介質損耗最穩定的是NPO(COG)材質電容。

9某磁珠的參數為100R@100MHz,請解釋參數的含義。

在100MHz頻率下的阻抗值是100歐姆。

10請問共模電感的作用是什么?

抑制共模干擾。

11綠色發光二極管的導通壓降大概是多少伏?

2V左右。

12如果一個LED指示燈沒有定義顏色,紅、綠、黃、橙、藍、白色你會選擇哪一種,為什么?

按照使用習慣,電源指示燈用紅色,信號指示燈用綠色,這兩種顏色的LED燈技術最成熟,價格最便宜。

13請簡述TVS瞬態電壓抑制二極管的工作原理。

當TVS上的電壓超過一定幅度時,器件迅速導通,從而將浪涌能量泄放掉,并將浪涌電壓限制在一定的幅度。

14請列舉您知道的二極管型號。

1N4148、1N5817、1N5819、1N5820、1N5822、1N4001、1N4007、SR160、SR360、BAT54A、BAT54C、BAT54S

15請列舉您知道的NPN三極管型號。

2N2222、2N3904、2N5550、2N5551、M8050、S9013、S9014、S9018

16請列舉您知道的PNP三極管型號。

2N3906、M8550、S9012、2SB1005、2SB1184、2SB1386、2SB1412、2N4403、2N4030

17列舉您知道的P-MOS管型號。

AO3415、Si2301DS、Si2305DS、AP4435M、AP9435M

18列舉您知道的N-MOS管型號。

IRF7809A、Si2302DS、BSS138

19為什么OD(開漏)門和OC(開集)門輸出必須加上拉電阻?

因為MOS管和三極管關閉時,漏極D和集電極C是高阻態,輸出無確定電平,必須提供上拉電平,確定高電平時的輸出電壓。

2020、列舉您知道的LDO(低壓差線性穩壓器)的型號。

AZ1084、AZ1085、AZ1086、AMS1117、AS1581、APL5102、BL8503、AP1184、AP1186、LM7805、LM7812、LM7905、R1114、RT9169、RT9172、TPS73701、XC6206、XC6210。

21請列舉您知道的DC-DC控制器型號。

AP34063、AAT1160、APW7102、APW7136、BL8530、AP1507、LM2576、LM2596、RT8008、SP6123、 XC9201

22請簡述一下DC-DC和LDO的區別。

DC-DC通過開關斬波、電感的磁電能量轉換、電容濾波實現基本平滑的電壓輸出。關電源輸出電流大,帶負載能力強,

轉換效率高,但因為有開關動作,會有高頻輻射。

LDO是通過調整三極管或MOS管的輸入輸出電壓差來實現固定的電壓輸出,基本元件是調整管和電壓參考元件,電壓轉換的過程是連續平滑的,電路上沒有開關動作。LDO電路的特點是輸出電壓紋波很小,帶負載能力較弱,轉換效率較低。

23請問電荷泵升壓電路一般應用在什么場合?電荷泵可以勝任大電流的應用嗎,為什么?

電荷泵通過開關對電容充放電實現升壓,因為電路沒有電感元件儲能,驅動能力較弱,只可以用于小電流場合。

24請列舉您知道的復位IC型號。

IMP809、IMP811。

25請列舉您知道的51單片機型號。

AT89C2051、AT89C51、AT89S52、W78E65、W78E516B。

26請列舉您知道的ARMCPU型號。

S3C4510B、S3C44B0、S3C2440、S3C2442、S3C2443、S3C2410、S3C2412、S3C2416、S3C 6400、OMAP3530、AM3517

27請解釋WatchDog(看門狗)的工作原理。

看門狗有兩個重要信號:時鐘輸入和復位輸出。電路工作時,CPU送出時鐘信號給看門狗,即喂狗。如果系統出現故障,CPU無法送出連續的時鐘信號,看門狗即輸出復位信號給CPU,復位系統。

28請列舉三種典型的ESD模型。

人體模型(HBM)、機器模型(MM)、帶電器件模型(CDM)。

29請問RoHS指令限制在電子電氣設備中使用哪六種有害物質?

限制使用鉛、汞、鎘、六價鉻、多溴聯苯(PBB)和多溴二苯醚(PBDE)等六種有害物質。

30晶體管基本放大電路有共射、共集、共基三種接法,請簡述這三種基本放大電路的特點。

共射:共射放大電路具有放大電流和電壓的作用,輸入電阻大小居中,輸出電阻較大,頻帶較窄,適用于一般放大。

共集:共集放大電路只有電流放大作用,輸入電阻高,輸出電阻低,具有電壓跟隨的特點,常做多級放大電路的輸入級和輸出級。

共基:共基電路只有電壓放大作用,輸入電阻小,輸出電阻和電壓放大倍數與共射電路相當,高頻特性好,適用于寬頻帶放大電路。

31多級放大電路的級間耦合方式有哪幾種?哪種耦合方式的電路零點偏移最嚴重?哪種耦合方式可以實現阻抗變換?

有三種耦合方式:直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合。直接耦合的電路零點漂移最嚴重,變壓器耦合的電路可以實現阻抗變換。

32名詞解釋:耦合、去耦、旁路、濾波。

耦合:兩個本來分開的電路之間或一個電路的兩個本來相互分開的部分之間的交鏈。可使能量從一個電路傳送到另一個電路,或由電路的一個部分傳送到另一部分。

去耦:阻止從一電路交換或反饋能量到另一電路,防止發生不可預測的反饋,影響下一級放大器或其它電路正常工作。

旁路:將混有高頻信號和低頻信號的信號中的高頻成分通過電子元器件(通常是電容)過濾掉,只允許低頻信號輸入到下一級,而不需要高頻信號進入。

濾波:濾波是將信號中特定波段頻率濾除的操作,是抑制和防止干擾的一項重要措施。

33什么是競爭與冒險?

邏輯電路中,由于門的輸入信號經過不同的延時,到達門的時間不一致,這種情況叫競爭。由于競爭而導致輸出產生毛刺(瞬間錯誤),這一現象叫冒險。

34無源濾波器和有源濾波器有什么區別?

無源濾波器由無源器件R、L、C組成,將其設計為某頻率下極低阻抗,對相應頻率諧波電流進行分流,其行為模式為提供被動式諧波電流旁路通道。無源濾波器可分為兩大類:調諧濾波器和高通濾波器。無源濾波器結構簡單、成本低廉、運行可靠性高,是應用廣泛的被動式諧波治理方案。

有源濾波器由有源器件(如集成運放)和R、C組成,不用電感L、體積小、重量輕。有源濾波器實際上是一種具有特定頻率響應的放大器。集成運放的開環電壓增益和輸入阻抗很高,輸出電阻很小,構成有源濾波電路后有一定的電壓放大和緩沖作用。集成運放帶寬有限,所以有源濾波器的工作頻率做不高。

35請問鎖相環由哪幾部分組成?

由鑒相器、環路濾波器和壓控振蕩器三部分組成。

36請問RS-232C標準的邏輯0和邏輯1電壓范圍是多少?

RS-232C電氣標準是負邏輯,邏輯0的電壓范圍是+5V~+15V,邏輯1的電壓范圍是-5V~-15V。-5V~+5V為不穩定區。

37名詞解釋:UART、USRT、USART。

UART:UniversalAsychronousReceiver/Transmitter,通用異步接收器/發送器,能夠完成異步通信

USRT:UniversalSychronousReceiver/Transmitter,通用同步接收器/發送器,能夠完成同步通信。

USARTUniversalSychronousAsychronousReceiver/Transmitter,通用同步異步接收器/發送器,能完成異步和同步通信。

38請問串口異步通信的字符幀格式由哪幾部分組成?

由起始位、數據位、奇偶校驗位和停止位四部分組成。

39請列舉您知道的差分平衡電平接口

RS422RS485RJ45CANUSB、LVDS。

40電磁干擾的三要素是什么?

電磁干擾源、干擾傳播路徑和干擾敏感設備。

41請解釋一下什么是串擾和振鈴。

串擾:串擾是指一個信號被其它信號干擾,作用原理是電磁場耦合。信號線之間的互感和互容會引起線上的噪聲。容性耦合引發耦合電流,而感性耦合引發耦合電壓。

振鈴:是因為信號線本身阻抗不匹配導致信號發生反射和疊加,從而使信號出現了振蕩波形。

42您所遇到的需要控制單端阻抗為50歐姆、75歐姆的信號有哪些?您所遇到的需要控制差分阻抗為90歐姆、100歐姆、120歐姆的信號有哪些?

一般的高頻信號線均為50歐姆~60歐姆。75歐姆主要是視頻信號線。USB信號線差分阻抗為90歐姆,以太網差分信號線差分阻抗為100歐姆。RS422、RS485、CAN差分信號的差分阻抗為120歐姆。

43差分線走線有兩個原則:等長和等距。但在實際布線中可能無法兩者都完全滿足,那么請問是等長優先還是等距優先?

應該等長優先,差分信號是以信號的上升沿和下降沿的交點作為信號變化點的,走線不等長的話會使這個交點偏移,對信號的時序影響較大,另外還給差分信號中引入了共模的成分,降低信號的質量,增加了EMI。小范圍的不等距對差分信號影響并不是很大,間距不一致雖然會導致差分阻抗發生變化,但因為差分對之間的耦合本身就不顯著,所以阻抗變化范圍也是很小的,通常在10%以內,只相當于一個過孔造成的反射,這對信號傳輸不會造成明顯的影響。

44為什么高頻信號線的參考地平面要連續(即高頻信號線不能跨島)?

參考地平面給高頻信號線提供信號返回路徑,返回路勁最好緊貼信號線,最小化電流環路的面積,這樣有利于降低輻射、提高信號完整性。如果參考地平面不連續,則信號會自己尋找最小路徑,這個返回路徑可能和其他信號回路疊加,導致互相干擾。而且高頻信號跨島會使信號的特征阻抗產生特變,導致信號的反射和疊加,產生振鈴現象。

45請問什么是半固化片?

半固化片是PCB中的介質材料和粘合材料,由玻璃纖維和環氧樹脂組成,介電常數大概是4.0~4.5。在常溫下半固化片是固態,高溫加熱時半固化片膠狀化將上下兩側銅箔粘合起來,半固化片成為中間的介質。

46請問什么是通孔、盲孔和埋孔?孔徑多大可以做機械孔,孔徑多小必須做激光孔?請問激光微型孔可以直接打在元件焊盤上嗎,為什么?

通孔是貫穿整個PCB的過孔,盲孔是從PCB表層連接到內層的過孔,埋孔是埋在PCB內層的過孔。大多數PCB廠家的加工能力是這樣的:大于等于8mil的過孔可以做機械孔,小于等于6mil的過孔需要做激光孔。對小于等于6mil的微型孔,在鉆孔空間不夠時,允許一部分過孔打在PCB焊盤上。

47請問過孔有哪兩個寄生參數?這兩個寄生參數對電路有什么影響?

過孔有兩寄生參數:寄生電容和寄生電感。

寄生電容會延長信號的上升時間,降低電路的速度。寄生電感會削弱旁路電容的貢獻,減弱整個電源系統的濾波效果。

48您知道的畫原理圖和PCB 的軟件都有哪些

原理圖軟件:ProtelOrCADPADSLogic

PCB軟件:Protel、Allegro、PADSLayout、MentorExpedition

49您知道的計算PCB阻抗的軟件都有哪些?

TXLine、Polar Si6000、Polar Si8000、Polar Si9000

50請列舉您知道的PCB廠家。

嘉立創

51請列舉您知道的覆銅板廠家。

生益、建滔。

52示波器銘牌一般都會標識兩個參數,比如泰克TDS1002B示波器標識的60MHz和1GS/s,請解釋這兩個參數的含義。

60MHz是指示波器的帶寬,即正常可以測量60MHz頻率以下的信號。1GS/s是指示波器的采樣速率,每秒最多采樣1G個點。

53當采樣信號的頻率低于被采樣信號的最高頻率時,采樣所得的信號中混入了虛假的低頻分量,這種現象叫做什么?

這種現象叫做頻率混疊。

54什么是基頻晶體?什么是泛音晶體?為何基頻晶體最大頻率只可以做到45MHz左右?如何辨別基頻晶體和泛音晶體?

振動在最低階次(即基頻)的晶體是基頻晶體,振動在非最低階次(即三次、五次、七次等)的晶體是泛音晶體。振動頻率越高,晶體薄片的厚度就越小,機械強度就越小。當前業界切割厚度的極限約為37um,此厚度的基頻晶體的振動頻率只可以達到45MHz左右。以現在業界的工藝能力,大于45MHz的基本上都是泛音晶體,但也有價格比較高的特制基頻晶體。基頻晶體和泛音晶體可以通過頻譜分析儀或帶FFT快速傅里葉變換功能的示波器測量。根據測量到的頻譜圖,如果最低頻譜分量就是標稱頻率,這個晶體就是基頻晶體。如果頻譜圖中含有比標稱頻率低的頻率分量(比如3分頻、5分頻),那這個晶體就是泛音晶體。

55如果一個門電路,輸入高電平閾值是2.0V,輸入低電平閾值是0.8V。那么如果輸入一個1.2V的電平,請問門電路工作在什么狀態?

狀態不確定。

56請問為何手持便攜電子產品,需要在眾多輸入輸出接口加ESD器件?您認為選擇ESD元件的時候需要注意哪些參數?如果一個時鐘線加了ESD器件之后接口工作不正常,把ESD器件去掉之后卻能正常工作,您認為是什么原因,應該如何重新選擇ESD器件?

手持設備,眾多輸入輸出接口均可能受到靜電放電的損害,所以要加ESD保護器件。ESD元件的選擇需要注意三個參數:正常工作電壓、動作嵌位電壓和等效電容。如果等效電容過大,會影響信號的工作頻率,所以需要根據信號最大工作頻率來選擇ESD器件的等效電容。

57如果以電路中的功放管的工作狀態來劃分,音頻功放可以分為哪幾類?那種功放的效率最高,哪種功放的效率最低?哪種功放存在交越失真?哪種功放的功放管導通時間大于半個周期且小于一個周期,哪種功放的功放管導通時間等于半個周期?功放管一直處于放大狀態的是哪種功放?

可分為四類:A類、B類、AB類、D類。D類功放效率最高,A類功放效率最低。B類功放存在交越失真。AB類功放的功放管導通時間大于半個周期小于一個周期,B類功放的功放管導通時間是半個周期。功放管一直處于放大狀態的是A類功放。

58將一個包含有32768個基本存儲單元的存儲電路設計成8位為一個字節的ROM,請問該ROM有多少個地址,有多少根數據讀出線?

有4096個地址,數據線是8根。

59在函數L(A,B,C,D)=AB+CD的真值表中,L=1的狀態有多少個?

7個。

60如果[X]補=11110011,請問[X]=?[-X]=?[-X]補=?

[X]補最高位是1,則[X]是負數,[-X]是正數。

[X]=10001101,[-X]=00001101,[-X]補=00001101。

61電容的高頻等效模型為等效電阻R,等效電感L和等效電容C的串聯。請寫出該電容在高頻狀態下的阻抗表達式。請問該電容的諧振頻率fT是多少?在什么頻率下該電容呈容性?在什么頻率下該電容呈感性?在濾波電路中應如何選擇電容的諧振頻率?

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62數字電路中常采用0.1uF貼片電容作為濾波電容,該電容的等效串聯電感典型值是5nH。請問該電容用于什么頻率以下的雜訊的濾波?

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63為何電源的濾波電路常常是大電容配合小電容濾波(比如220uF電解電容配合0.1uF貼片電容)?

由于制作材料的不同,各種電容的等效參數也不同。一般來說,電解電容和鉭電容的諧振頻率比較低,對低頻噪聲的濾波效果比較好;貼片電容諧振頻率比較高,對高頻噪聲的濾波效果比較好。對于電源電路,由于整個PCB板上的噪聲都加到了它的上面,包括了低頻噪聲和高頻噪聲。要對電源噪聲實現比較好的濾波效果,濾波電路必須在較寬的頻率范圍內對噪聲呈現低阻抗,單獨用一種電容是達不到這種效果的,必須采取大的電解電容(或鉭電容)并聯貼片小電容的方式。

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64某濾波器的傳遞函數為

fae9485e-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

請問該濾波器是什么性質的濾波器(一階、二階、高通、低通、帶通、帶阻)?

這是一個二階低通濾波器。

65請畫出二極管和電阻組成的二輸入與門、二輸入或門。

faf2c910-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

66下圖是SN7407邏輯芯片其中一個門的電路圖,請寫出A和Y的邏輯關系式。請問這種邏輯門有什么用途?

fafde9a8-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

Y=A,這是OC輸出的Buffer,用于實現TTL電平到MOS電平的轉換,可增大輸出電壓和電流。輸入為TTL電平(如3.3VTTL),輸出可上拉至15V或30V,用于驅動指示燈或繼電器等。

67請寫出下圖中A和Y的邏輯關系。

fb09b26a-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

Y=/A,這是CMOS結構的非門。

68請問以下晶體振蕩器電路中電阻R1有什么作用?請問C1、C2和晶體Y1是串聯還是并聯的?如果C1=C2=30pF,晶體振蕩回路上的其他雜散電容之和為Cs=5pF,請問這個晶體的負載電容CL是多少?C1、C2應該比CL大還是小?又或者C1=C2=CL?

fb12a7ee-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

R1配合IC內部電路組成負反饋、移相,并使反相器輸入端直流工作點為1/2電源電壓,使放大器工作在線性區。C1、C2和晶體Y1是串聯關系。CL=C1*C2/(C1+C2)+Cs=30*30/(30+30)+5=15+5=20pF,所以C1和C2要比負載電容CL大。

69請寫出下圖中x1、x2、f 的真值表和邏輯關系式(三個場效應管均為NMOS 管)

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fb36fd38-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

70下圖所示電路,已知Vcc=15V,β=100,UBE=0.7V。請問:(1)Rb=50KΩ時,uo=?(2)若T臨界飽和,則Rb=?

fb3e1208-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

(1)Ib=1.3V/50K=0.026mA,Ic=βIb=2.6mA,Uo=UCE=Vcc-Ic*Rc=15-13=2V

(2)臨界飽和時Uce=Ube=0.7V,Ic=14.3V/5K=2.86mA,Ib=0.0286mA,Rb=1.3V/0.0286mA=45.45KΩ

71請問下圖電路的作用是什么?

fb4523d6-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

該電路實現IIC信號的電平轉換(3.3V和5V電平轉換),并且是雙向通信的。上下兩路是一樣的,只分析SDA一路:

1)從左到右通信(SDA2為輸入狀態):SDA1為3.3V高電平時,Vgs=0,NMOS管截止,SDA2被電阻Rp拉高到5V。

SDA1為低電平0V時,Vgs=3.3V,NMOS管導通,SDA2為低電平。

2)從右到左通信(SDA1為輸入狀態):SDA2為高電平時,Vgs=0(S極被Rp拉高至3.3V),NMOS管截止,SDA1為高電平3.3V。SDA2為低電平0V時,NMOS管內部的二極管導通,S極被拉低到零點幾伏,Vgs為高電平,NMOS管導通,從而SDA2將S極電壓拉得更低,直至0V,SDA1為低電平0V。

72電路如下圖所示。已知Us(t)=10*√2*cosωt(V)

求:(l)頻率ω為何值時,電路發生諧振?電路的品質因數Q是多少?

(2)電路諧振時,UL和UC的有效值是多少?

fb55581e-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

73如果一個BGA封裝的CPU芯片焊接到PCB上后,因為焊接不良的原因導致某些信號開路,并且某些信號與旁邊的信號短路,請問如何定位這兩種故障,把開路和短路的信號找出來?

因為一般IC的IO端口都包含了類似下圖所示的保護二極管電路,所以可以用數字萬用表的二極管檔來判斷端口特性。測試方法是:正極接地,負極接需要測試的信號焊盤。如果PCB焊盤開路,則萬用表跟什么都沒連接一樣,讀數沒有任何變化,萬用表顯示為“1”。如果有兩個以上的信號短接在一起,則萬用表的讀數會比測量正常的信號的讀數偏小,因為有兩個以上的保護二極管電路并聯到一起了。

fb63af0e-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

74請簡述一下動圈式揚聲器(喇叭)的工作原理,并畫出動圈式揚聲器的結構圖。

工作原理:動圈式揚聲器是利用電流在磁場中受到磁場力作用的原理制成的。如下圖所示,繞在紙盆上的導線構成的線圈處于同心圓盤形(截面是E形)磁鐵的磁場中,放大器送出的音頻電流通過線圈,紙盆在磁鐵的磁場驅動下就振動起來,紙盤上的鼓膜產生音頻的振動,從而使鼓膜周圍的空氣振動起來而產生聲音。

fb6c44ac-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

75為何有源壓電式蜂鳴器只需要接上額定直流電壓即可發聲?這種蜂鳴器可以接音頻輸出信號作為普通喇叭用嗎,為什么?

有源壓電式蜂鳴器內部有振蕩電路(由晶體管或集成電路組成)和驅動電路,所以只需提供直流電源即可發聲。又因為內部振蕩電路的振蕩頻率是固定的,所以只能發出一種聲音,不能用于普通喇叭電路。

76如下左圖是有源電磁式蜂鳴器的驅動電路,右圖是有源壓電式蜂鳴器的驅動電路。請問為什么左圖需要二極管而右圖不需要,左圖二極管的作用是什么?

fb7b236e-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

因為電磁式蜂鳴器內部有線圈,在三極管關斷的瞬間,線圈會產生一個反向的電動勢(圖中方向是下正上負),二極管的作用是給線圈提供一個電流的泄放通路,不至于對三極管造成損害。右圖因為壓電式蜂鳴器是靠壓電陶瓷片的振動發聲,內部沒有線圈等感性原件,所以不需要放電二極管。

77請解釋一下什么是Setup-Time和Hold-Time,什么是Setup-Time裕量和Hold-Time裕量。

Setup-Time和Hold-Time是芯片對輸入信號和參考時鐘信號之間的時間要求。Setup-Time是指參考時鐘沿到來之前輸入信號保持穩定不變的時間,Hold-Time是指參考時鐘沿過后輸入信號保持穩定不變的時間。如果信號的Setup-Time和Hold-Time不滿足要求,輸入信號將不能打入觸發器。如果輸入信號在參考時鐘沿前后穩定的時間均超過Setup-Time和Hold-Time,那么超過量就分別被稱為Setup-Time裕量和Hold-Time裕量。如下圖,tsu為Setup-Time,th為Hold-Time:

fb87ab3e-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

78請用D觸發器畫一個二分頻電路。

fb920fe8-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

79下圖是一個傳輸線串聯匹配的模型,假設驅動端A的輸出阻抗R0為10~20歐姆(輸出高電平和輸出低電平時輸出阻抗不一樣),傳輸線特征阻抗Z0等于50歐姆,請問串聯匹配電阻RTs應該如何取值?

fb9757dc-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

RTs=Z0-R0,所以RTs取30~40歐姆,可以取標稱值33歐姆。

80請分析下圖三極管單管放大電路中的二極管VD1的作用。

fba090b8-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

二極管VD1起溫度補償作用:PN結的導通壓降隨溫度升高而略有下降,如果沒有VD1溫度補償二極管,放大電路會出現溫漂現象,電路輸出電壓會出現漂移。如果沒有VD1,溫度升高的時候三極管的Vbe電壓降低,但Vb不變,基極電流Ib增大;反之則溫度降低,Ib減小。加入VD1后可抵消三極管Vbe的變化,穩定Ib電流。

81請問下圖電路中二極管D1、D2有什么作用?

fba95e1e-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

在Vi輸入電壓接近于零時,D1、D2給三極管T1、T2提供偏置電壓,使T1、T2維持導通,以消除交越失真。

82請畫出RC微分電路和RC積分電路。

fbb201b8-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

83請畫出交流降壓和橋式整流電路。

fbbc46c8-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

84請畫出一個晶體管級的差分放大電路。

fbc7c0b6-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

85請畫出一個220V交流電源的EMI濾波器的基本電路圖。

fbcfda44-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

86下圖是反激式開關電源的局部原理圖,請給反激式變壓器加上尖峰吸收電路。

fbdb15da-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

87如圖所示為恒流源電路,已知穩壓管工作在穩壓狀態,試求負載電阻中的電流IL。

fbe27280-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

IL=6V/10K=0.6mA

88請畫出運算放大器構成的反相放大器、同相放大器、電壓跟隨器、反相加法器、減法器、微分器和積分器電路。

fbec2bae-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

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fc01e28c-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

fc0c3c64-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

89下圖運放電路中的R1、R2和C1作用是什么?電路的放大倍數是多少?

fc12203e-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

R1、R2和C1的作用是提供1/2的電源電壓3V作為參考電壓。電路的放大倍數是-2。

90由理想運算放大器組成的晶體管電流放大系數β測試電路如圖所示,設晶體管的UBE=0.7V。

fc250cee-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

91請畫出您做過的一個四層以上PCB的疊層結構。

fc3057ca-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

92請用三極管、穩壓二極管、電阻、電容粗略地畫出一個簡單的線性穩壓電源原理圖。

fc3d43d6-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

93請畫出DC-DC電路的四種電路簡圖(Buck、Boost、Buck-Boost和Inverter)。

fc48c904-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

94請問以下電路中的R1、R2和C1的作用是什么?

fc527792-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

R1、R2用于調整輸出電壓。C1是相位補償電容,有加速穩定輸出電壓的作用。

95下圖為一個LCD的背光驅動電路,請問這是升壓電路還是降壓電路?這是恒壓驅動型電路還是恒流驅動型電路?如果需要調整背光的亮度,則需要調整哪個元件的參數?

fc5d250c-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

這是恒流驅動的升壓電路,可通過調整FB引腳的對地電阻R1來調整輸出電流,從而調整LED的亮度,輸出電流Iled=Vfb/Rfb。通過調整EN引腳的開關波形也可以調整LED的亮度,比如EN引腳輸入大于50Hz(小于50Hz人眼會感到LED在閃爍)的PWM信號,改變PWM信號的占空比即可調整LED的亮度。

96分析下列時序電路,畫出連續4個CP脈沖作用下,Q1,Q2,Z的輸出波形,說明是幾進制計數器,有否自啟動功能。

fc6bf320-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

輸出波形如下:

fc78d6e4-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.png

該電路是三進制計數器,無自啟動功能。

97下圖是某直流電源的輸入電路,請分析圖中每個元器件的作用。請問穩壓管Z1可以放在保險絲F1之前嗎?為什么?

fc82dd1a-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

J3是輸入插座,用于連接輸入電源。VD1是防止反接的二極管,要選反向擊穿電壓大,正向導通電流大,導通壓降小的整流二極管,比如肖特基勢壘整流二極管。F1是限流的保險絲,最好選擇有可恢復的,比如自恢復PTC保險絲。C104、C107是0.1uF的濾波電容,和L8一起組成一個π型濾波電路,濾除高頻噪聲。L8是60Ω@100MHz的磁珠,用于濾除高頻干擾,同時起到一定的限流作用。E18是22uF的B型鉭電容,用于濾除電源中的低頻噪聲。Z1是18V/0.5W的穩壓二極管,防止輸出電壓大于18V。Z1不能放在F1之前,因為大多數穩壓二極管失效之后是短路狀態,這樣輸入電壓VDC_IN經過VD1被短路到地,沒有起到保護輸入電壓的作用。

98一塊多層PCB在TOP層鋪了一圈有開口的接地銅箔,左上角有三個接地孔,在左上角靠近銅箔的地方有一個22.894MHz的輻射干擾源。對這個PCB做22MHz電磁場強度掃描,測量結果是TOP層的接地銅箔輻射超標。請問這個PCB的TOP層接地有什么不妥的地方?應該如何改正?

fc8e8732-ed65-11ed-90ce-dac502259ad0.jpg

TOP層的接地處理不當,導致接地環路產生了天線效應,從22.894MHz干擾源接收了電磁干擾信號,同時又作為發射天線向外輻射能量。

改進建議有:

1)如果這個接地銅箔不是很必要的話,可以刪除;

2)沿著這個銅箔,每隔1~2cm打過孔到內層接地。

99請將下面的DATASHEET內容翻譯成中文。

This manual describes SAMSUNG's S3C2410A 16/32-bit RISC microprocessor. This product isdesigned to provide hand-held devices and general applications with cost-effective, low-power, andhigh-performance micro-controller solution in small die size. To reduce total system cost, the S3C2410Aincludes the following components separate 16KB Instruction and 16KB Data Cache, MMU to handle virtualmemory management, LCD Controller (STN & TFT), NAND Flash Boot Loader, System Manager (chipselect logic and SDRAM Controller), 3-ch UART, 4-ch DMA, 4-ch Timers with PWM, I/O Ports, RTC, 8-ch10-bit ADC and Touch Screen Interface, IIC-BUS Interface, IIS-BUS Interface, USB Host, USB Device, SDHost & Multi-Media Card Interface, 2-ch SPI and PLL for clock generation.

參考翻譯:

這是一份描述三星的S3C2410A16/32位RISC處理器的使用手冊。這個產品為手持設備和一般應用提供了一個低成本、低功耗、高性能的小型微控制器解決方案。為了降低整個系統的成本,S3C2410A集成了以下部件:獨立的16KB指令緩沖區和16KB數據緩沖區、負責虛擬內存管理的MMU(內存管理單元)、LCD驅動器(支持STN和TFT)、NANDFLASH引導加載器、系統管理器(片選邏輯和SDRAM控制器)、3個通道的UART、4個通道的DMA、4個通道的PWM定時器、IO端口、RTC實時時鐘、8通道10位ADC和觸摸屏接口、IIC總線接口、IIS總線接口、USB主控制器、USB設備控制器、SD主卡和MMC卡接口、2個通道的SPI及PLL時鐘鎖相環。

100將下面的內容翻譯成中文。

This is the battery backup input that powers the SRAM and RTC when main power is removed. Typicalcurrent draw is 15uA. Without an external backup battery, the module/engine board will execute a cold starafter every turn on. To achieve the faster start-up offered by a hot or warm start, a battery backup must beconnected. The battery voltage should be between 2.0v and 5.0v.

參考翻譯:

這是一個在主電源被移走時給SRAM及RTC供電的電池備份輸入,典型的耗電流為15uA。當沒有這個外部備用電源時,模塊/引擎板在每次開機的時候都執行冷啟動。為了提高啟動時間,啟動時馬上進入溫啟動或熱啟動,這個備用電池是必須連接的。備用電池的電壓應為2.0V到5.0V。


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原文標題:硬件工程師設計基礎100題

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