【硬件工程师面经整理16_电路设计篇】

news2024/12/24 2:25:34

文章目录

  • 1 画一个1.8V转3.3V升压电路。
  • 2 用NMOS设计一个双向电平转换电路,及原理
  • 3 三分频电路的设计

1 画一个1.8V转3.3V升压电路。

升压:1.8V升3.3V升压芯片方案,如PW5100,固定输出3V、3.3V,输入电压范围0.7V-5V,输出电流最大是500MA,输入静态功耗是10uA。
1.8V升3V升压芯片方案,如PW5200A,可调输出电压版本,2.5V-5V之间输出电压,输入电压是在1V-4.4V的范围。输出电流最大500MA.
在这里插入图片描述在这里插入图片描述

电平转换: 在这里插入图片描述

2 用NMOS设计一个双向电平转换电路,及原理

在这里插入图片描述

该电路是通过增强型NMOSFET的符号来实现的。
原理详:(137条消息) 基于NMOSFET的电平转换电路设计(详细版)_nmos电平转换
5V→3.3V:①当左边输入5V时,UGS=0V(UG=3.3V、US=3.3V),所以NMOSFET截止,DS不导通,所以右边电平被拉到了3.3V。
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②当左边输入0V时,右边为3.3V。这时NMOS管下面的二极管导通,右边电位被钳位在0.7V左右。
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这时的UGS=2.6V,NMOS管被导通,DS可以流过电流。由于D和S间的电压比二极管的电压小,所以二极管被短路了,右边电压变成了0V。如下图5.1.2.2所示。(AO3402的UGS(th)大约在1.5V左右。右边电压不是准确的0V,由于RDS电阻的存在,右边大概几百mV到几十mV。)
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3.3V→5V:①当右边电压为3.3V,UGS=0V,NMOS管被截止,左边电平就会被拉到5V。
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① 当右边电压为0V时,UGS=3.3V,这时NMOS管导通,左边电压为0V。

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3 三分频电路的设计

详见: 常用电路设计——“分频电路” - 知乎 (zhihu.com)
1、 偶数分频:(1) 用D触发器级联实现 ;(2) 用计数器实现

2、奇数分频:(1) 占空比非50%的奇数分频;用Moore状态机实现在这里插入图片描述
;用计数器实现
利用基本逻辑单元直接搭建占空比为50%的奇数分频电路
思路:先使用触发器构成序列生成器,输出001循环脉冲,实现占空比非50%的三分频,然后用负沿触发器打一拍,再相或。由于001循环共三个状态,故需2个D触发器。通过列状态表、画卡诺图,得到由两个D触发器及逻辑门构成的001序列生成器,后接负沿触发器打一拍并将其输出与序列生成器的输出相或,即得到占空比为50%的三分频电路。
下面贴出三分频和五分频电路的简略设计思路及过程仅供参考,如图4、图5所示。
在这里插入图片描述在这里插入图片描述

法二:图2是3分频电路,用JK-FF实现3分频很方便,不需要附加任何逻辑电路就能实现同步计数分频。但用D-FF实现3分频时,必须附加译码反馈电路,如图2所示的译码复位电路,强制计数状态返回到初始全零状态,就是用NOR门电路把Q2,Q1=“11B”的状态译码产生“H”电平复位脉冲,强迫FF1和FF2同时瞬间(在下一时钟输入Fi的脉冲到来之前)复零,于是Q2,Q1=“11B”状态仅瞬间作为“毛刺”存在而不影响分频的周期,这种“毛刺”仅在Q1中存在,实用中可能会造成错误,应当附加时钟同步电路或阻容低通滤波电路来滤除,或者仅使用Q2作为输出。D-FF的3分频,还可以用AND门对Q2,Q1译码来实现返回复零。
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注:
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