硬件面试经典 100 题（51~70 题）

51、请列举您知道的覆铜板厂家。

生益、建滔。

52、示波器铭牌一般都会标识两个参数，比如泰克 TDS1002B 示波器标识的 60MHz 和 1GS/s，请解释这两个参数的含义。

60MHz 是指示波器的带宽，即正常可以测量 60MHz 频率以下的信号。

1GS/s 是指示波器的采样速率，每秒最多采样 1G 个点。

53、当采样信号（动词）的频率低于被采样信号（名词）的最高频率时，采样所得的信号中混入了虚假的低频分量，这种现象叫做什么？

这种现象叫做频率混叠。

陈氏解释

混叠（Aliasing） 是一种信号失真现象，发生在对高频信号进行采样时，如果采样率不足（即采样率低于奈奎斯特频率，即信号最高频率的两倍），那么采样后的信号无法正确地反映原始信号的高频成分。结果，较高频率的信号成分被“折叠”到较低的频率范围内，产生虚假的低频信号，这就是混叠现象。
例子：假设你有一个20kHz 的信号，如果你使用 15kHz 的采样频率来采样它，那么采样后，信号会被错误地“映射”到 5kHz 以下的频率范围内，从而在采样结果中看到一个虚假的 5kHz 的信号。
预防措施：为了避免混叠，在采样前通常使用抗混叠滤波器（Anti-aliasing filter），这是一种低通滤波器，用于滤除信号中高于奈奎斯特频率的频率成分，以确保采样率足够捕捉信号的所有必要信息。
逃离误区：我开始的理解是这样的，电路板上有一个波形，频率高于我采用工具的采样频率，我应该提高自己的采样频率，怎么能够是用什么抗混叠滤波器把高频的部分滤掉呢，那这样就不是我要采集的真实的波形了，怎么能够让波形的频率来符合我采样的频率呢。
后来我了解到：不是我用工具采样，是单片机采样,采样的对象是如 IC 的频率。
比起高频段的信号会错误的映射到低频段误导单片机还是抛弃这些高频段的信号吧，并且在很多实际应用中，提高 MCU 采样频率是既复杂又增加成本。（并且这道题的默认前提就是单片机的采样频率小于信号频率）

~~54、什么是基频晶体？什么是泛音晶体？为何基频晶体最大频率只可以做到 45MHz 左右？如何辨别基频晶体和泛音晶体？~~

振动在最低阶次（即基频）的晶体是基频晶体，振动在非最低阶次（即三次、五次、七次等）的晶体是泛音晶体。振动频率越高，晶体薄片的厚度就越小，机械强度就越小。当前业界切割厚度的极限约为 37um，此厚度的基频晶体的振动频率只可以达到 45MHz 左右。以现在业界的工艺能力，大于 45MHz 的基本上都是泛音晶体，但也有价格比较高的特制基频晶体。基频晶体和泛音晶体可以通过频谱分析仪或带 FFT 快速傅里叶变换功能的示波器测量。根据测量到的频谱图，如果最低频谱分量就是标称频率，这个晶体就是基频晶体。如果频谱图中含有比标称频率低的频率分量（比如 3 分频、5 分频），那这个晶体就是泛音晶体。

55、如果一个门电路，输入高电平阈值是 2.0V，输入低电平阈值是 0.8V。那么如果输入一个 1.2V 的电平，请问门电路工作在什么状态？

状态不确定。

56、请问为何手持便携电子产品，需要在众多输入输出接口加 ESD 器件？您认为选择 ESD 元件的时候需要注意哪些参数？如果一个时钟线加了 ESD 器件之后接口工作不正常，把 ESD 器件去掉之后却能正常工作，您认为是什么原因，应该如何重新选择 ESD 器件？

手持设备，众多输入输出接口均可能受到静电放电的损害，所以要加 ESD 保护器件。

ESD 元件的选择需要注意三个参数：正常工作电压、动作嵌位电压和等效电容。如果等效电容过大，会影响信号的工作频率，所以需要根据信号最大工作频率来选择 ESD 器件的等效电容。

陈氏解释

一、为什么手持便携电子产品需要在众多输入输出接口加 ESD 器件？

手持便携电子产品在使用过程中，可能会暴露在各种电磁环境下，或者与其他电子设备和人接触，这样就有可能受到静电放电（ESD，Electrostatic Discharge）的影响。ESD 是一种非常快速且高电压的瞬态现象，可以对电子电路造成损害甚至破坏。为了保护设备的内部电路，通常在输入输出接口加上 ESD 保护器件，以吸收和分散这些静电放电能量，从而避免电路受到损坏。

二、选择ESD元件时需要注意的参数

在选择 ESD 保护器件时，有以下几个关键参数需要注意：

（1）箝位电压（Clamping Voltage）：

ESD 器件在受静电冲击时会限制电压上升，其箝位电压应低于被保护器件的最大耐受电压。箝位电压越低，保护效果越好。

（2）响应时间（Response Time）：

ESD 事件发生的时间非常短，通常在纳秒级，因此 ESD 器件必须具有非常快的响应时间，才能在静电到达前有效保护电路。

（3）电容值（Capacitance）：

ESD 器件通常会带来一定的寄生电容，对于高速信号线，较高的电容值可能会影响信号完整性。因此，在高速应用中应选择电容值较低的 ESD 器件。

（4）峰值脉冲电流（Peak Pulse Current）：

这个参数表示 ESD 器件能够承受的最大瞬态电流能力。选择时应确保该参数能覆盖应用中的 ESD要求。

（5）封装类型和尺寸：

根据实际电路板布局，选择合适封装和尺寸的 ESD 保护器件，以便于安装和布线。

三、时钟线加了 ESD 器件之后接口工作不正常的原因

时钟线是高频信号线，对信号完整性要求较高。如果加了 ESD 器件后接口工作不正常，通常可能是以下原因之一：

（1）ESD 器件的电容过大：

高频时钟信号对寄生电容非常敏感，ESD 器件的寄生电容过大可能会导致信号衰减或失真，影响时钟信号的完整性。

（2）ESD器件响应速度不足：

如果 ESD 器件的响应速度不够快，可能无法在静电到达前有效保护时钟线，反而影响了信号传输。

四、解决方案

（1）选择低电容 ESD 器件：

在高速信号线路上（如时钟线），优先选择寄生电容较低的 ESD 器件，以减少对信号的影响。

（2）测试不同 ESD 器件：

尝试使用具有更低箝位电压、更快响应时间和更低电容的 ESD 器件，以找到一个在保护和信号完整性之间取得良好平衡的方案。

（3）优化PCB设计：

在布线时，尽量减少 ESD 器件与时钟线之间的寄生电感和寄生电容，可以通过优化走线方式来降低对信号的干扰。

57、如果以电路中的功放管的工作状态来划分，音频功放可以分为哪几类？那种功放的效率最高，哪种功放的效率最低？哪种功放存在交越失真？哪种功放的功放管导通时间大于半个周期且小于一个周期，哪种功放的功放管导通时间等于半个周期？功放管一直处于放大状态的是哪种功放？

可分为四类：A 类、B 类、AB 类、D 类。

D 类功放效率最高，A 类功放效率最低。

B 类功放存在交越失真。

AB 类功放的功放管导通时间大于半个周期小于一个周期，B 类功放的功放管导通时间是半个周期。

功放管一直处于放大状态的是 A 类功放。

陈氏解释

一、甲类功放（ A 类）

电路分析及优缺点

三极管特点：在外部电路合适的情况下让三极管处于放大状态，则顺着它的箭头方向流过一定的小电流，它的集电极向发射极可以流过一个更大的电流，并且这个更大的电流是跟随基极输入的电流大小而发生变化的，两者之间存在一定的倍数关系

扬声器运作：只要通过输入的音频信号改变基极的电流，从而让扬声器上面的电流也会跟随着变化，就可以达到放大声音的效果。

引出前提：让三极管处于合适的放大状态。如下图，通过基极电阻 R1 提供静态下的基极电流。什么是静态下？当没有音频信号输入时，就有一个电流经过 R1 ，经过三极管的“箭头”，让三极管处于放大的状态，一旦有音频信号输入，改变三极管基极电流，那么三极管集电极电流就跟随变化，使得扬声器立马就得到一个变化的电流，线圈产生磁场与里面的磁铁发生作用，推动前面的振膜，然后推动空气产生声音被我们听到。

优点：

高保真
结构简单（只需要一颗三极管、一个电阻、一个耦合电容，在加一个音频信号源。如果是老旧的手机，上面还有 3.5 毫米的耳机插孔，直接把那个耳机插孔输出的音频接到这个电路当中就可以，或者是用蓝牙模块接收音频信号之后给它接入到这个电路当中）

缺点：

静态电流：不输入音频信号时，依旧需要三极管保持放大状态，需要有静态工作电流，该电流流过扬声器，也流过三级管，两者都会发热。
如果使用一些电容将扬声器隔开，扬声器确实不发热了，但是无法避免掉三极管一直在发热，并且这样还会影响电路的放大倍数，使得扬声器输出的声音又变小了。
Q 点难调：该电路的放大区间非常的难调，静态工作点也不好调。输入的电压太大和基极电阻 R1 不合适都有可能导致饱和失真、截止失真。等扬声器运行起来，电路温度升高合适的静态工作点又会发生变化。该电路的结构简单，音质也还好，但是调不好，发出的声音就滋滋喳喳，不停的失真。
放大区间小：三极管必须处于合适的工作状态，调到合适的状态，正电压来的时候电流往上走，电流增大；负电流来的时候电流往下走，电流减小，故必须是在一半的位置上往上和往下移动。正版周期和负半周期都是一根管子进行放大，故放大区间小。

二、乙类功放（ B 类）

2.1电路结构

使用两颗电池：两颗电池中间接地，是 0V 电压参考点，故上面输出的 3.7V电压，下面输出的是 -3.7V 电压。
使用两颗三极管：一个推，一个拉，故也叫推挽输出。（后面解释电路的流程）

2.2电流流程

当音频信号输入正电压信号 → 向上流经 Q1 的箭头方向（向下走 Q2 走不通）→ 经过扬声器到地（这里的地都是连在一起的，回到这里的地其实也是电源 0V 的参考点也是音频信号源的地）

当音频信号输入负电压信号 → 下图中黄色小电流撬动红色大电流（注意一下扬声器点位是 0V ，音频信号源和电源均是负电位）

推挽输出：输入正电压的时候上面三极管通，输入负电压的时候下面三极管导通，上面通过正电源给扬声器推电流，输入负电压的时候通过下面三极管导通给它往回（负电源）拉电流。

总结：乙类功放是纯靠信号源给三极管提供基极偏置的工作电压，让它形成一定的电流，而不是像上面的甲类功放靠基极电阻来提供静态电流。

优点：

无静态电流：不需要额外一直提供静态电流，将播放音频的信号源拿走，就不需要放大声音也没有基极电流。
无需输出耦合电容：耦合电容的作用是在静态状态下没有输入音频，但是输出不为 0 的时候把扬声器隔开，避免静态时候，输出有电流（不为 0 ）扬声器在不播放音频的时候还发热。乙类功放由于静态没有电流，所以就不需要加耦合电容隔开了。
功率大：乙类功放用两个三极管分别去放大正半周期和负半周期的信号，用两个管子推拉后面的扬声器，即使换成大功率的扬声器，两根三极管都不容易发热。

缺点：

双电源供电。
交越失真：注意这里两根三极管的导通全部是靠音频交流信号，并且两个三极管的导通也不是说 0.01V、0.02V 就可以导通的，需要的电压在0.6V、0.7V 才可以。故这样就有一个缺点：如果输入的音频信号太小，如果是毫伏级别，上下两根三级挂都不导通（都不满足导通的条件），也不会形成电流，扬声器也没有任何反映，不发出声音。输入的声音必须要足够响，才可以进行放大。
而音频信号本身就是一个交流电，本身就可观存在电流很小的位置，当到这个附近时，上下管子截止，输出波形出现失真，这就是交越失真。

三、甲乙类功放（ AB 类）

为了克服乙类功放交越失真的缺点，就出现了甲乙类功放，就是将上述两种功放电路融合到了一起：

当输入信号电压比较小的时候，工作在甲类状态，靠下图中的电阻和二极管将三极管基极的电压提高，让三极管能够导通。
当输入信号电压比较大的时候，让输入的信号为三极管提供导通的条件。

优点

静态功耗小。
效率高。
解决了乙类功放交越失真的问题，但是不能完全解决。如果能完全解决交越失真，就又变成甲类功放了。但是也只存在一点点交越失真的问题，很小，小到人耳可能听不出来。

缺点

双电源供电
较小的交越失真

甲乙类功放的电路原理和流程就直接参照甲类和乙类，这里就不做讲解，就说明一下上图中二极管的作用：

为了配合三极管基极向发射极，或者发射极向基极的等效的二极管，给三极管垫起来一定的电压，为三极管提供一定的导通条件。

它也可以换成恒压偏置型温度补偿电路，如下图，是通过一个三极管加可调电阻来代替上面两个二极管，也可以给三极管垫起一定的电压。通过可调电阻的调节，使得 $V_{BE}$ 发生变化，从而改变上下两个管子之间的导通情况。

四、丙类功放（ D 类）

丙类功放不常使用，因为它不用于音频信号的放大，而是用于射频信号的放大。

一般来说丙类功放的三极管是处于一个反偏状态，本来是基极向发射极加 0.7V 左右电压使之导通，现在通过一些电容、电感、电阻的谐振电路，让它基极向发射极的电压在大多数情况下是反的，是零偏置或者是弱偏置，使得三极管大多数情况下都不导通，只有当合适的电压信号来临的时候，三极管才会导通一下往后输出信号。

优点：

效率高：大多数的弱信号来的时候它可能都不导通，只有足够的信号，电压合适的情况下它才会导通那么一下

缺点：

失真严重。正常的音频信号输入的时候它都不能正常放大，输出的这个信号就呲呲啦啦，所以它根本就不是用在音频电路当中

它是用在射频信号电路中，用在那些无线电的电路当中，通过这个电路去发射无线信号，配合 LC 的震荡电路产生电磁波用的，所以它还有个名字叫做丙类谐振功放。

58、将一个包含有 32768 个基本存储单元的存储电路设计成 8 位为一个字节的 ROM，请问该 ROM 有多少个地址，有多少根数据读出线？

有 4096 个地址，数据线是 8 根。

陈氏解释

基本概念

基本存储单元：一个基本存储单元通常存储 1 位（bit）数据（ 0 或 1 ）。
字节：1 字节通常由 8 位（bit）组成。
地址数量：可以访问的不同字节数
地址数量=字节数量=基本存储单元数量/每个字节所需的基本存储单元数量= 32768 / 8 = 4096
数据读出线:从 ROM 中读取数据的每一位都需要一根数据线。每个地址对应一个字节，既然每个字节是8位，所以需要8根数据读出线。

59、在函数 L（A，B，C，D）= AB + CD 的真值表中，L=1 的状态有多少个？

7 个。

陈氏解释

①AB=1×1=1，加法后面的无所谓，故组合有 4 。

②CD=1×1=1，加法前面的无所谓，组合有 4 ，但是去掉和前面重复的，故组合有 3 。

一共有 4 + 3 = 7 。

60、如果[X]补=11110011，请问[X]=？[-X]=？[-X]补=？

[X] 补最高位是 1，则 [X] 是负数，[-X] 是正数。

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

陈氏解释

一、基础概念

原码：最高位表示符号，0 表示正数，1 表示负数。其余的位表示数值的大小。
反码：对于正数，反码和原码相同。对于负数，反码是将原码中除符号位外的所有位取反。
补码：负数在反码的基础上加 1 ，正数的补码和原码相同。

二、各码之间的转换

原码到反码: 将原码的数值部分逐位取反（符号位不变）。
反码到补码: 在反码的基础上加 1。
补码到原码: 如果补码的符号位是 1（表示负数），则需要先减 1（得反码），再对数值部分逐位取反，最后符号位保持不变。

三、解题

[X] 补=11110011，表示 X 是负数。

减一得反码：[X] 反=11110010。

取反（不含第一位）得原码：[X] =10001101

取反第一位：[-X]=00001101（正数，取反仍是原码）

[-X]补 = 00001101+1=00001110

61、电容的高频等效模型为等效电阻 R，等效电感 L 和等效电容 C 的串联。请写出该电容在高频状态下的阻抗表达式。请问该电容的谐振频率 $f_{T}$ 是多少？在什么频率下该电容呈容性？在什么频率下该电容呈感性？在滤波电路中应如何选择电容的谐振频率？

阻抗表达式为：

$Z=R+j\omega L+\frac{1}{j\omega C}=R+j\left ( \omega L-\frac{1}{\omega C} \right )$

当 $\left ( \omega L-\frac{1}{\omega C} \right )=0$ ，即 $\omega =\frac{1}{\sqrt{LC}}$ 时电容处于谐振状态，此时 $\omega =2\pi f_{T}$ ，所以 $f_{T}=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}$ 。

工作频率小于 $f_{T}$ 时，电容呈容性；工作频率大于 $f_{T}$ 时，电容呈感性。

在滤波电路中应该使被滤除的杂波频率小于 $f_{T}$ 。

62、数字电路中常采用 0.1uF 贴片电容作为滤波电容，该电容的等效串联电感典型值是 5nH。请问该电容用于什么频率以下的杂讯的滤波？

$f_{T}=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}=7.1MHz$ ，实际电路中常采用 0.1uF 电容作为 10MHz 以下杂讯的滤波电容。

陈氏解释

10MHz 以下电容呈现出良好的容性特性，能够有效地滤除杂讯。对于更高频率的噪声，电容的滤波效果会逐渐减弱，甚至可能呈现感性特性，影响滤波效果。

63、为何电源的滤波电路常常是大电容配合小电容滤波（比如 220uF 电解电容配合 0.1uF 贴片电容）？

由于制作材料的不同，各种电容的等效参数也不同。一般来说，电解电容和钽电容的谐振频率比较低，对低频噪声的滤波效果比较好；贴片电容谐振频率比较高，对高频噪声的滤波效果比较好。对于电源电路，由于整个 PCB 板上的噪声都加到了它的上面，包括了低频噪声和高频噪声。要对电源噪声实现比较好的滤波效果，滤波电路必须在较宽的频率范围内对噪声呈现低阻抗，单独用一种电容是达不到这种效果的，必须采取大的电解电容（或钽电容）并联贴片小电容的方式。

64、某滤波器的传递函数为 $A_{u}(s)=\frac{1}{1+3s+s^{2}}$ (其中 $s=j\omega$ ，请问该滤波器是什么性质的滤波器（一阶、二阶、高通、低通、带通、带阻）？

这是一个二阶低通滤波器。

陈氏解释

一、一阶VS二阶

分母是二阶多项式，故为二阶滤波器。

二、高通VS低通

低频行为（ω→0）：

当 s=jω=0时，Au(s)=1，表明低频信号完全通过，这符合低通滤波器的特性。

高频行为（ω→∞）：

当 ω增大，即 s=jω 增大时，传递函数的分母中的 $s^{2}$ 项占主导地位，因此 Au(s) 的幅值趋于零，表示高频被衰减。这也符合低通滤波器的特性。

三、带通VS带阻

想要解释它是不是带通或者带阻很难，那我们来看一下带通、带阻传递函数的样子，或许可以明显的看出答案。

（1）带通滤波器的例子

带通滤波器允许某一特定频率范围内的信号通过，同时衰减该频率范围之外的信号。其典型的传递函数形式如下：

$\omega _{0}$ ：中心频率
Q：品质因数，决定带通滤波器的带宽

例子：二阶带通滤波器

这个滤波器的中心频率是 $\omega _{0}$ =10 rad/s，带宽由 Q= $\omega _{0}$ /10=1 决定。

频率响应：

在 ω=10 rad/s 附近信号通过；
在 ω 远离10 rad/s 时，信号被衰减。

（2）带阻滤波器的例子

带阻滤波器衰减某一特定频率范围内的信号，而允许该频率范围之外的信号通过。其典型的传递函数形式如下：

$\omega _{0}$ ：阻带中心频率
Q：品质因数，决定带阻滤波器的阻带宽度

例子：二阶带阻滤波器

这个滤波器在 $\omega _{0}$ =10 rad/s 时衰减信号，在其他频率上允许信号通过。

频率响应：

在 ω=110 rad/s 附近信号被衰减；
在 ω 远离10 rad/s 时，信号通过。

65、请画出二极管和电阻组成的二输入与门、二输入或门。

陈氏解释

左图工作原理

这个电路的工作原理是，当输入 A 和 B 都为高电平（逻辑1）时，两个二极管都处于反向偏置状态（不导通），输出 F 通过电阻被拉高到 +5V（逻辑1），因此输出为高电平。
当输入 A 或 B 任意一个为低电平（逻辑0）时，相应的二极管正向偏置并导通，输出 F 被拉低至接近 0V（逻辑0），因此输出为低电平。
只有在 A 和 B 都为高电平时，输出 F 才为高电平，这符合与门的逻辑。

右图工作原理

这个电路的工作原理是，当输入 A 和 B 都为低电平（逻辑0）时，两个二极管都处于反向偏置状态（不导通），输出 F 通过电阻被拉低到 -5V（逻辑0），因此输出为低电平。
当输入 A 或 B 任意一个为高电平（逻辑1）时，相应的二极管正向偏置并导通，输出 F 被拉高到接近 0V（逻辑1），因此输出为高电平。
只要 A 和 B 其中一个为高电平时，输出 F 就为高电平，这符合或门的逻辑。

66、下图是 SN7407 逻辑芯片其中一个门的电路图，请写出 A 和 Y 的逻辑关系式。请问这种逻辑门有什么用途？

Y=A，这是 OC 输出的 Buffer，用于实现 TTL 电平到 MOS 电平的转换，可增大输出电压和电流。输入为 TTL 电平（如 3.3V TTL），输出可上拉至 15V 或 30V，用于驱动指示灯或继电器等。

陈氏解释

（为什么至今都没有更新下一篇硬件面试的博客？就是因为浪费了太多时间在这道题上！）

这道题的难点并不是在于上图中的电路有多复杂，有多困难，而是在于出题人的似乎没有把题目的前提条件说清楚，很多前提条件我都是根据答案反推回去的。

解题之前需要明确的几点

Vcc = 5V 。
该电路中的 Input A 是 TTL 电平，高电平设置为 3.3V ，低电平设置为 0V 。
（注意：无论是高电平还是低电平都是要低于 VCC 的电压水平的）
上图中的电路是芯片的一个接口，外部应该是有上拉电阻，上拉至电压 VCC。
当三极管导通时，集电极和发射极之间就是低阻抗通道，发射极的状态会传导至集电极。

当 Input A 为低电平时

当 Input A 为低电平（0V）时，输出电平 0V。

当 Input A 为高电平时

当 Input A 为高电平（3.3V）时，输出电平 Vcc（5V）。

至于为什么要设计成这么复杂的电路来实现 Y=A ，我觉得是这些电路的组合耐压增大，是输出可以达到目的电压。

67、请写出下图中 A 和 Y 的逻辑关系。

Y=/A，这是 CMOS 结构的非门。

陈氏解释

CMOS的基础知识建议复习：基于MOS管的开关电路_nmos开关电路-CSDN博客

下图是简化的电路导通图的情况：

可以轻易看出来实现的是一个非门功能。

68、请问以下晶体振荡器电路中电阻 R1 有什么作用？请问 C1、C2 和晶体 Y1 是串联还是并联的？如果 C1=C2=30pF，晶体振荡回路上的其他杂散电容之和为 Cs=5pF，请问这个晶体的负载电容 CL 是多少？C1、C2 应该比 CL 大还是小？又或者 C1=C2=CL？

（1）R1 配合 IC 内部电路组成负反馈、移相，并使反相器输入端直流工作点为 $\frac{1}{2}$ 电源电压，使放大器工作在线性区。

（2）C1、 C2 和晶体 Y1 是串联关系。

（3） $C_{L}=\frac{C_{1}\times C_{2}}{C_{1} + C_{2}}+C_{S}=\frac{30\times 30}{30+30}+5=15+5=20pF$ ，所以 C1 和 C2 要比负载电容 CL 大。

陈氏理解

基础知识见：STM32自己从零开始实操08:STM32主控原理图-CSDN博客第四章节晶体电路。

除反相器以外的电路部分

在之前的博客中详解过上图中除了反相器以外的电路，故先解答相关的问题：

（1）大支路就是：电容-晶振-电容，故三者是串联关系（电阻和反相器都是并联在晶振两端）。

（2）注意电容的计算方式：

串联电容 C1 和 C2 的总电容： $C _{eq}=\frac{C1\times C2 }{C1+C2}$
其他杂散电容是并联电容： $C_{L}=C_{eq}+C_{S}$

反相器

前提知识

反相器的作用：翻转并放大信号。
反相器正常工作的前提条件：输入端有合适直流电压使其工作在线性放大区。
晶体振荡器需要满足一个相位条件：即回路中的总相位移应为 360°（或 0°，相位回到初始状态）。

（1）负反馈

上图的晶振电路不同于之间笔记里的晶振电路，之间笔记里的晶振电路有晶振的输出，同时还有MCU 对晶振电路的反馈输入，这就是的晶振电路不会出现“振飞了”的现象，但是你观察一下这个电路中并不存在反馈。

这个时候反相器就显得尤为重要，反相器的作用主要就是翻转并放大信号，电阻在电路初始状态、在反相器没有导通的时候，还是向前面所学的知识一样，起到起振的作用。

当电路运行平稳，电阻 R1 将一部分输出信号反馈回反相器的输入端，反相器确保电路稳定运行，并防止振荡信号的过度放大，控制振荡幅度，确保信号不过饱和。

（2）移项

在这个电路中，反相器本身提供了 180° 的相位移，而晶体和两端串联电容 C1 和 C2 的网络提供了剩余的 180° 的相位移。（注意是串联的电容，一个 90° ）

（3）直流工作点

反相器是一种数字逻辑门，在理想情况下，如果输入电压很低（接近0V），输出电压就会接近电源电压 VCC ；反之，如果输入电压很高（接近 VCCV），输出电压就会接近0V。

当随着电路的运行，输出不断被调节到 $\frac{1}{2}V_{CC}$ 达到稳定。

该电压正好位于反相器的工作特性曲线的线性区，使得反相器能够对输入信号进行有效放大，而不是在非线性区内饱和或截止。

电路用途

上述晶体振荡器电路，常用于生成精确频率的时钟信号。这样的电路广泛应用于各种电子设备中，例如微控制器、数字电路、时钟电路等，作为稳定的频率基准源。

正弦波转换为方波：晶体 Y1 生成一个非常稳定的正弦波信号，这个信号通过反相器 U1 转换为方波信号。反相器 U1 的作用是放大和整形，使得振荡信号从低振幅的正弦波变成高振幅的方波。
频率稳定性：晶体振荡器的输出频率主要由晶体 Y1 的谐振频率决定，通常非常稳定，频率漂移非常小，适合作为高精度的时钟源。
输出波形：在反相器的输出端，输出的是一个稳定的方波，频率等于晶体 Y1 的谐振频率。例如，如果使用的是 10MHz 的晶体，则输出的方波信号频率为 10MHz。