嵌入式硬件面试题【经验】总结----会不断添加更新

news2024/12/27 10:03:43

目录

引言

一、电阻

1、电阻选型时一般从那几个方面考虑

2、上拉电阻的作用

3、PTC热敏电阻作为电源电路保险丝的工作原理

4、如果阻抗不匹配,有哪些后果

二、电容

1、电容选型一般从哪些方面进行考虑?

2、1uf的电容通常来滤除什么频率的信号

三、三极管

1、实际使用中怎么测试三极管工作在哪个状态

四、UART

1、简述UART总线

2、UART 通信协议有几根线,分别有什么作用?

3、UART空闲电平是什么状态

4、UART数据帧组成

五、IIC

1、简述IIC总线

2、12C总线如何选择和哪一个从设备进行通信?

3、介绍应答机制

4、IIC信号

六、SPI

1、简述SPI总线

2、SPI的几种工作模式       

七、DC-DC

1、DC-DC和LDO 的区别

2、BUCK电感的纹波如何考虑

3、开关电源的纹波噪声为什么比较大

八、集成运放

1、什么是运算放大器?列举运算放大器的应用

2、虚短和虚断是什么

3、电压跟随器是什么

4、同相比例放大器和反相比例放大器各有什么特点?

九、晶振

1、有源晶振和无源晶振区别

十、信号干扰及滤波

1、常见的滤波电路有哪几种

十一、差分信号

1、差分信号怎么布线

十二、PCB相关

2、高速信号在走线的时候如果出现直角有什么影响?

2、什么是通孔、盲孔和埋孔?孔径多大可以做机械孔,孔径多小必须做激光孔?请问激光微型孔可以直接打在元件焊盘上吗,为什么?

3、pcb的常用布线规则有哪些

十三、蜂鸣器

1、有源蜂鸣器与无源蜂鸣器区别

十四、单片机

1、单片机死机、跑飞的原因


引言

自我介绍(社招版):

        面试官你好,我叫XX,XX年毕业于XX学校XX专业。

        毕业后任职与XX公司,主要职责是:电路设计、Pcb_LayOut、编程、调试、测试、文档编制等工作。

        在能力方面,我有XX年的硬件研发从业经验,熟悉硬件研发流程以及相关测试仪器的使用,在工作经历方面,我在XX公司期间参与了XX研发项目,担任XX职位。   

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列举你所做过的一个项目:
当项目遇到了什么困难,你是怎么解决的?

        接下来具体就是关于自己硬件设计项目细节的问答了(我真的强烈安利一下大家把自己的项目资料整理一下,并通过PPT的形式去呈现,有时候会有不一样的效果)

        面试时,介绍项目时一定要掌握话语主动权,我见过有人面试就是直接拿着自己设计的板子开始一顿哔哔:

        从项目背景(设备应用场景到客户人群)开始、然后以功能为单位介绍电路设计(比如电源部分,控制部分,驱动部分,采样部分......等等),在介绍过程中,主要围绕自己怎么设计电路结构以及突出说下遇到了哪些问题,最终自己怎么一步步解决的,重点是解决思路,不是解决结果。

        你要做到什么程度,就是自己的项目,如果面试官不打断你,你自己要能够哔哔半小时,不要几句话就介绍完,或者可以在长时间的介绍时,中间夹杂一句:“这部分功能我已经介绍完啦,面试官您看有没有想了解的,还是说我接着介绍”,如果你能连续哔哔半小时以上,基本面试都大概率稳啦。     

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你为什么离开上一家公司?

        在回答这个问题时,应避免对前公司进行负面评价,而是从个人职业发展和追求等积极方面来阐述。

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首先问了一下我应聘该职位的原因,以及对岗位的理解:
你对五年内的职业规划?
1年内快速熟悉公司的业务与流程,通过学习累积行业知识提升专业技能更好地为公司服务。三年后希望跟随公司的发展,具备管理能力,让自己的业务水平为公司创造更大利益

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对于加班怎么看:
        我不排斥加班,毕竟在硬件工程领域,项目的进度和质量是至关重要的,加班有时也是不可避免的,而且在刚入职的时候,为了尽快熟悉项目,也需要投入大量时间。在公司业务增长迅速或者赶项目的关键时期,这种情况加班,大家也都能理解。我平常会尽量在上班时间把工作安排好,提高效率,少浪费时间,也多跟团队配合好,争取减少无意义的加班时长。

(其实互联网公司加班是很普遍的,我觉得大家不要太局限这个问题,或者不要在面试官面前表现出来你很在意,这是送命的)

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你的优缺点:

首先是我具备扎实的专业知识基础,无论是电路原理、数电模电知识,还是对各类硬件元器件的特性都非常熟悉,这使我在硬件设计过程中能够快速准确地选型和构建电路。例如,在之前的项目中,通过对元器件参数的精准把握,成功优化了电路性能,降低了成本。

其次,我有很强的问题解决能力。在硬件开发和调试过程中,遇到问题时我能够冷静地分析,从电路设计、信号传输、软件驱动等多方面排查,迅速定位并解决问题。像曾经遇到一个硬件系统莫名其妙的死机问题,我通过层层剖析,最终发现是一个微小的电磁干扰导致的时序错乱,及时采取了屏蔽和滤波措施解决了问题。

再者,我注重细节且有高度的责任心。在硬件设计中,一个小的疏忽都可能导致严重的后果,所以我会仔细核对每一个参数、每一根连线,确保设计的准确性和可靠性,对自己负责的项目从始至终都保持高度关注,全力保障项目顺利推进。”

而谈到缺点时,可以这样表述:

“我觉得自己有时候过于追求完美,在一些项目细节上可能会花费过多的时间,虽然这有助于提高质量,但可能会稍微影响项目的整体进度。比如在 PCB 布局时,我会反复调整元器件的位置以追求最佳的电气性能和布线美观性,导致这一环节的时间比预期稍长。不过我也意识到了这个问题,现在正在努力学习项目管理知识和时间管理技巧,学会在保证质量的前提下更好地平衡时间分配,提高工作效率。

另外,我在面对一些跨领域的复杂技术问题时,虽然能够积极学习研究,但初期可能会因为知识储备不足而有些吃力。例如在涉及硬件与软件深度融合的项目中,对于软件算法优化对硬件性能的影响理解不够深入。不过我已经开始主动学习相关的软件知识,参加一些培训课程和技术交流活动,不断拓宽自己的知识面,以更好地应对这类跨领域挑战。”

以上各位自行做个总结

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如果和上级发生意见分歧,你会如何处理?
        我觉得工作中出现意见分歧是合理也是不可避免的,我过去是这样处理的,在和上级出现意见分歧时,我会积极和上级交换意见以及提供对应的论据,必要的时候会引入组内的其他同事参与讨论,最终会确保在公司利益为优先级的情况下达成一致的目标,确保整个团队能朝着一个方向去共同努力,合理的讨论才能体现团队的智慧

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还有什么问题要问?

        1、“我想了解一下这个岗位的薪资结构是怎样的?是固定工资,还是包括基本工资、绩效工资、奖金等多个部分?绩效工资和奖金是如何考核和发放的呢?”

        2、实习期多长时间(正常都是三个月),实习期工资多少(正常应为薪资的0.8)。

        3、实习期内,即入职当月是否缴纳五险一金(医保万不得已不要断缴,对于跳槽的人要额外注意),公积金的基数与缴纳比例是多少?

        4、“公司的薪资调整频率和幅度是怎样的?是根据年度绩效评估、市场行情,还是有其他的调整因素呢?”

        5、“公司的正常工作时间是怎样安排的?是标准的朝九晚五,还是有弹性工作时间呢?”

        6、加班政策,加班是如何计算加班费或者调休的呢?加班的频率大概是怎样的呢?”

        7、这个岗位预计的发展计划以及晋升路线是怎么样的呢

        8、.......其它,比如是否提供食宿,节假日是否正常放假。

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一、电阻

1、电阻选型时一般从那几个方面考虑

        首先是确定所需阻值精度要求;其次是额定功率,计算实际功率并考虑降额设计;还有温度系数封装形式要适配电路板布局与安装便利性;依据电路特性选择合适的电阻类型;在满足性能前提下追求性价比

2、上拉电阻的作用

        确定引脚状态:在默认状态下可能处于高阻态的引脚,通过连接上拉电阻,可以将引脚电平拉高到一个确定的高电平。

        开漏输出高电平:对于开漏输出(Open - Drain)的引脚,在输出低电平后,通过上拉作用将引脚电平拉高,实现信号的输出。

        建立初始状态:在一些时序电路中,上拉电阻可以帮助建立电路的初始状态。

        增强信号驱动能力:当一个数字信号输出引脚的驱动能力有限时,上拉电阻可以帮助增强其驱动能力。

        提高信号抗干扰能力:在一些噪声环境中,信号可能会受到干扰而产生电平波动。上拉电阻可以使信号在受到干扰后更容易恢复到稳定状态。

3、PTC热敏电阻作为电源电路保险丝的工作原理

        正常工作时电流小,PTC 热敏电阻阻值低对电路无明显影响。过流时(或浪涌电流)因热效应升温,阻值剧增,限制流向负载电流以保护电路。故障排除后,阻值变小,电路恢复正常且可重复使用。

4、如果阻抗不匹配,有哪些后果

        信号反射和失真:在高速电路和射频电路中,信号到达负载端不能完全吸收而反射,反射信号与原始信号叠加,可能导致信号失真,出现振铃等现象,使接收端难以正确识别信号。

        功率传输效率降低:电源输出阻抗与负载阻抗不匹配时,违反最大功率传输定理,会使功率传输效率下降,根据最大功率传输定理,当电源内阻与负载电阻相等时,负载能获得最大功率。如果阻抗不匹配,例如电源内阻远小于负载电阻,大部分电压会降落在负载上,但电源输出的电流较小,导致功率传输效率不高。

        电路稳定性变差:在反馈电路和射频电路中,阻抗不匹配可能引起自激振荡,或者导致增益和相位变化,影响电路正常工作和系统稳定性,例如,在一个同相比例放大电路中,如果反馈电阻和输入电阻的组合导致输入输出阻抗不匹配,可能会引起自激振荡,自激振荡会使电路无法正常工作,输出信号会出现无规律的振荡波形,而不是按照预期的放大倍数对输入信号进行放大。

二、电容

1、电容选型一般从哪些方面进行考虑?

        电容值(容抗):依据功能确定电容值,滤波时根据滤波频率计算。同时要考虑容差范围,高精度电路选择容差小的电容。

        工作电压:额定电压要大于实际最大电压,且考虑浪涌电压,留一定余量。

        电容类型:陶瓷电容高频特性好、体积小、稳定性高,用于高频滤波等;电解电容容量大、用于电源滤波和储能,有极性要求;钽电容性能介于前两者之间,稳定性和可靠性高。

        温度特性:考虑温度系数对电容值的影响,根据工作温度范围选择合适电容。

        等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL):在对功率损耗和滤波性能要求高的电路选择 ESR 小的电容,高频应用电路选择 ESL 小的电容。

2、1uf的电容通常来滤除什么频率的信号

        Xc=\frac{1}{2\prod fC}

        对于C=0.000006F的电容,当我们想知道它对某一频率信号的滤波效果时,可以通过分析容抗Xc来判断。

        通常,我们希望容抗远小于电路的负载电阻(例如,假设负载电阻100欧姆,我们希望Xc为100/10=10欧姆)。已知Xc,将这些值代入公式可得F

         假设我们希望容抗为某一特定值来确定对应的滤波频率。例如Xc=1000欧姆,带入公式,可得F=159Hz      

        这意味着对于的1uf电容,当容抗为1000欧姆时,大约可以对 159Hz 及以上频率的信号有较好的滤波效果。

        在实际的电源滤波电路中,1uf的电容常用来滤除高频噪声。一般认为它对频率高于 1kHz 左右的信号能起到一定的滤波作用。这是因为在实际电路中,除了电容的容抗外,还会有其他因素影响滤波效果,如线路电感、电容的等效串联电阻(ESR)等。

三、三极管

1、实际使用中怎么测试三极管工作在哪个状态

测量电压法

        截止状态判断:对于 NPN 型三极管,当集电极(C)电压接近电源电压,基极(B)电压低于发射极(E)电压(Vb < Ve)时,三极管很可能处于截止状态。例如,在一个简单的共射极电路中,电源电压为 5V,如果测量到集电极电压为 4.8V 左右,基极电压为 0V(假设发射极接地,Ve = 0V),那么三极管基本处于截止状态。这是因为在截止状态下,基极电流 Ib 几乎为 0,集电极电流 Ic 也非常小,集电极和发射极之间近似开路,所以集电极电压接近电源电压。

        放大状态判断:在 NPN 型三极管中,当基极电压高于发射极电压(Vb > Ve),且集电极电压高于基极电压(Vc > Vb)时,三极管通常处于放大状态。以一个典型的放大电路为例,电源电压为 12V,若测量到基极电压为 2V,发射极电压为 1.3V,集电极电压为 6V。此时 Vb > Ve,满足发射结正偏,且 Vc > Vb,集电结反偏,这是三极管处于放大状态的典型特征。在放大状态下,集电极电流 Ic 与基极电流 Ib 成比例关系(Ic = β * Ib,β 为三极管的电流放大倍数),信号可以得到放大。

        饱和状态判断:对于 NPN 型三极管,当基极电压高于发射极电压(Vb > Ve),且集电极电压接近发射极电压(Vc≈Ve)时,三极管处于饱和状态。例如,在一个驱动发光二极管(LED)的电路中,电源电压为 3V,测量到基极电压为 2V,发射极电压为 0V,集电极电压为 0.2V 左右,此时三极管处于饱和状态。在饱和状态下,集电极电流 Ic 不再随基极电流 Ib 的增加而线性增加,三极管相当于一个闭合的开关。

利用示波器观察信号波形(适用于动态电路)

        放大电路波形观察:在一个放大电路中,将输入信号和输出信号分别接入示波器的两个通道。如果三极管处于放大状态,那么输出信号的幅度应该比输入信号幅度大,并且输出信号的波形形状应该与输入信号相似,只是幅度被放大了。例如,输入一个 10mV、1kHz 的正弦波信号,若观察到输出信号是一个 1V、1kHz 的正弦波信号(假设放大倍数为 100),则说明三极管处于放大状态。

        截止和饱和状态波形特点:当三极管处于截止状态时,输出信号基本为 0(或接近电源电压,无信号变化);当处于饱和状态时,输出信号的幅度会被限制在一个接近电源电压或接近发射极电压的值,并且信号波形的顶部或底部会被削平。通过观察这些波形特点,可以判断三极管的工作状态。

四、UART

1、简述UART总线

        UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)即通用异步收发器,是一种广泛应用于电子设备之间进行异步串行通信的总线接口,有两根线,用于发送的TX和用于接收的RX,特点可以用串行,异步,全双工进行总结。

        串行:以一个字节八位举例,串行是对数据进行逐位传输

        异步:不像其它协议总线一样有SCL时钟总线能够同步收发双发时钟,异步通信靠波特率来对数据帧掐时长进而判断数据位数

        全双工:收发数据可以同时进行,半双工的话就是,收与发不能同时进行,只能交互进行


2、UART 通信协议有几根线,分别有什么作用?

        UART 接口有2根线,包括发送数据引脚(TXD)和接收数据引脚(RXD)。在通信时,发送端通过 TXD 引脚将数据发送出去,接收端通过 RXD 引脚接收数据。

3、UART空闲电平是什么状态

        UART空闲电平为高电平,所以UART起始信号是一个逻辑低电平,以此通知接收端数据传输要开始啦。

4、UART数据帧组成

        UART 通信的数据格式一般包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。

        UART起始位是一个逻辑低电平,用于表示数据传输的开始;

        数据位可以是 5 - 9 位,用于传输实际的数据;

        奇偶校验位是可选的,用于简单的错误检测;

        停止位是一个或多个逻辑高电平,用于表示数据传输的结束。


五、IIC

1、简述IIC总线

        IIC(Inter - Integrated Circuit)总线是一种二线制同步、串行、半双工总线。它只需要两根线,一根是串行数据线(SDA),另一根是串行时钟线(SCL),就能实现多个设备之间的数据通信。这两根线在连接多个 IIC 设备时都需要接上拉电阻,通常连接到正电源,以确保在没有设备驱动时线的状态为高电平。


2、12C总线如何选择和哪一个从设备进行通信?

        IIC 从设备都有一个唯一的地址。这个地址可以是 7 位,这些地址通常由芯片制造商预先定义。

        主设备发送起始信号之后,紧接着发送一个字节数据,该字节的高七位为从设备的地址字节,这个字节的最低位表示接下来数据传输方向。

3、介绍应答机制

        在 IIC 总线的数据传输过程中,每传输完一个字节(8 位)的数据后,接收方需要发送一个应答位(一个低电平的应答位(ACK))。这个应答位用于告知发送方,刚刚传输的字节是否被正确接收。

4、IIC信号

        IIC空闲电平为高电平,

        SCL为高电平时,SDA一个下降沿为起始信号,

        SCL为高电平时,SDA一个上升沿为停止信号,

        IIC的数据,在SCL为低电平时,SDA上数据发送,在SCL为高电平时,接收设备接收SDA上数据。


六、SPI

1、简述SPI总线

        SPI(Serial Peripheral Interface)总线是一种高速、全双工、同步的通信总线。

        在物理连接上,SPI 总线通常由 4 根线构成,分别是主设备输出 / 从设备输入线(MOSI)、主设备输入 / 从设备输出线(MISO)、时钟线(SCLK)和片选线(CS/SS)。

        主设备通过 SCLK 提供时钟信号来同步数据传输,MOSI 用于主设备向从设备发送数据,MISO 则是从设备向主设备返回数据的通道,CS 用于选择要通信的从设备,高/低电平有效都有可能。


2、SPI的几种工作模式       

SPI总线有四种不同的工作模式,取决于极性(CPOL)和相位(CPHL)这两个因素。

CPOL表示CLK空闲时的状态

        CPOL=0,空闲时SCLK为低电平

        CPOL=1,空闲时SCLK为高电平

CPHA表示采样时刻

        CPHA=0,每个周期的第一个时钟沿采样

        CPHA=1,每个周期的第二个时钟沿采样

Mode0:CPOL = 0,CPHA = 0,空闲时 SCLK 为低电平,数据在 SCLK 的上升沿采样,下降沿发送。
Mode1:CPOL = 0,CPHA = 1,空闲时 SCLK 为低电平,数据在 SCLK 的下降沿采样,上升沿发送。
Mode2:CPOL = 1,CPHA = 0,空闲时 SCLK 为高电平,数据在 SCLK 的下降沿采样,上升沿发送。
Mode3:CPOL = 1,CPHA = 1,空闲时 SCLK 为高电平,数据在 SCLK 的上升沿采样,下降沿发送 。

七、DC-DC

1、DC-DC和LDO 的区别

        DC - DC 通过控制开关管导通和关断,利用电感等储能元件实现多种拓扑结构的电压转换,效率高、输入输出电压差要求灵活、响应慢、输出纹波大,适用于效率和电压差要求高、功率大的场景;

        LDO 基于线性调整元件和误差放大器连续调节,效率低、输入输出电压差要求较小、响应快、输出纹波小,适用于对纹波要求小、响应快、电压差不大、功率小的场景。



2、BUCK电感的纹波如何考虑

        在 BUCK 电路中,纹波主要是由电感电流的波动和电容的充放电过程引起的。当开关管导通时,输入电压通过电感给负载供电,同时电感电流线性上升;当开关管关断时,电感通过续流二极管给负载和输出电容放电,电感电流线性下降。由于电感电流的这种周期性变化,会导致输出电容不断地充放电,从而产生电压纹波

        电感值:电感值越大,电感电流的变化率越小。在其他条件不变的情况下,增大电感值可以减小电感电流纹波。但电感值过大可能会导致体积增大,而一般体积越大,寄生电阻,寄生电容也会变大,电路的损耗增大,响应速度变慢、和成本增加。

        电容值:输出电容的作用是滤波,电容值越大,在相同的充放电电流下,电压的变化越小。所以增加电容值可以有效减小纹波。不过,电容值过大也会带来体积和成本问题,而且电容的寄生参数(如等效串联电阻 ESR 和等效串联电感 ESL)也会对纹波产生影响。

        

目录

引言

一、电阻

1、电阻选型时一般从那几个方面考虑

2、上拉电阻的作用

3、PTC热敏电阻作为电源电路保险丝的工作原理

4、如果阻抗不匹配,有哪些后果

二、电容

1、电容选型一般从哪些方面进行考虑?

2、1uf的电容通常来滤除什么频率的信号

三、三极管

1、实际使用中怎么测试三极管工作在哪个状态

四、UART

1、简述UART总线

2、UART 通信协议有几根线,分别有什么作用?

3、UART空闲电平是什么状态

4、UART数据帧组成

五、IIC

1、简述IIC总线

2、12C总线如何选择和哪一个从设备进行通信?

3、介绍应答机制

4、IIC信号

六、SPI

1、简述SPI总线

2、SPI的几种工作模式       

七、DC-DC

1、DC-DC和LDO 的区别

2、BUCK电感的纹波如何考虑

3、开关电源的纹波噪声为什么比较大

八、运放

1、什么是运算放大器?列举运算放大器的应用

2、虚短和虚断是什么

3、电压跟随器是什么

4、同相比例放大器和反相比例放大器各有什么特点?

九、晶振

1、有源晶振和无源晶振区别

十、信号干扰及滤波

1、常见的滤波电路有哪几种

十一、差分信号

1、差分信号怎么布线

十二、PCB相关

1、在PCB设计时,大面积覆铜的主要目的是?

2、高速信号在走线的时候如果出现直角有什么影响?

2、什么是通孔、盲孔和埋孔?孔径多大可以做机械孔,孔径多小必须做激光孔?请问激光微型孔可以直接打在元件焊盘上吗,为什么?

3、pcb的常用布线规则有哪些

十三、蜂鸣器

1、有源蜂鸣器与无源蜂鸣器区别

十四、单片机

1、单片机死机、跑飞的原因


开关频率:开关频率越高,在相同的输出功率下,每个开关周期内电感电流的变化量就越小,电容的充放电时间也越短,从而可以减小纹波。但高频开关会增加开关损耗和电磁干扰(EMI),并且对开关管和其他元件的性能要求更高。


3、开关电源的纹波噪声为什么比较大

        开关电源纹波噪声较大,主要源于多方面因素。从工作原理来看,开关管快速的导通与关断动作产生高频电压和电流变化,其瞬间的高 di/dt 与 dv/dt 会因电磁感应在寄生电感和电容上引发额外噪声与纹波,且储能元件电感存在寄生电阻、电容,电容有等效串联电阻和电感,这些非理想特性致使纹波产生与放大。

八、运放

1、什么是运算放大器?列举运算放大器的应用

        运算放大器是高放大倍数直接耦合放大器。其应用如下:

        信号放大:包括反相放大器、同相放大器、电压跟随器,用于对信号按不同要求放大、隔离缓冲等。

        数学运算:像加法器、减法器、积分器、微分器,可实现相应运算,应用于音频混合、测量、控制等场景。

        信号处理:能构成有源滤波器、电压比较器,用于滤波及信号大小比较、阈值检测等。

        波形发生:用于产生方波、三角波等波形,如为数字电路提供时钟信号、作为函数发生器波形源。

        传感器接口:放大和调理传感器输出的微弱信号,便于后续处理


2、虚短和虚断是什么

        虚短(U+  =   U-):在理想运放线性工作区,同相和反相输入端电位近似相等,如同短接,实际未短接。

        虚断(i=0):在理想运放线性工作区,流入同相和反相输入端的电流近似为零,如同输入端与外部电路断开,实际未断开。


3、电压跟随器是什么

        电压跟随器又叫同相跟随器,输入信号加在同相输入端,输出电压通过反馈电阻与反相输入端相连时, 由于虚短,输出电压=反相输入端=同向输入端 。

        特点:电压增益为 1,高输入阻抗,低输出阻抗

        应用:

        信号缓冲:在多级电路中,用于连接不同级之间的电路,起到隔离和缓冲的作用。

        阻抗匹配:当信号源的输出阻抗较高,而负载的输入阻抗较低时,插入同相跟随器可以实现阻抗变换,提高信号的传输效率和质量。

        提高带载能力:由于其低输出阻抗特性,能够为负载提供较大的电流,从而增强电路的带载能力,确保在连接多个负载或低阻抗负载时,电路仍能正常工作,输出稳定的信号。   

4、同相比例放大器和反相比例放大器各有什么特点?

        同相放大器的最大的优点就是输入阻抗接近无穷大,常常作为电压跟随器使用,进行隔离。反相放大器的最大的优点是输入端的正反相电位差接近为0,只存在差模信号,抗干扰能力强。

        同相放大器的最大缺点是输入没有“虚地”,存在较大的共模电压,抗干扰的能力较差,使用时,要求运放有较高的共模抑制比。反相放大器的最大缺点是输入的阻抗很小,等于信号输入端的串联电阻阻值。

九、晶振

1、有源晶振和无源晶振区别

        有源晶振内部集成了振荡器电路,工作时需要外部电源,能直接输出稳定的方波信号,频率精度高、稳定性好,输出信号质量佳、驱动能力强,内部结构复杂,体积有大有小,成本和功耗相对较高,主要用于对频率稳定性要求高的通信设备、计算机等领域;

        无源晶振主要基于石英晶体的谐振特性,自身结构简单、体积小、成本低、功耗小,输出为正弦波,波形质量高、无谐波成分,频率稳定性和精度相对较低,通常需要和外部电路配合,适用于对成本和功耗敏感、对波形质量要求高的模拟电路、射频应用以及一般电子产品的时钟源或频率参考。


十、信号干扰及滤波

1、常见的滤波电路有哪几种

        常见的滤波电路有电容滤波电路,利用电容充放电特性滤波,结构简单、成本低;

        电感滤波电路,基于电磁感应原理,对高频纹波抑制好、适用于大电流负载;

        RC 低通滤波电路,CR高通滤波电路;

        LC 滤波电路,结合电感和电容特性,滤波效果更好;

        π 型滤波电路,包括 CLC 和 CRC 型,CLC 型滤波效果极佳,CRC 型成本较低,它们能有效减少纹波,适用于不同的电路需求。


十一、差分信号

1、差分信号怎么布线

        差分信号布线要遵循等长和等距原则,尽量减小长度差、保持间距恒定,

        要远离干扰源,

        根据信号特性和传输线阻抗在接收端设置匹配电阻、选择合适的匹配方式来减少信号反射,保证信号质量,比如485差分线终端,常用120欧姆电阻横跨两线之间。


十二、PCB相关

1、在PCB设计时,大面积覆铜的主要目的是?

        PCB中需要敷铜的设计一般是在电源线或者地线上,大面积的敷铜可以降低电源和地线的阻抗,加大走过的电流,减小损耗。
        在高频信号走线进行敷铜能够减少信号之间的干扰,起到了屏蔽的作用。晶振为高频发射源,在晶振附近的敷铜,就是这个道理。

2、高速信号在走线的时候如果出现直角有什么影响?

        正常走线的信号线在遇到直角时,线宽变成了直角的对角长度。线路的阻抗因为线宽的变化变得不再连续(锐角和钝角也一样),阻抗的不连续会带来信号的反射。
        传输线直角形成的寄生电容,会减缓信号的上升时间。
        直角处在高速信号传输时,相当于天线,会造成EMI干扰。


2、什么是通孔、盲孔和埋孔?孔径多大可以做机械孔,孔径多小必须做激光孔?请问激光微型孔可以直接打在元件焊盘上吗,为什么?

        通孔贯穿整个电路板用于多层连接,盲孔从外层连到内层不贯穿,埋孔位于内层之间;一般孔径大于 0.6mm 可用机械孔,小于 0.3mm 用激光孔;激光微型孔不建议直接打在元件焊盘上,因为可能损坏焊盘镀层、产生孔壁缺陷、增加焊接风险。


3、pcb的常用布线规则有哪些

        线宽规则:电源和地线较宽,以承受大电流、减少电阻和散热;信号线路线宽根据承载电流和信号完整性要求确定,高速信号适当加宽。

        间距规则:不同网络间要保持间距防止短路和干扰,最小间距一般不小于 0.2mm,高压或高电磁兼容性要求的电路间距更大;同网络过孔间距不小于过孔直径。

        布线层规则:多层 PCB 有专门的电源层和地层位于内层,信号层分布在其间;高速信号尽量靠近地层或电源层布线,利用其作为参考平面。

        过孔规则:过孔尺寸包括内径和外径,内径根据引脚或布线线宽确定,外径考虑制造工艺和信号完整性;尽量减少过孔数量,必要时均匀分布。

        拐角规则:避免直角和锐角布线,以减少信号反射和电磁辐射。

        差分信号布线规则:差分信号要等长布线,两根信号线长度差不超过信号波长的 1/10;保持紧密耦合,间距根据频率和工艺确定,高频电路间距较小。

        电磁兼容性规则:在电源输入和芯片电源引脚附近放置滤波电容,靠近芯片引脚以减少寄生电感;对易受或易产生电磁干扰的电路部分采取屏蔽措施。

十三、蜂鸣器

1、有源蜂鸣器与无源蜂鸣器区别

        有源蜂鸣器内部有振荡电路,只需接入直流电源就能发出固定频率的响亮声音,外观常被黑胶封闭,电阻值较大,音调单一但清晰,价格稍高,适用于简单报警和提示;

        无源蜂鸣器内部无振荡电路,要接入特定频率方波信号才能发声,能看到内部电路板,电阻值小,声音频率范围宽、音色较好,价格较低,适用于需要多种声音效果的场合。

十四、单片机

1、单片机死机、跑飞的原因

        主要是软件方面程序逻辑有误,像指针使用不当、数组越界、死循环、中断处理不合理、内存管理有问题,以及硬件方面的电源不稳定或有噪声、晶振损坏或频率偏移、复位电路异常、外设干扰(比如I/O干扰,通信接口干扰)等原因导致的。

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