【硬件电子】基础知识点学习记录

  • 眼图

USB信号质量判断通过下面哪个参数来判断?

A 眼图 B 电压 C 信噪比 D 失真度

解析:眼图测试主要是用来检测高速串行传输的信号质量,本题选A。

眼图,是由于示波器的余辉作用,将扫描所得的每一个码元波形重叠在一起,从而形成眼图。眼图是一系列数字信号在示波器上累积而显示的图形,它包含了丰富的信息,从眼图上可以观察出码间串扰和噪声的影响,体现了数字信号整体的特征,从而估计系统优劣程度,因而眼图分析是高速互连系统信号完整性分析的核心。另外也可以用此图形对接收滤波器的特性加以调整,以减小码间串扰,改善系统的传输性能。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第1张图片

眼图的“眼睛”张开的大小反映着码间串扰的强弱。“眼睛”张的越大,且眼图越端正,表示码间串扰越小;反之表示码间串扰越大。

  • 当存在噪声时,噪声将叠加在信号上,观察到的眼图的线迹会变得模糊不清。若同时存在码间串扰,“眼睛”将张开得更小。与无码间串扰时的眼图相比,原来清晰端正的细线迹,变成了比较模糊的带状线,而且不很端正。噪声越大,线迹越宽,越模糊;码间串扰越大,眼图越不端正。

眼宽反映信号的总抖动,即是眼图在水平轴所开的大小,其定义为两上缘与下缘交汇的点(Crossing Point)间的时间差。交叉点之间的时间是基于信号中的两个零交叉点处的直方图平均数计算而来,每个分布的标准偏差是从两个平均数之间的差值相减而来。

眼图对于展示数字信号传输系统的性能提供了很多有用的信息:可以从中看出码间串扰的大小和噪声的强弱,有助于直观地了解码间串扰和噪声的影响,评价一个基带系统的性能优劣;可以指示接收滤波器的调整,以减小码间串扰。

◆ 最佳抽样时刻应在“眼睛”张开最大的时刻。

◆ 对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定。斜率越大,对定时误差就越灵敏。

◆ 在抽样时刻上,眼图上下两分支阴影区的垂直高度,表示最大信号畸变。

◆ 眼图中央的横轴位置应对应判决门限电平。

◆ 在抽样时刻上,上下两分支离门限最近的一根线迹至门限的距离表示各相应电平的噪声容限,噪声瞬时值超过它就可能发生错误判决。

◆ 对于利用信号过零点取平均来得到定时信息的接收系统,眼图倾斜分支与横轴相交的区域的大小,表示零点位置的变动范围,这个变动范围的大小对提取定时信息有重要的影响。

总的来说,不同的眼图可以反映不同的信号质量:

◆ 眼图的张开度与抖动和BER相关联;

◆ 眼图张开越大,眼图越端正,表明对噪声和抖动的容许误差越大;

◆ 眼图张开越大,表明接收器判断灵敏度越好;

◆ 眼顶、眼底和转换区域宽表明接收器判断灵敏度降低

  • 常用陶瓷电容的特性

常用陶瓷电容综合性能从高到低排序正确的是( )

A C0G、X7R、X5R、Y5V

B C0G、X5R、X7R、Y5V

C X7R、X5R、Y5V、C0G

D Y5V、C0G、X7R、X5R

选项中四种电容均属于片式多层陶瓷电容器(MLCC),按照材质的不同分为三类:I类、II类、III类。

C0G属于I类陶瓷电容,具有高温度补偿特性,这种介质极其稳定,温度系数极低,在温度从-55℃到+125℃时,容量变化为0±30ppm/℃,电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。而且不会出现老化现象,损耗因数不受电压、频率、温度和时间的影响,介电系数可以达到400,介电强度相对高。非常适用于高频、超高频和对电容量、稳定性有严格要求定时、振荡电路的工作环境。这种介质电容器唯一的缺点是电容量不能做得很大。

Y5V、X7R、X5R属于II类陶瓷电容,其温度特性代码的详细解释图如下:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第2张图片

可以看出,从温度特性和温漂范围来看,性能X7R>X5R>Y5V。其中工作温度范围最广的X7R工作温度范围与C0G相同,但C0G温漂更低,近似认为不随正负温度变化而出现容值漂移,故选A。

  • 常见波形的傅里叶级数展开式

11)一个固定频率f的标准方波,经过FFT变换后,其谐波频率点是多少

A 只有二次谐波

B 只有三次谐波

C 偶数次谐波,功率递减

D 奇数次谐波,功率递减

解析:方波傅里叶级数展开式为: 本题选D。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第3张图片

其中,

几种常见波形的傅里叶级数展开式:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第4张图片
  • EEPROM知识点

12)下面有关EEPROM的说法错误的是?

A EEPROM可以在线擦除和改写

B 掉电情况下数据不丢失

C 通常有I2C或SPI接口类型

D 可以通过紫外线进行擦除和多次编程

非易失性存储器EEPROM即电可擦可编程只读存储器。EEPROM可以在线擦除和重新编程,一般用在即插即用。EEPROM的擦除不需要借助于其它设备,它是通过高于普通电压的作用来擦除和重编程,不需要紫外线擦除。因此,本题选D。

  • 建立时间与保持时间的概念

13)对于D触发器来说,为了保证可靠的采样,数据必须在时钟信号的上升沿到来之前继续稳定一段时间,这个时间称为

A 建立时间

B 保持时间

C 稳定时间

D 恢复时间

  • 建立时间:时钟有效沿到来之前的某段时间内,数据必须稳定,这段时间称为建立时间,用Tsetup或者Tsu表示。因此,本题的答案是A。

  • 保持时间:时钟有效沿到来之后的某段时间内,数据必须稳定,这段时间为保持时间,用Thold或者Th表示。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第5张图片
  • 齐纳二极管特性

14)关于齐纳二极管正确的是

A 原理是利用了PN结反向击穿

B 内置稳压芯片

C 反向击穿后就不可使用

D PN结压差为0

齐纳二极管一般指稳压二极管,利用PN结反向击穿状态,其电流可在很大范围内变化而电压基本不变的现象,制成的起稳压作用的二极管。其的伏安特性曲线的正向特性和普通二极管差不多,反向特性是在反向电压低于反向击穿电压时,反向电阻很大,反向漏电流极小。但是,当反向电压临近反向电压的临界值时,反向电流骤然增大,称为击穿,在这一临界击穿点上,反向电阻骤然降至很小值。尽管电流在很大的范围内变化,而二极管两端的电压却基本上稳定在击穿电压附近,从而实现了二极管的稳压功能。A正确,B错误。

稳压管在反向击穿的时候,其漏电流是近直线急剧上升的,但只要该电流不超过稳压管的最大额定电流,当反向电压低于稳压管的稳压值后,稳压管又会处于反向截止状态而不会损坏,C错误。PN结压降一定会存在,D错误

【硬件电子】基础知识点学习记录_第6张图片

以SMAZ5V1为例,简单介绍参数含义:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第7张图片

摘自SMAZ5V1-SMAZ39数据手册

Vz:稳压值,高于Vz,电压稳定在Vz,低于Vz,稳压管不工作,开路状态。

Zzt和Zzk:动态电阻,单位电流变化引起的电压的变化dv/di,这个值越小,代表稳压管性能越好,意思就是电流变化很大时,电压变化也很小。同一个稳压管时,这个动态电阻也是随着电流变化而变化的,电流变化大时,动态电阻小;电流变化小时,动态电阻大。Zzt@lzt,lzt在1mA时,测得的Zzt最大5欧姆。Zzk@lzk,Izk在1mA时,测得最大动态电阻是500欧姆。

Ir:反向漏电流,Ir@Vr,Vr=1V,测得的最大电流2.5uA

Vf:正向电压,Vf@lf,If=200mA,测得的最大电压1.2V

PD:耗散功率,流进稳压管的功率不能超过这个值。

  • 数字电路基本逻辑门电路结构

1)请根据图中输入Va,Vb的波形画出输出Vo的波形,并指出这是实现了数字电路的哪种门电路?

【硬件电子】基础知识点学习记录_第8张图片

解析:

记D1、D2导通压降为VD

0~t1区间,D1或D2导通,Vo=3+VD;

t1~t3区间,D1导通,D2反向截止,Vo=VD;

t3~t2区间,D1导通,Vo=VD;

t2~t4区间,D1反向截止,D2导通,Vo=VD;

t4之后,D2导通,D1截止。Vo=3+VD。

其真值表和Vo波形图如下,此电路实现了一个与门电路。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第9张图片

上述与门电路虽然很简单,但是存在着严重的缺点。首先,输出的高、低电平数值与输入的高、低电平数值不等,相差一个二极管的导通压降。如果把这个门的输出作为下一级门的输入信号,将发生信号高、低电平的偏移。其次,当输出端对地接上负载电阻时,负载电阻的改变有时会影响输出的高电平。因此,这种二极管与门电路仅用作集成电路内部的逻辑单元,而不用它直接去驱动负载电路。

二极管还可以实现或门电路,如下图所示:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第10张图片
  • 几种常见的CMOS门电路基本结构形式:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第11张图片

利用与非门、或非门和反相器又可以组成与门、或门、与或非门、异或门等。

  • 几种常见的TTL门电路基本结构形式:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第12张图片
  • CMOS电路与TTL电路有以下区别

  • 工作原理不同:CMOS电路由单极型场效应管构成,是电压控制器件;TTL电路由为双极型晶体管构成,是电流控制器件。

  • 速度不同:通常认为TTL电路速度更快,TTL电路传输延时大约为5~10ns;CMOS电路传输延迟大约为25~50ns。对于高速CMOS电路和TTL电路来说,则速度相差不大。

  • 功耗不同:TTL电路功耗大;CMOS电路功耗低。

  • 逻辑电平不同:COMS的逻辑电平范围比较大(3~18V),TTL只能在5V下工作,一般不能直接互联。

  • 噪声容限不同:TTL器件的噪声容限小;CMOS器件的噪声容限大,抗干扰能力更强。

常用电平标准参数:

逻辑电平

Vcc

Vih

Vil

Voh

Vol

TTL

5.0V

2.0V

0.8V

2.4V

0.5V

LVTTL

3.3V

2.0V

0.8V

2.4V

0.4V

LVTTL

2.5V

1.7V

0.7V

2.0V

0.2V

LVTTL

1.8V

1.17V

0.63V

1.35V

0.45V

CMOS

5.0V

3.5V

1.5V

4.45V

0.5V

LVCMOS

3.3V

2.0V

0.8V

2.4V

0.4V

LVCMOS

2.5V

1.7V

0.7V

2.0V

0.4V

LVCMOS

1.8V

1.17V

0.63V

1.35V

0.45V

LVDS

3.3V/5V

1.252V

1.249V

1.252V

1.249V

  • 1.8V/3.3V双向逻辑电平转换电路

2)请简述如下电路工作原理

【硬件电子】基础知识点学习记录_第13张图片

解析:图中Q1为NMOS增强型,Vgs>Vgsth时,MOS管开启。

  • 1.8V信号向3.3V信号传输时:

当A点为1.8V高电平时,Q1截止,B点被上拉至高电平;

当A点为0V低电平时,Q1导通,B点为低电平。

  • 3.3V信号向1.8V信号传输时:

当B点为3.3V高电平时,Q1截止,此时A点被上拉至高电平;

当B点为0V低电平时,A端受Q1内部寄生二极管的作用,电压下降,当下降至Q1管Vgs>Vgsth时,Q1导通,此时A点为低电平。

故此电路为1.8V/3.3V双向逻辑电平转换电路

关于逻辑电平转换电路,当仅需要单相电平转换时,可采用如下电路:

3.3V→1.8V时,可通过R1、R2分压进行转换。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第14张图片

1.8V→3.3V时,A端为高时,T2导通,T1截止,B端被上拉至高电平;A端为低时,T2截止,T1导通,B端为低电平。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第15张图片
  • 电阻、电感、电容的电路特性

3)请指出电阻、电感、电容在直流电路中的特性。

解析:

在直流稳态电路中,

电阻:耗能元件,电流通过时产生热量;

电感:等效为短路,阻抗无穷小;

电容:等效为开路,阻抗无穷大。

在交流电路中,电感、电容均为储能元件。

电容:

在u、i关联参考方向下有:

可以看出:只有当电容元件两端的电压发生变化时,才有电流通过。且电压变化率越大,电流越大。当电压不变(直流电压)时,电流为零。所以电容元件有隔直通交的作用,同时电容元件两端的电压不能跃变。

吸收的功率为:

则在t时刻,电容元件储存的电场能量为:

可以看出,电容元件在某时刻储存的电场能量只与该时刻电容元件的端电压有关。当电压增加时,电容元件从电源吸收能量,储存在电场中的能量增加,这个过程称为电容的充电过程。当电压减小时,电容元件向外释放电场能量,这个过程称为电容的放电过程。电容在充放电过程中并不消耗能量。

电感:

在u、i关联参考方向下有:

可以看出:只有当电感元件中的电流发生变化时,电感两端才有电压。且电流变化率越大,电压越大。当电流不变(直流电压)时,电压为零。所以电感元件在直流情况下相当于短路,同时电感元件中的电流不能跃变。

吸收的功率为:

则在t时刻,电感元件储存的电场能量为:

可以看出,电感元件在某时刻储存的磁场能量只与该时刻电感元件的电流有关。当电流增加时,电感元件从电源吸收能量,储存在磁场中的能量增加;当电流减小时,电感元件向外释放磁场能量。电感元件并不消耗能量。

4)放大电路中测试三极管管脚电压分别是7.5V、15.1V、14.8V,则这个三极管是( )

A NPN

B PNP

C 硅管

D 锗管

解析:本题考查的是晶体管类型判断。

晶体管有4种工作状态,分别是截止、放大、饱和、倒置。从电压关系看4种工作状态有:

放大状态:发射结正偏,集电结反偏;

饱和状态:发射结正偏,集电结正偏;

截止状态:发射结零偏或反偏,集电结反偏;

倒置状态:发射结反偏,集电结正偏。

在放大电路中,三极管工作于放大状态,即发射结正偏,集电结反偏,能满足这一条件的组合方式只有Vb=14.8V,Vc=7.5V,Ve=15.1V,即可以判断出这个三极管是PNP管,故B正确。

判断三极管是硅管还是锗管的常用方法是:对于PNP管来说,让该管工作在放大状态,测Veb电压(基极与发射极的电压),如果电压Veb=0.3V则是锗管,如果Veb=0.7V则是硅管。此处,Veb=0.3V,故D正确。

5)常见的整流电路有哪几种基本形式?

A 单相半波

B 全波

C 桥式

D 倍压整流电路

解析:本题考查整理电路类型。

本题ABCD四个选型皆是整理电路。

选项A单相半波整流电路:

单相半波整流电路及其波形图如图所示:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第16张图片

根据波形图可知,在一个工频周期内,只在正半周期间二极管导通,在负载上得到的输出电压是半个正弦波。负载上输出平均电压为:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第17张图片

其中,U2为输入电压u2的有效值,流过负载和二极管的平均电流为:

二极管所承受的最大反向电压:

选项B单相全波整流电路:

单相全波整流电路及其波形图如图所示:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第18张图片

根据波形图可知,在一个工频周期内,正半周期间二极管VD1导通,VD2截止,负半周期间二极管VD2导通,VD1截止。正、负半周期间均有电流流过负载RL,且电流方向一致,在RL上得到的输出电压是输入电压u2的绝对值,其平均值为:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第19张图片

与单相半波整流电路相比,其输出电压中的直流成分得到提高,脉冲成分降低。

流过负载的平均电流为:

流过每个二极管的平均电流为:

每个二极管所承受的最大反向电压:

选项C单相桥式整流电路:

单相桥式整流电路及其波形图如图所示:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第20张图片

在u2正半周,二极管VD1、VD3导通,VD2、VD4截止,在负载RL上得到u2的正半周;在u2负半周,二极管VD2、VD4导通,VD1、VD3截止,在负载RL上得到u2的负半周。在RL上正、负半周经过合成,得到的是同一个方向的单向脉动电压,可见,该电路的输出波形与单相全波整流电路的输出波形相似。

输出电压平均值为:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第21张图片

流过负载的平均电流为:

流过每个二极管的平均电流为:

每个二极管所承受的最大反向电压

选项D倍压整流电路:

倍压整流电路如图所示:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第22张图片

稳定时输出电压为:

设所有电容器两端初始电压为零,讨论u2第一个周期期间电路的工作过程。对交流市电,周期T2=20ms。

u2从零开始上升,则二极管VD1导通,u2对电容器C1充电,C1两端电压跟随u2变化,当u2变化到峰值附近,C1两端的电压达到最大并接近峰值U2m,当u2越过峰值后数值逐渐减小并进入负半周期,二极管VD1截止,由于VD2两端电压uc1-u2大于零,二极管VD2导通,电容器C2充电,同时C1放电,当u2变化到谷值附近,C2两端电压达到最大,同时C1两端的电压达到最小,当u2越过谷值后数值逐渐增大,二级管VD2截止,由于二级管VD3两端电压uc2+u2-u1大于零,二级管VD3导通,电容器C1、C3充电,同时C2放电,当u2恰好经过一个周期时,C1两端电压大于零,即经过一个周期T2的充放电,C1两端的剩余电压大于零。这样,经过一段时间,C1两端的电压达到稳定值,其他电容器两端的电压达到稳定值。由此可以看出,倍压整流电路中,二极管的耐压和电容的耐压均为。

倍压整流是从电容器两端输出,当负载较小时,电容放电快,故输出电压降低,且脉动成分加大,故倍压整流只适用于输出电压高、负载电流小的场合。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第23张图片

6)放大电路的负反馈是使

A 净输入量减小

B 输出量增大

C 放大倍数增大

D 频带变宽

解析:本题考查负反馈。

总结负反馈对放大电路性能的影响:

1.负反馈大幅度提高了增益稳定性

2.大幅度展宽通频带

3.减小非线性失真

4.减小反馈环内的干扰和噪声

5.改变输入电阻和输出电阻

故D正确。

反馈分为正反馈和负反馈两种。当输出信号发生某个方向的变化,此变化称为变化根源。变化根源回送到输入端后,会再次引起输出信号变化,此称为二次变化,如果二次变化与变化根源具有相同的方向,则属于正反馈。如果二次变化与变化根源具有相反的方向,则属于负反馈。简单来说,反馈使净输入信号量比没加反馈时减小就是负反馈;使净输入信号量比没加反馈时增加就是正反馈。故A正确,B错误。

负反馈放大电路的基本方程为:

式中,A为开环放大倍数,F为负反馈的反馈系数,AF为闭环放大系数。可以看出,闭环放大系数要小于开环放大系数,故放大倍数减小,故C错误。

且对上式进行求微分,同时用增量代替微分,可得到

可以看出,闭环放大系数AF的相对变化量仅为开环放大系数A的相对变化量的(1+AF)分之一。可见,引入负反馈后虽然放大倍数下降,但是提高了增益稳定性。

7)多级放大电路与组成它的各个单极放大电路相比,其通频带

A 变宽

B 变窄

C 不变

D 与各单极放大电路无关

解析:本题考查多级放大电路。

多级放大电路与单极放大电路相比,上限截至频率会下降,下限截至频率会上升,通频带会变小。B正确

8)关于有源滤波器的Q值表述正确的是()

A Q越大,衰减越慢

B Q越大,衰减越快

C Q越大,f0处幅度更平滑

D Q越小,f0处幅度更陡峭

解析:本题考查有源滤波器Q值。

定义品质因数Q为:特征频率处的增益的模,除以中频增益Am。描述了滤波器分离信号中相邻频率成分的能力。

Q值越大,说明对于中心频率的信号选择性越好,能将其他频段的信号快速衰减,衰减幅度较大,中心频率f0处幅度更陡峭;Q值越小,则除中心频率外的信号衰减幅度和速度较慢,f0处幅度更平缓。故B正确。

根据Q值不同,二阶高通滤波器可以分为:

Q=0.707,巴特沃斯型,通带最为平坦,且设计参数唯一。其特征频率等于截止频率。

Q>0.707,切比雪夫型,过渡带最为陡峭,但通带内有隆起。其特征频率大于截止频率。

Q<0.707,贝塞尔型,它具有最为平坦的群延时区间。

15)下图电路,开关闭合后,( )时间,OUT电压为2.7V

A 1ms

B 1.15ms

C 4.6ms

D 2.3ms

解析:本题考察一阶RC电路的零状态响应。

开关S闭合前电路处于零初始状态,即uc(0-)=0,在t=0时刻,开关S闭合,电路接入直流电压源Us,根据KVL有:

将uR=Ri,i=C·duC/dt代入,得电路微分方程

此方程为一阶线性非齐次方程。方程的解由特解uC’和对应的通解组成uC’’

uC=uC’+ uC’’

取开关闭合后,电路稳态时电容电压为特解,有,uC’=Us

通解为 :

t=0-时刻,有0=Us+A,求得A=-Us

【硬件电子】基础知识点学习记录_第24张图片

本题中,有:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第25张图片

因此,本题选D。

16)下图所示电路,假设光耦传输比CTR为50%,光耦二极管导通压降VF为1.4V,则当Vin为5V时,Vo电压为( )

【硬件电子】基础知识点学习记录_第26张图片

A 0.8V

B 3.3V

C 0V

D 0.4V

解析:本题考查光耦相关知识。

电流传输比:副边的输出电流(IO)与原边输入电流(IF)的百分比

CTR=IO/IF×100%

原边输入电流IF:IF=(Vin-VF)/R1=(5-1.4)/720=5mA

副边的输出电流IO:IO=IF*CTR=5*50%=2.5mA

Vo=3.3-R2* IO=3.3-1*2.5=0.8V,选A。

17)如下电子系统,输出信号与输入信号之间的关系是()

A Vout/Vin=1/A+β

B Vout/Vin=A/(1+A*β)

C Vout/Vin=A+1/(A*β)

D Vout/Vin=A+1/β

解析:本题考查的是反馈输入输出关系,较为简单。

E=Vin-β*Vout;Vout=E*A

上式联立,有Vout=A*(Vin-β*Vout)

整理可得:(1+ A*β)*Vout=A*Vin,故选B。

18)为了保证A/D转换的质量,在选型时应考虑( )(多选)

A A/D转换器需要的控制信号及时序关系

B 信号格式(差分/单端)

C 功耗,体积,成本

D 输入模拟信号标称频率

解析:本题考查AD转换选型的问题,正确答案为ABD。

A/D转换器选型时通常基于以下几个方面:

1)A/D转换器位数:从静态精度方面来说,要考虑输入信号的原始误差传递到输出所产生的误差,它是模拟信号数字化时产生误差的主要部分。量化误差与A/D转换器位数有关。一般把8位以下的A/D转换器归为低分辨率A/D转换器,9~12位的称为中分辨率转换器,13位以上的称为高分辨率转换器。

2)A/D转换器的转换速率:A/D转换器从启动转换到转换结束,输出稳定的数字量,需要一定的转换时间。转换时间的倒数就是每秒钟能完成的转换次数,称为转换速率。确定A/D转换器的转换速率时,应考虑系统的采样速率,根据采样定理和实际需要,一个周期的波形需采10个样点,例如,输入模拟信号标称频率为1KHz,则至少选用转换速率为10KHz的A/D转换器。故D正确

3)A/D转换器量程:A/D转换时需要的是双极性的,有时是单极性的。输入信号最小值有的从零开始,也有从非零开始的。故B正确

4)线性度:实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移。

5)接口方式:A/D器件接口的种类很多,有并行总线接口的,有SPI、I2C、1-Wire等串行总线接口的。它们在原理和精度上相同,但是控制方法和接口电路会有很大差异。在接口上的选择,主要决定于系统要求、以及开发者对于各种接口的熟练程度。故A正确

在实际应用时也对C选项进行考量,但题目是为保证转换质量,C在这里对信号转换质量不是最主要的影响因素,可以不考虑。

18)以下哪个现象不是由于信号在传输过程中的反射引起的

A 信号存在台阶

B 信号存在串扰

C 信号存在过冲

D 信号存在回勾

解析:本题考查串扰与反射的区别。

串扰:信号在传输线路上传输时,由于电磁耦合而对相邻的传输线产生影响,被干扰的信号表现为被注入一定的耦合电压和电流,这种现象就称为串扰。通常将产生干扰的信号线称为攻击线,被干扰的信号线称为受害线,串扰不是来自于外部的噪声,而是由内部传输线之间的电磁效应引起的。串扰不是由反射引起的,故本题选B。

反射:信号的反射和互连线的阻抗密切相关。实际上反射的最直接的原因就是互连线中阻抗发生了突然变化。只要互连线中存在阻抗不连续的点,该处就会发生反射。下图为几种反射引起的典型波形。过冲是振铃的一部分,故本题不选ACD。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第27张图片
【硬件电子】基础知识点学习记录_第28张图片
【硬件电子】基础知识点学习记录_第29张图片

19)正交调制中IQ两路LO相位差是

A 90°

B 180°

C 270°

D 0°

解析:本题考查正交调制相关内容。

I/Q调制使用了两个载波,一个是同相(I,in-phase)分量,另一个是正交 (Q,quadrature) 分量,两者之间有90°的相移,类比于矢量坐标系中的实部与虚部。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第30张图片

IQ矢量坐标系

IQ调制器具有三个比较关键的性能指标:

(1) 整个带宽内的频率响应;

(2) 两个支路间的幅频响应对称性;

(3) 两路 LO 信号的正交性,正交性即相位差为90°,A选项正确。

16、在选择功率二极管时,是根据( )来确定二极管的。

A 平均电流 B 有效电流

C 最大电流 D 通态平均电流

解析:功率二极管参数

二极管的题目我们遇到了几次,达尔闻之前对二极管也做了普及视频,这里就不在给大家介绍二极管的原理了。

功率二极管是二极管的最常见的用法,利用他的导电性,可以在于电路中的整流,钳位,续流等。在外围电路中,还可以用来防反接的作用,防止电流反灌造成器件的损坏。

功率二极管的应用:

◇ 工频应用:整流

◇ 开速开关应用:开关电源、不间断电源、交流电动机

◇ 逆变电路:与晶闸管、GTO、GCT和IGBT等器件反并联续流用

在选择功率二极管时,通常可以遵循下面的原则:

1)要求导通电压低时选锗管;要求反向电流小时选硅管;

2)要求导通电流大时选面结合型;要求工作频率高时选点接触型;

3)要求反向击穿电压高时选硅管;

4)要求耐高温时选硅管。

两个主要参数基本可以确定选择二极管的类型:最大整流电流和最高反向工作电压

最大整流电流,或称为额定整流电流,是指二极管长期工作时,允许通过的最大正向电流值。电流通过二极管时要发热,电流大时,二极管的发热量大,当发热超过允许限度时,就会烧坏二极管的PN结。因此在选择管子时 ,应当使它的最大整流电流稍大于电路中的实际工作电流。例如常用的IN4001-4007型,允许通过的最大整流电流是5A,因此在电路中使用时,电路中的电流只能小于5A。

对于大功率的二极管,为了降低它的温度,以提高最大整流电流,要在它的电极上装散热片。

最大反向电压:是指长期工作时,允许加到二极管上的反向电压,若加上二极管的反向电压超过这个值,二极管就有反向击穿的危险。

所以,在选择功率二极管时,是根据最大整流电流和最大反向电压来确定二极管的,因此本题答案选择C。

一般选择二极管的步骤:

1)根据电源规格,计算所选二极管的稳态参数:

-反向阻断电压最大值

-最大的正向电流值

2)从厂商的datasheet中选择合适的二极管,可多选一些以便实验时比较;

3)从所选二极管的其他参数,如正向通态压降,反向恢复时间等,估算其工作时的最大损耗

4)由实验选择最终的二极管

17、电路如下图所示,Z1和Z2的稳压值分别是12V和8V,则Vout为( )

【硬件电子】基础知识点学习记录_第31张图片

A 8V

B 12

C 0.7V

D -0.7V

解析:这道题考察了二极管相关的知识,看似简单但是有一定的陷阱。

首先从符号上来看,Z1、Z2两个二极管都是稳压二极管,Z1与输出端正向并联,Z2与输出端反向并联。稳压二极管的工作原理与普通的二极管有很大的不同。下图为二极管的伏安特性曲线,无论是日常使用的整流二极管、肖特基二极管还是发光二极管,它们都是工作在正向导通区域,利用了二极管“正向导通,反向截止”的特性,导通电压从0.1V-0.7V不等。而稳压二极管则工作在反向击穿区,利用其反向击穿区内电流增大而电压近似不变的特性对电路进行稳压,因此在接入电路时,通常使用Z2的接法,使其反向击穿。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第32张图片

所以有的同学一看到稳压管接法,再看到稳压值,就会立即选出8V的答案。实际上这就落入陷阱了,因为Z1正向接入了电路,在Z2反向击穿稳压之前,Z1就已经正向导通了,此时Vout就是0.7V(所以本题答案为C),V2不会进入反向击穿区,也就不可能发挥稳压的作用了。为了验证这一推导,可以使用仿真软件搭建电路进行测试,电路模型如下图所示。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第33张图片
【硬件电子】基础知识点学习记录_第34张图片

可以看到,在第一张图中,探针VF2所在的电路接入了稳压二极管Z3,稳压管工作,此时电压稳定在6.05V。而在第二张图中,探针VF1所在的电路即是题目中的电路,此时可以看到电压表的读数为792.55mV,近似可以认为是0.7V,即二极管正向导通压降,验证了Z2导通的事实。

上面解析中的电路仿真文件分享给大家,感兴趣的同学可以下载仿真。在“达尔闻说”微信回复:稳压管,获取。

18、使用一个小电阻对电流进行采样的应用非常广泛,下图中是典型的电流采样电阻的PCB连接方法,从电阻的下方引出差分线作采样,这种方法主要是为了减小PCB寄生( )

【硬件电子】基础知识点学习记录_第35张图片

A 电阻

B 电感

C 电容

D 传输线

解析:本题考查开尔文连接的相关知识。

使用采样电阻进行电流检测的原理非常简单:检流电阻的阻值非常小,大电流流经检流电阻时会在电阻上产生压降,将检流电阻上产生的电压进行放大后就可知道流过检流电阻的电流。由于检流电阻阻值非常小,layout时如果稍有不当,布线时产生的寄生电阻流过电流产生的电压就会大于检流电阻产生的电压,有效信号就会被噪声干扰。因此需要采用题目中所示的连接方法,减少寄生电阻的同时用差分采样差分放大的方式抑制共模电压。

因此选A,电阻。

1)8086CPU的字长是( )。

A 32位 B 16位

C 64位 D 8位

解析:本题答案为B,比较简单。

字是用于表示其自然的数据单位的术语,是用来表示一次性处理事务的固定长度。一个字的位数,即字长,字长是根据处理器特性决定的。8086是英特尔推出的16位微处理器,一次性能处理16位数据,因此它的字长就是16位,选B。

对于现在日常使用的微控制器来说,它们对应的字长也可以按照如上方法得到。以STM32为例,作为32位微处理器,能够一次性处理32bit的数据,因此它的字长为32位。

2)用稳压二极管实现的稳压电路,其正确接法是( )。

A 限流电阻与稳压管串联后,负载电阻再与稳压管串联

B 稳压管与负载电阻并联

C 限流电阻与稳压管串联后,负载电阻再与稳压管并联

D 稳压管与负载电阻串联

解析:本题答案为C。

首先复习一下稳压管的特性。和整流二极管、肖特基二极管、快恢复二极管、发光二极管等其他常用二极管不同,稳压二极管主要工作在其伏安特性曲线的反向击穿区。当工作在反向击穿区时,即使流过稳压管的电流变化很大,稳压管两端的电压变化量很小,从而使稳压管两端电压稳定,达到稳压效果。

既然稳压管两端电压可以保持稳定,为了使负载电压稳定,通常将负载电阻并联在稳压管两端。使用限流电阻R是为了让稳压管工作在反向击穿状态。R太大,会使流入稳压管的电流太小,无法使稳压管反向击穿;R太小,会使流入稳压管的电流太大,烧毁稳压管。因为是限流电阻,所以应与稳压管串联,所以选C。具体的稳压管知识与相应工作电路的定量分析,可以翻阅康华光老师《电子技术基础 模拟部分》第六版P74-P77.

关于稳压管,达尔闻之前解析过比较反常规的题目,难度不大,但容易出错。在面对涉及到稳压管的题目时,应看清电路结构和题目要求来寻找答案。之前解析的:关于稳压二极管的坑,你一定要知道

3)传输线的损耗主要有介质损耗、导体损耗、辐射损耗。介质损耗主要由趋肤效应引起的。( )

A 错误 B 正确

解析:本题答案为A。

传输线损耗主要分为以下几个部分:导体损耗、介质损耗、相邻耦合损耗、反射损耗、辐射损耗。

对于介质损耗,其产生机理为介质极化过程中产生的能量损耗(构成板材的波纤和树脂等绝缘材料介质中的带电粒子被束缚在分子中,外加电场会使其产生微观位移,使介质中的偶极子随电场方向规则排列,这种现象称为介质极化),因此答案为A。

而趋肤效应是指高频电流流过导体时,电流会趋向导体的表面分布,频率越高,靠近导体表面的电流密度越大。趋肤效应使得导体过流面积减小,从而交流电阻增大,使得导体损耗增加。趋肤效应主要是增加导体损耗

对于辐射损耗,是因为高频信号以电磁波的形式向外辐射信号能量,从而产生辐射损耗。

4)引起组合逻辑电路发生竞争冒险的原因是:

A 电路延时 B 信号串扰

C 逻辑关系错误 D 电源波动

解析:本题答案为A

首先明确竞争与竞争-冒险的具体含义:

竞争:门电路两个输入信号同时向相反的逻辑电平跳变

竞争-冒险:由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲的现象。

下图为拍摄自阎石老师《数字电子技术》(第五版)的图片。可以看到,对于逻辑信号A、B,如果按照实线所示的时序进行逻辑跳变,电路中发生逻辑变化的延时,那么由于信号变化的时间差异,逻辑门输出就会产生一个尖峰脉冲。这张图很好的解释了为什么会出现竞争-冒险,因此答案选A。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第36张图片

竞争-冒险示意图

需要多说一点,竞争现象不一定都会产生尖峰脉冲。如上图所示,如果在与门中A信号按照虚线时序进行跳变,则依然会出现竞争。但在B上升到1时,A早已跳变为0,与门输出为0,而不会出现一个1的尖峰脉冲。

很明显,竞争-冒险所产生的尖峰脉冲会使负载电路误动作,对设计来说非常危险,应避免竞争-冒险现象产生。常用的消除竞争-冒险方法有以下几条:1.接入滤波电容 2.引入选通脉冲 3.修改逻辑设计。

对于竞争-冒险相关的知识,各位读者可以翻阅阎石老师《数字电子技术》(第五版)P200-P205 进行更为深入的了解。

5)1550nm通信波长位于()。

A c波段 B u波段 C L波段 D s波段

解析:本题答案为A。

对于非通信专业的求职者,这是一道迷惑性很强的题目。在无线电通信与光纤通信中,都会对通信波段进行划分,也都存在着c波段、u波段、L波段、s波段,但是划分标准不一样。对于无线电通信来说,通信波段的划分标准如下图所示

【硬件电子】基础知识点学习记录_第37张图片

无线电通信波段划分

如果把题目中的信号认为是无线电,根据(c为光速,为波长),可以得到其频率为193548.38GHz,这远远超出了无线电波段划分的范围。而对于光纤通信,其波段划分的标准如下图所示

【硬件电子】基础知识点学习记录_第38张图片

光纤通信波段划分

很明显,如果按照光纤通信的标准,1550nm通信波长应归入C波段,答案为A。

6)I2C快速模式下的最高速率是多少?

A 1Mbps B 400Kbps

C 3.4Mbps D 100Kbps

解析:本题答案为B

I2C作为常用的通信总线,经常出现在各种笔试题中。I2C使用两条线进行通信:数据线SDA,时钟线SCL,这两条线都是开漏输出,因此使用时都需要加上拉电阻来输出高电平。一个I2C总线上可以外挂多个地址不同的设备。

I2C的总线速度通常有三个模式可以选择:标准模式下最高100kbit/s,快速模式下最高400kbit/s,高速模式下最高3.4Mbit/s。题目中给出的bps代表的是bit per second,也就是每秒钟传输的数据位数,和bit/s意义相同,因此答案选B。

除此之外,关于I2C的考点还有起始条件、停止条件与具体通信数据的判读。关于这些知识,将在后续遇到相关题目的时候予以解析,有兴趣的读者也可以自行查阅相关资料进行了解。

7)如果处理器的外部数据总线宽度是64位,那么它是64位处理器。

A 错误 B 正确

解析:本题答案为A

处理器的位宽指的是处理器指令集一次能处理的数据位数,64位处理器一次能处理64位数据。数据总线的宽度决定了处理器一次能处理的数据位数,也确定了处理器的位数。处理器内部的运算器在处理数据时是通过内部数据总线从寄存器中读取数据,因此内部数据总线的宽度等于处理器位数。

外部数据总线是处理器与片外进行数据交互的通道,无法直接将数据送给运算器进行处理,因此外部数据总线宽度与处理器位数无关,答案选A。

8)某单板需要1.5V电源,预计功耗0.9W,采用1.8V输入的线性电源设计(最大输出电流2A),请问电源模块转换效率是多少?

A 0.6 B 0.5

C 0.83 D 0.25

9)采用线性电源从3.3V降压到1.5V,如果1.5V的实测电流为0.5A;用于该部分的3.3V的实测电流可能为:

A 0.4A B 0.28A C 0.5A D 0.23A

解析:第8题答案为C,第9题答案为C

线性稳压器以及其中比较特殊的LDO(低压差线性稳压器)是老生常谈的话题,笔试面试总是绕不开的。线性稳压器的工作原理和电阻串联分压类似,线性调整管和负载串联,通过改变调整管的导通情况来改变它的阻值,进而改变负载分得的电压。输入功率和输出功率的差值全部作为热损耗被稳压器耗散。

传统的线性稳压器有一个非常大的缺点:调整管的最小压降太大。以TI的LM7805为例,规格书中标称的压差为2V(结温25度,Io为1A时),说明只有在Vin比Vo高2V以上时才能进行稳压,否则无法达到稳压的效果。这限制了它的应用场合,所以产生了LDO。以TI的LM2940为例,结温25度,Io为1A时的压差典型值0.5V,最大值0.8V;结温25度,Io为0.1A时的压差典型值110mV,最大值150mV。可以看出LDO的压差要远比传统线性稳压器小得多,使得它的输入端电压可以尽可能的接近负载电压,扩展了应用场合。一个典型LDO的内部框图如下图所示:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第39张图片

LM2940内部框图(节选自TI规格书)

从上面的框图可以看出,除了流过调整管的负载电流外,线性稳压器内部还有带隙基准源和内部控制模块等电路会从输入端吸取电流,这部分电流在规格书中一般标称为静态电流Iq或是地脚电流Ignd。输入电流等于输出电流加静态电流。因此,线性稳压器的损耗公式大致如下:

线性稳压器损耗公式

当静态电流远小于负载电流时,静态电流引起的损耗可以忽略不计,此时由于输入电流等于输出电流,转换效率的计算也非常简单,就是输出电压比上输入电压。在8、9两道题中,都没有给出静态电流的具体数值,因此分析比较简单:第8题中效率为1.5/1.8=0.83,第9题中输入电流等于输出电流加静态电流,而静态电流的数值一般为几百微安到几十毫安(参考了LM7805、LM2940、TLV70212、TLV76701四种线性稳压器的规格书),所以实测输入电流可能在0.5A-0.6A以内,题目中符合条件的只有0.5A一个选项,因此选C

多说一点关于线性稳压器的知识。线性稳压器的常见优点主要有两点:简单易用、输出电压纹波小。大部分线性稳压器只要外围接上输入输出电容即可使用,部分输出可调的器件再加上电阻分压网络,比起buck复杂的元件选型和layout注意事项来说非常简单;由于输出电容没有周期性的充放电,输出电压纹波也较小,PSRR(纹波抑制比)也比buck要好。

线性稳压器的常见缺点也主要有两点:输入输出压差大时效率低、重载温升大。第一个缺点很好理解(效率大致等于输出电压除以输入电压),第二个缺点是因为输入功率和输出功率的差全部变成稳压器的热损耗耗散出去,加上封装热阻限制,导致在重载情况下温升较大,这就要求在设计阶段详细计算温升,避免烧坏稳压器或是令其进入热保护(一些LDO自带热保护功能,结温过高时会关断输出)。另外,一些比较古老的线性稳压器对输出电容的ESR大小也有要求,以满足环路稳定的需要。

借助解析这两道题目,稍微提及一些关于线性稳压器的基本知识。关于线性稳压器和LDO更加详细的知识,各位读者可以阅读原厂编写的规格书、应用文档与开源课程(比如ADI的电源大师课)进行更加深入的了解。

10)当稳压管在正常稳压工作时,其两端施加的外部电压的特点为()

A 反向偏置且被击穿 B 正向偏置但不击穿

C 正向偏置且被击穿 D 反向偏置但不击穿

解析:本题答案为A

又见到了熟悉的稳压管,其正常应用时的工作情况分析在上周的解析中已经比较详细的分析过,这里再次复习一下。和常用的其他种类二极管(肖特基二极管,快恢复二极管,整流二极管等等)不同,稳压管工作在二极管工作特性的反向击穿区。在反向击穿区时,即使流过稳压管的电流有较大变化,稳压管两端的电压变化量较小,近似不变。利用这一特性,稳压管才能实现稳压的功能,因此选A。

稳压管作为二极管的一种,同样也具有普通二极管一样的正向偏置特性。下图为一个二极管的典型伏安特性曲线。当稳压管正向导通时具有一定的管压降,这在之前解析那道反常规稳压管题目的仿真中已有所体现。如果正向偏置且被击穿,稳压管也会损坏。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第40张图片

二极管伏安特性曲线

而当反向偏置且未击穿时,可以从上图中看到,随着反向电流的增大,稳压管两端的电压会出现非常明显的变化,无法起到稳压效果。

11) 下面对MOS晶体管描述错误的是:

A MOS晶体管处于截止区时,且DS级阻抗呈低阻抗

B MOS晶体管处于饱和区时,其DS级阻抗呈低阻抗

C NMOS晶体管处于三极管区时,其DS级阻抗随着Vgs电压变大而减小

D MOS晶体管存在饱和区、截止区和三极管区

解析:本题答案为A

本题考察MOSFET伏安特性曲线的相关知识。MOSFET的工作原理简单来说就是通过外加合适的栅源电压Vgs,使得在漏极和源极之间产生一条导电沟道,从而使器件导通。MOSFET和三极管类似,伏安特性曲线也被划分为三个区域:截止区、饱和区、可变电阻区(此处以康华光老师的模拟电子技术教材为准,三极管区这个说法没有找到恰当的解释,如有读者了解三极管区名称的由来欢迎在评论区分享)。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第41张图片

当Vgs小于门槛电压Vgsth时,导电沟道未形成,id=0,此时MOSFET截止,对应区域为截止区。当Vgs>Vgsth,但vds<(Vgs-Vgsth)时,导电沟通已产生但没有完全形成,沟道厚度不均匀,随着Vds的增大,id也在增大,此时曲线类似一个电阻的特性,且Vgs不同会使曲线的斜率不同,所以称为可变电阻区。当Vgs>Vgsth,且vds>(Vgs-Vgsth)时,导电沟道完全形成,id不再随Vds的增大而增大,此时MOSFET进入饱和区。

根据上面的分析,MOSFET处于截止区时,没有电流通过,DS极应为高阻抗,所以A选项错误。当进入饱和区时,因为导电沟道完全形成,所以此时DS极呈现低阻抗,B选项正确。对于C选项,来看下面一张N沟道增强型MOSFET在不同Vgs时的伏安特性曲线图

【硬件电子】基础知识点学习记录_第42张图片

N沟道增强型MOS管不同Vgs时的伏安特性曲线图(截自康华光《电子技术基础 模拟部分》(第六版))

可以看出,Vgs不同时可变电阻区曲线的斜率不同。Vgs越大,dv/di的值越小,说明DS级的阻抗越小,C选项正确。D选项根据开头的分析也是正确的。

12)相啮合的标准齿轮,小轮的齿根厚度与大轮的齿根厚度相比( )

A 大轮齿根厚度大 B 小轮齿根厚度大

C 相等

解析:本题答案为C

这是一道非常奇葩的题目,考察机械相关的知识。相互啮合的标准齿轮齿厚等于 mπ/2,m为模数,且是标准值,所以两者一样,答案为C。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第43张图片

13)EEPROM可以通过电信号编程,只能用紫外线擦除。

A 错误 B 正确

解析:本题答案为A

本题考察了存储器相关的知识。EEPROM的全称是“电可擦除存储器”,在一些单片机开发板上常见的例如AT24C02之类的存储芯片都是EEPROM。EEPROM使用电信号进行数据擦除与写入,克服了上一代产品擦除操作复杂,擦除速度很慢的缺点。因此“只能用紫外线擦除”明显是错误的,答案选A。

有一种存储器确实是电信号编程,用紫外线擦除的,那就是EEPROM的上一代产品可编程只读存储器(EPROM)。EPROM使用专门的编程器进行数据写入,将要写入的数据装入编程器中然后启动编程程序。当需要擦除数据时,将EPROM装入擦除器,擦除器中产生一定强度的紫外线进行照射,照射一段时间后即可将数据擦除。但是显而易见,EPROM擦除操作复杂,擦除速度很慢。

而针对EEPROM,工程师们又发明了具有更多优点的下一代存储器:快闪存储器(Flash)。关于存储器的更多知识,各位读者可以翻阅阎石老师编写的《数字电子技术基础》(第五版)P355-P382进行更为深入的了解。

14)戴维南定理是指任何一个有源二端网络N,都可以用一个等效电压源开路电压和内阻R0串联来代替。

A 错误 B 正确

解析:本题答案为B

本题考察了电路定理的知识。在邱关源老师编写的《电路》(第五版)中,对于戴维南定理(书中称为戴维宁定理,音译名称有区别,但为同一个定理)的解释为:一个含独立电源、线性电阻和受控源的一端口,对外电路来说,可以用一个电压源和电阻的串联组合等效置换,此电压源的激励电压等于一端口的开路电压,电阻等于一端口内全部独立电源置零后的输入电阻。简单来说,戴维南定理就是说任何一个有源二端口网络可以等效为一个理想电压源和一个电阻的串联组合。对应的电路等效模型如下图所示。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第44张图片

戴维南与诺顿等效电路模型(截自邱关源《电路》(第五版))

上图中,(a)为实际电路,(b)为虚线框中的有源二端口网络的戴维南等效电路,(c)为诺顿等效电路。从上述电路等效模型和定义中可以得出,题目给出的描述的正确的,答案选B。

而和戴维南定理存在对偶关系的诺顿定理,可以简单的概括为任何一个有源二端口网络可以等效为一个理想电流源和一个电阻的并联组合,如上图的(c)电路所示。

基本电路定理与分析也是各大硬件厂商笔试考察的重点之一,由于初次学习的时间较早(一般为大一大二时期)且平常做项目的时候应用较少,对相关内容的遗忘会比模电数电电力电子等科目要多,因此需要在复习时重视起来。以邱关源老师的《电路》(第五版)为例,第二章“电阻电路的等效变换”,第三章“电阻电路的一般分析”,第四章“电路定理”,第六章“储能元件”,第七章“一阶电路和二阶电路的时域分析”,第九章“正弦稳态电路的分析”以及第十章“含有耦合电感的电路”都曾出现在笔试的考题中,所以在准备笔试时也需要花一点精力回顾电路课本中的知识。

15)10M以太网如果使用双绞线,至少需要三类线,而100M以太网至少需要五类线。

A 错误 B 正确

解析:本题答案为B

这一题考察的是以太网相关的知识。首先了解一下双绞线、三类线和五类线到底是什么。双绞线采用了一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外界电磁波干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起,可以降低信号干扰的程度,每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消。双绞线中按照是否有屏蔽层又分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。

三类线和五类线都是双绞线中的类型。三类线的传输频率为16MHz,最高传输速率为10Mbps,主要应用于10Mbit/s的以太网(10BASE-T);五类线增加了绕线密度,最高频率带宽为100MHz,最高传输速率为100Mbps,主要用于100BASE-T的以太网,传输速率为100Mbit/s。因此题目描述是正确的,选B。

在以太网相关设计中,还经常看到10BASE-T、100BASE-T等术语,这些都是不同时期的以太网标准。10/100/1000等数字表示网线设计的频率;BASE是baseband的缩写,指的是基带,表示没有使用频分复用或者其它频率转换技术,每一个信号在一个单一频率上完全控制线缆;数字T代表承载信号的物理介质是双绞线。

1)有个放大电路对电压信号进行放大,当输出端开路时输出电压是5v,接入1k负载之后,输出下降为4v,输出电阻是( )

A 0.5K B 0.25K

C 1K D4K

解析:本题答案为B。

本题考察电阻串并联与输出电阻的知识。题干表达的信息如下图所示。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第45张图片

因为放大电路对电压信号进行放大且把输出电阻独立出来,因此可以把放大电路的输出部分等效为一个无内阻的理想电压源,输出电阻与等效理想电压源串联。当输出端开路时,输出电压的值就是等效的理想电压源的值,为5V。

接入了1K负载后,知道了等效理想电压源的值,知道负载电阻值,知道了负载端电压值,又知道了电阻连接形式,可以直接用电阻串并联分析的方法求出输出电阻Ro。

4Ro+4K=5K, R0=0.25K,答案为B

针对基本电路原理的考察,在此前解析过的硬件题目中已经出现过戴维南定理和最大功率传输定理的题目,电路基本定理仍是备受关注的基础知识考点,在复习时也应分配部分精力温习一下电路原理的知识。

在调试时,将断点设置在错误的位置

2)万用表测得放大电路中某三极管各极电压分别是2.2v,5v,1.5v,则三个电极和类型是( )

A (B、C、E)、NPN

B (C、B、E)、NPN

C (E、C、B)、NPN

D (B、C、E)、PNP

E (C、B、E)、PNP

F (E、C、B)、PNP

解析:本题答案为A

本题考察三极管类型与对应引脚判断。对于工作在放大电路中的三极管来说,首先要找到直流压差为0.7V的两个电压值,在本题中即为2.2V、1.5V。这两个电压所对应的引脚则可能为BE(NPN)或CB(PNP)。再来看第三个电压值,第三个电压为5V,高于另外两个电压值,则该三极管不可能为PNP管(如果是PNP管,B极电压为1.5V,则E极电压不可能高于1.5V)。综上所述,该三极管为NPN管,对应引脚分别为B、C、E,答案为A。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第46张图片

当第一次启动单元测试

3)在

LC串联谐振电路呈( )

A 感性 B 阻性 C容性

解析:本题答案为A

本题考察LC串联谐振电路的相关知识。LC串联谐振本质上也可以理解为一个选频电路,在谐振频率点处,整体阻抗最低,通过的电流最大,传递的能量最大。由于电感的阻抗公式为jwL,电容的阻抗公式为1/jwC,假设谐振频率为wo,在全频带可以做如下分析:

在wwo时,随着频率的升高,电感阻抗升高而电容阻抗降低,电感阻抗在此时起主导作用。因此答案选A。

这一题的分析在实际应用中也非常有意义,最典型的一个例子就是MLCC(多层陶瓷电容)在开关电源中的应用。下图为一个MLCC的阻抗曲线,在小于自谐振频率时阻抗下降,高于自谐振频率时阻抗上升,符合上面的分析。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第47张图片

图上可得自谐振频率在1MHz-3MHz之间,包含了DCDC的开关频率范围(车载DCDC为了EMI测试的要求经常会把开关频率设定到2MHz-2.2MHz之间),此时需要检查电容是否还能够提供足够的容值。如不能,则会引起环路振荡问题或是纹波过大的问题。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第48张图片

产品还没测试直接投入生产时

4)半导体三极管的特点是( )

A 输入电流控制输出电流

B 输入电压控制输出电流

C 输入电流控制输出电压

D 输入电压控制输出电压

解析:本题答案为A。

本题考察三极管的特性。三极管最常用的一个公式就是Ib=βIc,为放大系数,通过基极电流控制集电极电流的大小。因此答案为A。

另外一个常用的器件MOSFET,则是通过控制栅源电压Vgs,当Vgs>Vgsth时,产生导电沟道,使电流通过,因此属于输入电压控制输出电流的器件。

5)dBm是什么单位?

A 电压 B 带宽

C 功率 D 增益

解析:本题答案为C。

dBm:分贝毫瓦,表示绝对功率的量,是通信中常用单位。之所以要用dBm 做单位,一是通信中的无线信号衰减不是线性的,而是成对数关系;二是计算方便,用分贝表述功率更加方便也容易计算。

那么dBm和功率之间的关系是什么呢?这个基础公式必须要记下来:

0dBm=1mW,+10dBm=10mW,-10dBm=100uW

带宽指的是一段频率范围,单位应为Hz。dB是一个无量纲的单位,常通过对于电压增益(输出电压比输入电压,Vo/Vin)进行对数运算得出,因此可以作为增益的单位。

6)对于基本积分电路,当输入波形为方波,输出波形为( )

A 正弦波 B 正负脉冲波

C 相位相反的方波 D锯齿波或三角波

解析:积分电路的工作原理

最基本的积分电路就是RC组成的,如下图:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第49张图片

现在Vi 输入方波,求Vo的输出波形。当RC (τ)数值与输入方波宽度tW之间满足:τ>>tW (一般至少为10倍以上),这种电路称为积分电路。

在电容C两端(输出端)得到锯齿波电压,如图所示:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第50张图片

1) t=t1 时,Vi由0->Vm,因为电容两端的电压不能突变,所以此时Vo=Vc=0;

2) t1>tw, 电容充电非常缓慢。

3) t=t2 时,VI由Vm→0,相当于输入端被短路,电容原先充有左正右负电压VI(VI>tW,即充电时间很长,使得充电电压未来得及充到Vm最大电压,就开始放电了)经R缓慢放电,VO(VC)按指数规律下降。

这样,输出信号就是锯齿波,近似为三角形波,τ>>tW是本电路必要条件,因为在方波到来期间,电容只是缓慢充电,VC还未上升到Vm时,方波就消失,电容开始放电,以免电容电压出现一个稳定电压值,而且τ越大,锯齿波越接近三角波。输出波形是对输入波形积分运算的结果,是突出输入信号的直流及缓变分量,降低输入信号的变化量。因此本题为D。

7)在波特图中,上限截止频率fH频率点外,电压增益比中频区增益下降了3dB,亦即在该频点处的输出电压是中频区输出电压的()倍

解析:本题答案为B。

该题考察频率响应相关知识。首先明确dB的得到过程,通过对数运算:20lg(Vo/Vin)(lg为以10为底的对数),得到dB的数值。再看波特图,对于中频区而言增益非常平缓,近似不变,此范围内的信号都能得到很好的放大与响应,而在fH频点,下降的3dB通过下面对数计算可以得到fH输出电压与中频区输出电压的关系。设中频区输出电压数值为Vo1,fH时输出电压数值为Vo2,则有下面的计算过程:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第51张图片

如计算过程所示,答案为B。对于对数计算方法不是很明了的同学,建议通过百度进行深入学习。

8)三态门有( )、( )、( )三种状态

解析:所谓的三态门的意思,就是包含三种状态:高电平、低电平、高阻态(断路),前两种为工作状态,后一种状态可以让pin脚对外呈现高的输出阻抗,对所接的后极电路无影响。

9)有符号的十六进制整数0xDA用2进制表示为( ),换成10进制数为( )

解析:考查进制间转换:有符号数是如何表示的;有符号的10进制数范围。

0xDA转换为2进制为:11011010,有符号的话,从左到右第一位是符号位,1表示负,0表示正。因此0xDA二进制第一位是1,表示为负数。如果转换成十进制,先取反再求补码,求补码对应的十进制值。

符号位不变,其余位取反,则为:10100101

反码加1的补码,则为:10100110

0100110对应的十进制数为38,加上符号位则原码表示的十进制数为-38。

31) 以下哪些方式可以有效抑制PCB上的串扰

A 相邻层采用正交走线

B 采用介电常数比较高的板材

C 在连接器管脚定义中,设计足够的GND PIN,避免多个PIN共用回流引脚

D 增加信号线之间的间距并使并行长度尽量短

解析:本题答案为ACD

串扰是指如下所描述的现象:当PCB上走线间距较近时,一条线上进行信号传输时,会在邻近走线上引起噪声。串扰对于信号的影响表现在边沿抖动和幅度上的噪声。被影响信号的上升沿会被向后推迟或是产生畸变,而在两信号相位差较大时,被影响信号的幅度上会叠加一个串扰噪声。由于互相干扰的信号之间相位关系具有随机性,因此串扰产生的两个方面影响会同时表现出来。

串扰的实质其实是间距较近的走线间的能量传递,那么为了有效抑制串扰,应减小相邻走线间的能量耦合与传递。最常用也是最重要的解决方法就是增加信号线之间的间距并且缩短并行长度,D正确。根据右手螺旋定理,平行走线(两根信号线平行)通过电流时会产生相同方向的磁场,这两个磁场耦合程度非常大,会相互作用产生干扰,而垂直走线(两根信号线互相垂直)则会使螺旋磁场的耦合程度降到最低,抑制能量的耦合,A正确。所有的信号都会回流到板上的等电位点(GND),如果多个pin共用回流引脚就说明多个信号流入同一个pin,也会导致信号间的串扰,C正确。

偶然看到自己多年前画的Layout

介电常数本身不能减小串扰,但是为了阻抗控制,使用小介电常数的板材时,必须减小层叠的厚度,而串扰对层叠厚度很敏感,因此间接地减小了串扰。因此B选项错误。

关于串扰的成因、影响与更多解决方案,可以参考文末链接中给出的博客内容进行深入学习。

32) 以下说法正确的是()

A 192.168.10.100:255.255.0.0和192.168.11.100:255.255.0.0属于同一网段

B telnet程序常用于传输文件

C ping 程序可以检查网络连接情况

D 各种网络在物理层互连时,要求数据传输速率和链路层协议都相同

解析:本题答案为AC

本题考察计算机网络相关知识。A选项中,将掩码换算成二进制,可得11111111 11111111 00000000 00000000,前16位相同,因此属于同一网段,A选项正确。ping (Packet Internet Groper)是一种因特网包探索器,用于测试网络连接量的程序,ping用于确定本地主机是否能与另一台主机成功交换(发送与接收)数据包,再根据返回的信息,就可以推断TCP/IP参数是否设置正确,以及运行是否正常、网络是否通畅等,C选项正确。

Telnet协议是TCP/IP协议族中的一员,是Internet远程登录服务的标准协议和主要方式。它为用户提供了在本地计算机上完成远程主机工作的能力,是用来进行远程登录的程序,B选项错误。网络在物理层互联时,数据传输速率和链路层协议不一定相同,一个比较简单的例子是入户的光纤宽带和家中使用的wifi,它们通过路由器在物理层互连,但是数据传输速率和链路协议是不同的,D错误。

33) 从功能上划分,8086CPU可以分成哪两个部分:

A EU

B BIU

C 通用寄存器

D ALU

E 段寄存器

解析:本题答案为AB

本题考察微机原理中8086 CPU部分的知识。从功能划分上看,8086 CPU可以分为总线接口部件(BIU)和执行部件(EU)两部分。BIU负责完成微处理器内部与外部(内存储器与IO端口)的信息传送,即负责取指令和存取数据。EU的功能就是负责指令的执行。BIU和EU按流水线技术原则协调工作,共同完成所要求的信息处理任务。因此答案为AB。

D选项的ALU,全名为算术逻辑单元。ALU和寄存器组、状态寄存器共同构成了CPU中的运算器。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第52张图片

不小心把VDD和VSS PIN接到了一起

34) 以下关于ADC的说法正确的有:

A ADC是数模混合器件,在应用时要注意数字与模拟电源与地的处理

B 逐次逼近型ADC的实现电路中通常包含有DAC

C ADC的基准电压稳定性对精度影响很大

D ADC用于将模拟信号转换为数字信号

E ADC的精度取决于其位数,因此12位比10位的精度高

解析:本题答案为ABCD

ADC是把模拟信号转换成数字信号,因此D正确。因为同时存在模拟部分的电路和数字部分的电路。模拟信号易受到数字信号的干扰,且模拟电源的质量要求较高,因此要注意模拟电源、数字电源与模拟地数字地的处理,A正确。同时,ADC进行转换时用来作为参考的标准就是基准电压,基准电压如果不稳定则会造成转换结果有比较大的误差,C正确。

逐次逼近型ADC由采样保持电路、DAC、比较器、逐次逼近寄存器、时序及其他控制电路组成,核心是DAC和比较器,B正确。

ADC的分辨率被定义为输入信号值的最小变化,分辨率和ADC的位数有关。而ADC的精确度是指对于给定模拟输入,实际数字输出与理论预期数字输出之间的接近度,精度和ADC的偏置误差、增益误差、微分非线性误差和积分非线性误差有关。因此精度不取决于位数,E错误。

26)将32768Hz的时钟信号分频成1Hz,需要多少次2分频?

A 15 B 14

C 16 D 10

解析:本题答案为A

本题考察分频相关的知识。2分频就是在数学角度用32768不断去除2,32768是2的15次方,因此除15次就能得到1,所以需要15次2分频,答案为A。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第53张图片

这个题目的背景是实际单片机应用电路中RTC实时时钟的振荡电路,例如STM32。以下两张图片截选自STM32中文参考手册和STM32F1硬件设计指南,可以看出32.768KHz无源晶振作为内部RTC的时钟源。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第54张图片
【硬件电子】基础知识点学习记录_第55张图片

27)使用带宽为100MHz的示波器,测试频率100MHz,3.3V的方波信号时,示波器显示的波形应该是()

A 100MHz,3.3V的正弦波

B 100MHz,2.3V左右的方波

C 100MHz,3.3V的方波

D 100MHz,2.3V左右的正弦波

解析:本题答案为D

本题考察示波器带宽的定义。带宽是示波器重要的参数之一,示波器的带宽是指一个逐渐升高频率的正弦输入信号在显示幅度下降3dB(真实信号值的70.7%)时的频率。带宽定义中有两个关键点:正弦输入信号、显示幅度下降3dB。也就是说, 在分析这道题目时,可以把示波器看成一个截止频率为100MHz的低通滤波器。

回到题目中,给出的输入信号是100MHz,3.3V的方波。傅里叶变换告诉我们,方波是由基波(同频率正弦信号)和非常多的高次谐波(高于基础频率,本题中为100MHz)组成。根据示波器带宽的定义,显示出来的基波幅值应为3.3x0.707=2.3V,而高次谐波则被衰减的非常厉害,无法和基波一起还原出方波的形状,所以答案为D。

示波器常见的重要参数还有采样率和存储深度。采样率指示波器对输入信号进行A/D转换时采样时钟的频率。实际采样率受到时基设置和存储深度的影响,可能会远远低于标称的最大采样速率。同时,采样率下降会造成示波器带宽的下降。存储深度是指示波器单次采样所能采集的样点数目。这两个指标都会对采样波形的精准度有很大的影响,在进行示波器选型时需要重点关注。

28)电源部分调压电阻选用精度一般为:

A 5% B 1% C 0.50%

解析:本题答案为B

本题考察电阻精度相关知识。常用电阻的精度一般分为两种:5%和1%。5%的意思为电阻值的偏差在±5%以内,即如果是个5%精度的1K电阻,它的阻值范围为950-1050欧姆之间,1%的含义即电阻值的偏差在±1%以内。

题目所说的调压电阻应为电源的电压反馈网络,将输出电压经电阻反馈网络分压后和基准电压进行比较。那么我们就需要一个分压后比较精确的电压值,此时希望电阻反馈网络的误差越小越好。0.5%的误差是最小的,精度最高,但是因为价格较贵且不易购买,所以实际选用的经常为1%精度的电阻,答案为B。

29、RS232接口的逻辑0的电平是-3~-15V

A 错误 B 正确

解析:本题答案为A

本题考察RS232通信标准的电平标准。RS232是主流的串行通信接口之一,接口信号电平的电压值较高,逻辑1为-3~-15V,逻辑0为+3~+15V,噪声容限为2V,因此答案为A。

这里顺便整理一下TTL电平和CMOS电平的划分标准。TTL电平,逻辑1一般为+2.4~+5V,逻辑0一般为0~0.4V,根据输入输出种类还有一些细微的差别。CMOS电平,逻辑1一般为0.7Vcc~Vcc(Vcc为电源电压),逻辑0一般为0~0.2Vcc。

30)CPU的中断向量表保存的是:

A 中断类型号

B 中断处理程序的执行代码

C 中断处理程序的返回地址

D 中断处理程序的入口地址

解析:本题答案为D

中断向量表具有根据中断类型号存储相应中断服务程序入口地址的功能,因此答案为D。

16) 三极管工作在开关状态下,其“导通”态和“断开”态,分别指三极管的( )

A 放大状态和饱和状态 B 截止状态和放大状态

C 饱和状态和截止状态 D 截止状态和饱和状态

解析:本题答案为C

这是一道数字电路的考察题(你没看错,因为模电教材只讲放大电路)。

首先回顾一下三极管伏安特性曲线的区域划分。三极管伏安特性曲线分为三个区:截止区、饱和区、截止区。三个区域的划分如下图所示

【硬件电子】基础知识点学习记录_第56张图片

三极管伏安特性曲线

“断开”态时,VBE=0,iB=0,iC近似为0,三极管集电极可以认为没有电流流过,此时三极管处于截止状态。

“导通”态时,因为作为开关使用,不希望三极管ce级间有过大的压降(理想开关两端压降为0)。VBE通常很大(5V、3.3V等),IBE通常为mA级的电流,此时三极管的ce之间最后只有一个很小的饱和导通压降和很小的饱和导通内阻,三极管处于深度饱和状态。从伏安特性曲线也可以看出,当VCE很小的时候(近似为0),三极管处于饱和区。因此答案选C。

有关三极管在开关状态下的工作原理,感兴趣的读者可以翻阅阎石老师《数字电子技术基础》(第五版)P109-P113进行更为深入的学习。

17)下面哪个电路属于组合逻辑电路:

A 移位寄存器 B 译码器

C 触发器 D 计数器

解析:本题答案为B

考察数电里组合逻辑电路的含义。数字电路常常被分为两大类:组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路的特点在于:任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入,与电路原来的状态无关。而时序逻辑电路则更为复杂:任意时刻的输出信号不仅取决于当时的输入信号,而且还取决于电路原来的状态(与以前的输入有关)。

常用的组合逻辑电路有编码器、译码器、数据选择器、数值比较器、加法器、函数发生器、奇偶校验器/发生器等等,常见的74LS138译码器、74LS148编码器芯片都是组合逻辑电路,因此答案选B。常用的时序逻辑电路则有寄存器和移位寄存器、计数器、顺序脉冲发生器等等,因此A、D都是时序逻辑电路。而触发器是组成时序逻辑电路的基本单元,就像组合逻辑电路的基本单元是门电路一样,在阎石老师的《数字电子技术基础》(第五版)教材中,并没有将触发器归为时序逻辑电路中。

组合逻辑电路的分析方法也比较简单,可以用下面的简单流程图来表示:

实际要求->列出真值表->写出逻辑表达式->逻辑表达式化简组成电路(使用基本门电路)

关于更多组合逻辑电路的知识,感兴趣的读者可以翻阅阎石老师《数字电子技术基础》(第五版)P160-P209 第四章“组合逻辑电路”进行更深入的学习。

18)连续周期信号的频谱具有()

A 离散型、周期性 B 连续性、收敛性

C 离散型、收敛性 D 连续性、周期性

解析:本题答案为C

本题考察频谱相关知识。将信号通过傅里叶级数分解后产生的不同频率的分量幅值绘制在以频率为横轴,幅值为纵轴的坐标系中就得到了频谱。对连续周期信号,根据傅里叶级数的计算公式可以得知,这些分量的频率必定是基频f1的整数倍,因此频谱是离散的

而不同频率分量的幅值随着其频率的增大会逐渐衰减,最终无限趋近于0,整体呈现收敛性,因此答案选C。

19)对于一般的逻辑电平,应该满足如下关系:

A VOH > VIH > VT > VIL >VOL

B VIH > VOH > VT > VOL>VIL

C VIH > VOH > VT > VIL >VOL

D VOH > VIH > VT > VOL>VIL

解析:本题答案为A

本题考察数字电路噪声容限的相关知识。在保证输出高、低电平基本不变(变化的大小不超过规定的允许限度)的条件下,允许输入信号的高、低电平有一个波动范围,这个范围成为输入端的噪声容限。

在使用门电路连接组成系统时,前一级门电路的输出就是后一级门电路的输入,如果前一级输出电压的范围偏离了后级输入的可识别电压范围,就会造成后级电路无法正确动作。具体的噪声容限要求可以从下面的截图中看出。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第57张图片

噪声容限示意图(截选自阎石《数字电子技术基础》(第五版))

从图上可以看出,VOH>VIH>VIL>VOL,课本上没有标注VT的具体含义,VT应是理想状态下高低电平的门槛电压,所以答案为VOH>VIH>VT>VIL>VOL,答案为A。

当VOH(min)>VIH(min)时,代表高电平的输出电压都可以被输入端识别为高电平。如果VOH(min)

关于噪声容限的知识,感兴趣的读者可以翻阅阎石老师《数字电子技术基础》(第五版)P82-P83进行更深入的学习。

20)计算机的字长是指( )

A CPU数据总线的宽度

B 数据长度

C CPU内部一次可处理的二进制位数

解析:本题答案为C。

微机原理的相关知识在之前的解析中已经多次涉及过,如果对之前的题目有些遗忘,可以回看之前解析的硬件微机相关题目。计算机字长的定于为CPU能一次性处理的二进制位数,因此答案为C。

1)下列哪种总线的速率最高( )

A SPI B I2C

C UART D RS485

解析:常用总线传输速率

SPI总线:全双工通信,传输速率可达几Mbps,比I2C快。

I2C总线:半双工,只有2根线。数据线和时钟线。标准速度:100kbps,快速模式:400kbps,高速模式:3.4Mbps。

UART:通用串行数据总线,用于异步通信,可以实现全双工传输和接收,工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。UART传送数据的速度范围为每秒几百位到1.5Mb。

RS485:允许多个发送器连接到同一条总线上,同时发送器的驱动能力和冲突保护特性很强。最高传输速率10Mbps,抗干扰能力强,可以传距离1.5km。因此上述总线中,速率最快的是D RS485总线。

2)晶振频偏指标的单位为ppm,其中ppm代表的意义为?

A 万分之一 B 千万分之一

C 百万分之一 D 千分之一

解析:ppm的定义

ppm是晶振的基本单位之一,表示晶振的精度和相对偏差,代表着百万分之一,表示的是晶振的频率可能会偏离标称值多少。举个例子,如果一个晶振的标称频率是10MHz,偏差10Hz,那么就是刚好1ppm。因此本题答案选择C。

下班前我还有一项任务没有完成

3)对于触发器来说,为了保证可靠的采样,数据必须在时钟信号的上升沿到来之前继续稳定一段时间,这段时间是( )

A 建立时间 B 保持时间

C 恢复时间 D 稳定时间

解析:保持时间的概念

选项A:建立时间(setup time)是指在触发器的时钟信号上升沿到来以前,数据稳定不变的时间,如果建立时间不够,数据将不能在这个时钟上升沿被打入触发器。

选项B:保持时间(hold time)是指在触发器的时钟信号上升沿到来以后,数据稳定不变的时间,如果保持时间不够,数据同样不能被打出触发器。

数据稳定传输必须满足建立和保持时间的要求,否则采样数据的偏差。

选项C:恢复时间(recovery time)是复位/置位信号无效到时钟翻转的时间,也称为复位/置位信号的建立时间。

最后的选项D是没有明确的解释的。因此题目描述的就是B保持时间。

调试过多线程的都会懂

4)下面选项中哪一个器件不能用于信号隔离传输( )?

A 光耦 B 继电器

C 整流桥 D 变压器

解析:信号隔离技术

隔离就是使用转换的技术,将输入和输出两端在物理层隔开,使得需要传递信息的两边不在一个环境里工作,而信息能够顺利送达。通常使用的是磁和光两种隔离技术。

光耦是使用的光隔离技术,把发光元件和光敏元件封装在一起,中间通过电-光-电的转换来传输电信号,信号单向传输,输入端和输出端完全实现电气隔离。采用光耦隔离的优点是抗干扰能力强、工作稳定、无触点、使用寿命长、传输效率高。

继电器是利用磁的手段,将电信号进行隔离。有信号时给线包通电,没信号时就把线包的电断开,而线包通过磁力会相应吸合或释放一组机械开关,这样另一边根据开关的通断,就知道了需要传递的信息,但双方在电路上可以没有任何关系。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第58张图片

隔离用的变压器属于安全电源,一般用来机器维修、保养用,起保护、防雷、滤波作用。当含有直流或低频干扰的交流信号从一次侧端输入时,根据变压器原理,二次侧输出的信号滤掉了直流干扰,且低频干扰信号幅值也被大大衰减,从而达到了抑制干扰的目的。

而整流桥是将交流电整流为直流电,本身不能起到隔离的效果,仍存在物理上的电气通路,因此答案为C。

当然,大家要知道并不是所有信号都需要隔离。如果采用了隔离技术需要额外的器件,所以成本一定会高于非隔离的产品。并且如果多次隔离,信号会产生延时和滞后,有些快速变化的信号(如高速计数,或高速脉冲输出)可能无法通过隔离的器件。还有信号经过隔离器件后,信号的精度一般会有所下降。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第59张图片

正在调试,突然内存溢出了

5)关于有源滤波器的Q值表述正确的是( )

A Q越大,衰减越慢

B Q越小,f0处幅度更陡峭

C Q越大,衰减越快

D Q越大,f0处幅值更平滑

解析:本题答案为C

Q值的含义是品质因数,定义为中心频率/带宽,是为了体现某一频率点收到提升或衰减影响的频率的范围宽窄。Q值越大,说明对于中心频率的信号选择性越好,能将其他频段的信号快速衰减,衰减幅度较大,中心频率f0处幅度更陡峭。Q值越小,则除中心频率外的信号衰减幅度和速度较慢,f0出幅度更平缓。因此答案为C。

21)用2根连线将AB两台设备的UART数据线连接,正常的方式为:

A A_RX:红线 A_TX:蓝线 B_RX:蓝线 B_TX:红线

B A_RX:红线 A_TX:蓝线 B_RX:红线 B_TX:蓝线

解析:本题答案为A。

本题考察关于UART通信接线的知识。UART(通用异步收发传输协议)是非常常用的一种异步串行收发协议,在入门单片机的时候是基本必学的一个部分(通常称为“串口实验”)。RX指接收数据端,TX指发送数据端。UART的接线遵循的是主机的RX(接收端)接到从机的TX(发送端),主机的TX(发送端)接到从机的RX(接收端),进行一个交叉连接。因此可以看出,本题的答案为A。

实际的单片机电路中,UART接线示意图如下图所示:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第60张图片

22)针对滤波器走线,以下说法哪些是正确的( )

A 输入、输出线禁止并行走在一起

B 输入、输出线并行,不必扭绞在一起

C 没有关系

D 输入、输出线必须扭绞在一起

解析:本题答案为A

本题考察滤波器的相关知识。滤波器是用来滤除噪声的,如果将输入、输出线并行走线或者扭绞在一起,则会让带有噪声的信号和滤除噪声的信号之间相互耦合,这种引线间的耦合会大大降低滤波器的滤波效果,因此需要降低输入、输出线之间的耦合关系。所以答案选A。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第61张图片

23)下面哪一种中断属于不可屏蔽中断:

A 内存校验出错产生的中断

B 串口收发器将数据发送完成后产生的中断

C 模数转换器完成转换后产生的中断

D 串口收发器收到数据后产生的中断

解析:本题答案为A

首先了解一下什么是不可屏蔽中断。CPU内部引发的中断称作内中断,外部引发的中断称为外中断。而外中断源分为以下两类:一,可屏蔽中断。二,不可屏蔽中断。不可屏蔽中断是CPU必须响应的外中断,可屏蔽中断对CPU来说可以响应也可以不响应。大多数由外设引起的中断都是可屏蔽中断。

【硬件电子】基础知识点学习记录_第62张图片

通常外部不可屏蔽中断请求经由专门的CPU针脚NMI,通知CPU发生了灾难性事件。因此结合上述分析可以看出,A是不可屏蔽中断,B、C、D都是由外设所引起的中断,属于可屏蔽中断。因此答案选A。

25、(正确率41%)当稳压管在正常稳压工作时,其两端施加的外部电压的特点为( )。(华为硬件逻辑实习岗)

A 正向偏置但不击穿 B 反向偏置且被击穿

C 正向偏置且被击穿 D 反向偏置但不击穿

解析:本题目主要考察了稳压管在什么情况下可以工作在稳压状态,和普通二极管的差别。

选择反向置且被击穿、反向偏置但不击穿两个答案的同学人数旗鼓相当。大部分同学认为稳压管在稳压工作时,应该是反向偏置,这点还是非常好的。

其实稳压管也是一种晶体二极管,它是利用PN结的击穿区具有稳定电压的特性来工作的。稳压管在稳压设备和一些电子电路中获得广泛的应用。把这种类型的二极管称为稳压管,以区别用在整流、检波和其他单向导电场合的二极管。稳压二极管的特点就是击穿后,其两端的电压基本保持不变,这里就可以排除了A和D选项。

什么是击穿效应:PN结加反向电压时,空间电荷区变宽,内电场增强。反向电压增大到一定程度时,反向电流将突然增大。反向电流突然增大时的电压称击穿电压,即PN结的击穿表象为反向偏置电流突然增大。基本的击穿机构有两种,即隧道击穿(也叫齐纳击穿)和雪崩击穿。因此我们可以看到是反向被击穿。所以答案选择B。

26、(正确率64%)基本逻辑门种类不包括以下哪种( )。(华为硬件逻辑实习岗)

A SSL B TTL

C 发射极耦合逻辑 D CMOS

解析:本题目主要考察了按照结构分,逻辑门电路的几个分类。

如果单答题选择正确答案,大家可以采用排除法,对于TTL、CMOS、发射极耦合逻辑大家会比较熟悉,SSL比较陌生,恰巧本题就是选择SSL

TTL门电路是由双极型晶体管组成的集成门,由于其输入级和输出级均采用了晶体管,所以称为晶体管-晶体管逻辑门电路,简称TTL门电路。下图就是典型的TTL与非门:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第63张图片

CMOS门电路是由PMOS和NMOS管组成的互补电路,静态功耗小,扛干扰能力强,工作稳定性好。下图是典型的CMOS反相器:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第64张图片

发射极耦合逻辑简称ECL电路,与TTL电路不同,最大的特点是ECL门电路工作在非饱和状态,具有相当高的速度,在高速和超高速数字系统中充当无以匹敌的角色。

而SSL是干扰项,对于本题而言无相关含义。

27、(正确率56%)放大电路引入负反馈后所产生的不利因素是( )。(华为硬件逻辑实习岗)

A 扩展频带 B 滞后补偿

C 改变输入与输出电阻 D 自激振荡

解析:本题目主要考察负反馈的相关知识。

一半以上的同学认为引入负反馈后所产生的不利因素是自激振荡,这部分同学对放大电路负反馈的掌握还是比较熟的。

将一个系统的输出信号的一部分或全部以一定方式和路径送回到系统的输入端作为输入信号的一部分,这个作用过程叫——反馈。按反馈的信号极性分类,反馈可分为正反馈和负反馈。负反馈是指返回来的信号与输入信号的极性相反。典型的负反馈放大电路:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第65张图片

采用负反馈使得放大器的闭环增益趋于稳定,消除了开环增益的影响。电子线路中阻抗匹配是一重要问题,负反馈还影响着放大器输入和输出阻抗,电压混合使输入阻抗增高,电流混合使输入阻抗降低; 电流取样使输出阻抗增高,电压取样使输出阻抗降低。利用负反馈还可大大减少放大器在稳定状态下所产生的失真,并可减弱放大器内部各种干扰电平。利用负反馈还可展宽放大器的频带,使得放大器的幅频特性变得比较平坦。因此,负反馈可大大提高放大器的放大质量,改善许多性能指标,而且反馈越深,改善的程度也愈大。

但过深的负反馈又可能引起放大器不能正常工作而导致自激。为了消除自激,通常会采用滞后补偿的方法,即在反馈环内的基本放大电路中插入一个含有电容C的电路,是得开环增益的相位滞后,达到稳定负反馈放大电路的目的。所以回到本题,引入负反馈后所产生的不利因素就是会导致自激振荡。

28、(正确率74%)三态门输出为高阻时,其输出线上电压为高电平( )。(华为硬件逻辑实习岗)

A 正确 B 错误

解析:本题目主要考察TTL门电路中三态门的三种状态。

答对最多的一道题,题目考察的就是三态门的工作状态。大家对高低电平状态非常熟,很好理解高阻状态肯定不是高电平,不然也不会叫三态门。

所谓三态门,除具有高电平和低电平输出状态外,还有第三种输出状态——高阻状态。处于高阻抗状态时,输出电阻很大,相当于开路,没有任何逻辑控制功能。高阻态的意义在于实际电路中不可能断开电路。所以题目中所说的高阻时,输出线上电压为高电平是错误的。

29、(正确率59%)一个非门最少需要几个晶体管实现( )。(华为硬件逻辑实习岗)

A 3 B 4

C 5 D 2

解析:本题目主要考察了逻辑门电路的构成。

除了选择2个最多之外,选择3个的同学也不在少数。从上面第26题的解析中,我们可以看到晶体管非门典型电路图中晶体管是2个,VTp为PMOS管,VTn为NMOS管。他的工作状态如下所示:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第66张图片

对应的芯片纵剖结构图为:

【硬件电子】基础知识点学习记录_第67张图片

30、(正确率46%)TTL的电源电平是多少( )。(华为硬件逻辑实习岗)

A3.3V B 5V

C 220V D 1.5V

解析:本题目主要考察了TTL的电平标准。

所有答题者基本聚集在了3.3V和5V两个选项上。确实这两个分别是TTL和CMOS的电平,只是一半的答题者选择反了。

TTL电平信号规定,+5V等价于逻辑“1”,0V等价于逻辑“0”(采用二进制来表示数据时)。这样的数据通信及电平规定方式,被称做TTL(晶体管-晶体管逻辑电平)信号系统。

CMOS电源的电平比较宽,为3-15V。达尔闻必考课堂中就详细的讲过TTL和CMOS电平标准,以及如何判断高低电平的方式,点击这里可以回看。

31、(正确率30%)对于一般的逻辑电平,各参数需满足如下( )的关系。(华为硬件逻辑实习岗)

A Vih > Voh > Vt > Vil > Vol

B Voh > Vih > Vt > Vol >Vil

C Voh > Vih > Vt> Vil > Vol

D Vih > Voh > Vt> Vol > Vil

解析:本题目主要考察了逻辑电平的参数定义及对应关系。

TTL电路和CMOS电路的逻辑电平关系如下:

输入高电平-Vih:逻辑电平1的输入电压,保证逻辑门的输入为高电平时,所允许的最小输入高电平,当输入电平高于Vih时,则认为输入电平为高电平。

输入低电平-Vil:逻辑电平0的输入电压,保证逻辑门的输入为低电平时所允许的最大输入低电平,当输入电平低于Vil时,则认为输入电平为低电平。

输出高电平-Voh:逻辑电平1的输出电压,保证逻辑门的输出为高电平时的输出电平的最小值,逻辑门的输出为高电平时的电平值都必须大于此Voh。

输出低电平-Vol:逻辑电平0的输出电压,保证逻辑门的输出为低电平时的输出电平的最大值,逻辑门的输出为低电平时的电平值都必须小于此Vol。

阀值电平-Vt:数字电路芯片都存在一个阈值电平,就是电路刚刚勉强能翻转动作时的电平。它是一个界于Vil、Vih之间的电压值,对于CMOS电路的阈值电平,基本上是二分之一的电源电压值,但要保证稳定的输出,则必须要求输入高电平> Vih,输入低电平

TTL电平临界值:

Vohmin = 2.4V Volmax = 0.4V

Vihmin = 2.0V Vilmax= 0.8V

CMOS电平临界值(设电源电压为+5V):

Vohmin = 4.99V Volmax = 0.01V

Vihmin = 3.5V Vilmax = 1.5V

综上所述以上参数的关系为:Voh> Vih > Vt > Vil > Vol。

总结:华为硬件题目基本都是从模电和数电而来,这些基础题目相信大家在学习的时候,肯定都会做的。但是长久不复习,难免会记错,这也是达尔闻求职系列一直会做下去的原因。希望我们每周解析的这些题目,大家既能巩固基础知识,也是获得很多扩展的内容。

  • 硬件工程师笔试题集

https://www.cnblogs.com/zhxshseu/p/5388815.html

1、ARM的3个概念

  ARM的3个概念经常让初学者很困惑,其详解如下:

  • 芯片:(三星)6410、210、2440;

  • ARM内核:A8、arm11、arm9;

  • 指令架构:armv7、armv4;

  其关系是:一种芯片对应一种ARM内核,一种ARM内核对应一种指令架构。

2、为什么要学习ARM裸机

  • 有些项目直接通过ARM裸机即可完成;

  • 之后我们移植嵌入式系统时,需要的bootloader是一个大型裸机程序;

  • 有利于更好地了解硬件驱动的实现,为后面嵌入式内核驱动的编写做准备。

3、开发工具

  在windows下,一般采用MDK或者ADS进行开发,比较简单。如果想要在linux系统(比如红帽)下开发,那就需要用到集成

开发环境Eclipse,进行交叉编译,具体配置如下:

  • 安装交叉工具链arm-linux-gcc(用于编译、链接生成elf格式文件、格式转换为二进制文件、查看elf文件、反汇编等);

  • 安装交叉调试工具arm-linux-gdb,(别忘了调试要用到J-link,所以要安装其驱动程序);

  • 安装Eclipse,并安装插件http://opensource.zylin.com/zylincdt;

  • 打开工程,配置makefile文件(其中采用交叉工具链),进行编译;

  • 选择arm-linux-gdb进行调试,(不过需要对处理器进行初始化,制作初始化脚本程序);

  • 接下来调试程序,即可在Eclipse中看到寄存器的变化。

4、编程语言

  一般有以下两种开发编程语言:

  • 汇编语言:执行效率高,编写复杂;

  • C语言:可读性强,移植性好,调试方便。

  为了结合两种语言的优点,一般会采用混合编程:

  • 汇编调用C函数(在汇编中调用C函数的函数名)

  • C调用汇编函数(调用.S文件中的汇编函数)

  • C内嵌汇编(在C函数中写汇编)

三、嵌入式Linux系统定制和移植

  嵌入式Linux系统组成如下:

  • Bootloader:初始化,启动操作系统;

  • Linux内核:内核已经把驱动文件编译进去了;

  • 根文件系统:编译内核模块,用于存放文件和应用程序。

  至于以上3部分的定制,这里不多说,重点讲一下移植。

  一般选用在windows系统下安装Vmware虚拟机,然后再在虚拟机里面安装好linux发行版系统(作者用的是红帽企业版6),

安装好后,需要给虚拟机里的linux系统配置网络、配置windows和linux系统文件交互功能、安装linux与arm之间的USB传输工具

dnw,以上只是准备工作。

  具体移植步骤如下:

  • 通过JTAG将引导安装程序(supervivi)下载到norflash中;

  • norflash的引导安装程序通过USB下载线将PC机的操作系统下载到内存中;

  • norflash的引导安装程序将内存中的系统烧写到nandflash中。

  • 直接启动操作系统即可。

你可能感兴趣的:(学习)