一个硬件电子工程师应掌握的二十种基本模拟电路
一个硬件电子工程师应掌握的二十种基本模拟电路一、桥式整流电路
1、二极管的单向导电性：
伏安特性曲线：理想开关模型和恒压降模型：
2、桥式整流电流流向过程：输入输出波形：
3、计算：Vo, Io,二极管反向电压。
二、电源滤波器
1、电源滤波的过程分析：波形形成过程：
2、计算：滤波电容的容量和耐压值选择。
三、信号滤波器
1、信号滤波器的作用：与电源滤波器的区别和相同点：
2、LC 串联和并联电路的阻抗计算，幅频关系和相频关系曲线。
3、画出通频带曲线。
计算谐振频率。
四、微分和积分电路
1、电路的作用，与滤波器的区别和相同点。
2、微分和积分电路电压变化过程分析，画出电压变化波形图。
3、计算：时间常数，电压变化方程，电阻和电容参数的选择。
五、共射极放大电路
1、三极管的结构、三极管各极电流关系、特性曲线、放大条件。
2、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。
3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算
六、分压偏置式共射极放大电路
1、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。
2、电流串联负反馈过程的分析，负反馈对电路参数的影响。
3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算。
七、共集电极放大电路(射极跟随器)
1、元器件的作用、电路的用途、电压放大倍数、输入和输出的信号电压相位关系、交流和直流等效电路图。电路的输入和输出阻抗特点。
2、电流串联负反馈过程的分析，负反馈对电路参数的影响。
3、静态工作点的计算、电压放大倍数的计算
八、电路反馈框图
1、反馈的概念，正负反馈及其判断方法、并联反馈和串联反馈及其判断方法、电流反馈和电压反馈及其判断方法。
2、带负反馈电路的放大增益
九、二极管稳压电路
十、串联稳压电源
十一、差分放大电路
十二、场效应管放大电路
十三、选频(带通)放大电路
十四、运算放大电路
十五、差分输入运算放大电路十六、电压比较电路
十七、RC振荡电路
十八、LC振荡电路
十九、石英晶体振荡电路
二十、功率放大电路
硬件工程师面试题集(含答案-很全)
硬件工程师面试题集 （DSP，嵌入式系统，电子线路，通讯，微电子，半导体） 1、下面是一些基本的数字电路知识问题，请简要回答之。 (1) 什么是Setup和Hold 时间？ 答：Setup/Hold Time 用于测试芯片对输入信号和时钟信号之间的时间要求。建立时间(Setup Time)是指触发器的时钟信号上升沿到来以前，数据能够保持稳定不变的时间。输入数据信号应提前时钟上升沿(如上升沿有效)T 时间到达芯片，这个T就是建立时间通常所说的SetupTime。如不满足Setup Time，这个数据就不能被这一时钟打入触发器，只有在下一个时钟上升沿到来时，数据才能被打入触发器。保持时间(Hold Time)是指触发器的时钟信号上升沿到来以后，数据保持稳定不变的时间。如果Hold Time 不够，数据同样不能被打入触发器。 (2) 什么是竞争与冒险现象？怎样判断？如何消除？ 答：在组合逻辑电路中，由于门电路的输入信号经过的通路不尽相同，所产生的延时也就会不同，从而导致到达该门的时间不一致，我们把这种现象叫做竞争。由于竞争而在电路输出端可能产生尖峰脉冲或毛刺的现象叫冒险。如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争和冒险现象。解决方法：一是添加布尔式的消去项，二是在芯片外部加电容。 (3) 请画出用D 触发器实现2 倍分频的逻辑电路 答：把D 触发器的输出端加非门接到D 端即可，如下图所示： (4) 什么是"线与"逻辑，要实现它，在硬件特性上有什么具体要求？ 答：线与逻辑是两个或多个输出信号相连可以实现与的功能。在硬件上，要用OC 门来实现(漏极或者集电极开路)，为了防止因灌电流过大而烧坏OC 门,应在OC 门输出端接一上拉电阻(线或则是下拉电阻)。 (5) 什么是同步逻辑和异步逻辑？同步电路与异步电路有何区别？ 答：同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系.电路设计可分类为同步电路设计和异步电路设计。同步电路利用时钟脉冲使其子系统同步运作，而异步电路不使用时钟脉冲做同步，其子系统是使用特殊的“开始”和“完成”信号使之同步。异步电路具有下列优点：无时钟歪斜问题、低电源消耗、平均效能而非最差效能、模块性、可组合和可复用性。 (7) 你知道那些常用逻辑电平？TTL 与COMS 电平可以直接互连吗？ 答：常用的电平标准，低速的有RS232、RS485、RS422、TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、ECL、LVPECL 等，高速的有LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL 等。 一般说来，CMOS 电平比TTL 电平有着更高的噪声容限。如果不考虑速度和性能，一般TTL 与CMOS 器件可以互换。但是需要注意有时候负载效应可能引起电路工作不正常，因为有些TTL 电路需要下一级的输入阻抗作为负载才能正常工作。 (6) 请画出微机接口电路中，典型的输入设备与微机接口逻辑示意图(数据接口、控制接口、锁存器/缓冲器)
硬件工程师笔试题硬件工程师笔试题
硬件工程师面试试题 模拟电路 1、基尔霍夫定理的内容是什么？（仕兰微电子） 2、平板电容公式(C=εS/4πkd)。（未知） 3、最基本的如三极管曲线特性。（未知） 4、描述反馈电路的概念，列举他们的应用。（仕兰微电子） 5、负反馈种类（电压并联反馈，电流串联反馈，电压串联反馈和电流并联反馈）；负反馈的优点（降低放大器的增益灵敏度，改变输入电阻和输出电阻，改善放大器的线性和非线性失真，有效地扩展放大器的通频带，自动调节作用）（未知） 6、放大电路的频率补偿的目的是什么，有哪些方法？（仕兰微电子） 7、频率响应，如：怎么才算是稳定的，如何改变频响曲线的几个方法。（未知） 8、给出一个查分运放，如何相位补偿，并画补偿后的波特图。（凹凸） 9、基本放大电路种类（电压放大器，电流放大器，互导放大器和互阻放大器），优缺点，特别是广泛采用差分结构的原因。（未知） 10、给出一差分电路，告诉其输出电压Y+和Y-,求共模分量和差模分量。（未知） 11、画差放的两个输入管。（凹凸） 12、画出由运放构成加法、减法、微分、积分运算的电路原理图。并画出一个晶体管级的运放电路。（仕兰微电子） 13、用运算放大器组成一个10倍的放大器。（未知） 14、给出一个简单电路，让你分析输出电压的特性（就是个积分电路），并求输出端某点的 rise/fall时间。(Infineon笔试试题) 15、电阻R和电容C串联，输入电压为R和C之间的电压，输出电压分别为C 上电压和R上电压，要求制这两种电路输入电压的频谱，判断这两种电路何为高通滤波器，何为低通滤波器。当RC< 这20个电子线路图，硬件工程师一定用得上！ 电子技术、无线电维修及SMT电子制造工艺技术绝不是一门容易学好、短时间内就能够掌握的学科。这门学科所涉及的方方面面很多，各方面又相互联系，作为初学者，首先要在整体上了解、初步掌握它。 无论是无线电爱好者还是维修技术人员，你能够说出电路板上那些小元件叫做什么，又有什么作用吗？如果想成为元件（芯片）级高手的话，掌握一些相关的电子知识是必不可少的。 普及DIP与SMT电子基础知识，拓宽思路交流，知识的积累是基础的基础，基础和基本功扎实了才能奠定攀登高峰阶梯！这就是基本功。 电子技术的历史背景： 早在两千多年前，人们就发现了电现象和磁现象。我国早在战国时期（公元前475一211年）就发明了司南。而人类对电和磁的真正认识和广泛应用、迄今还只有一百多年历史。在第一次产业革命浪潮的推动下，许多科学家对电和磁现象进行了深入细致的研究，从而取得了重大进展。人们发现带电的物体同性相斥、异性相吸，与磁学现象有类似之处。 1785年，法国物理学家库仑在总结前人对电磁现象认识的基础上，提出了后人所称的“库仑定律”,使电学与磁学现象得到了统一。 1800年，意大利物理学家伏特研制出化学电池，用人工办法获得了连续电池，为后人对电和磁关系的研究创造了首要条件。 1822年，英国的法拉第在前人所做大量工作的基础上，提出了电磁感应定律，证明了“磁”能够产生“电”,这就为发电机和电动机的原理奠定了基础。 1837年美国画家莫尔斯在前人的基础上设计出比较实用的、用电码传送信息的电报机，之后，又在华盛顿与巴尔的摩城之间建立了世界上第一条电报线路。1876 年，美国的贝尔发明了电话，实现了人类最早的模拟通信。英国的麦克斯韦在总结前人工作基础上，提出了一套完整的“电磁理论”,表现为四个微分方程。这那就后人所称的“麦克斯韦方程组”.麦克斯韦得出结论：运动着的电荷能产生电磁辐射，形成逐渐向外传播的、看不见的电磁波。他虽然并未提出“无线电”这个名词，但他的电磁理论却已经告诉人们，“电”是能够“无线”传播的。 对模拟电路的掌握分为三个层次： 初级层次 熟练记住这二十个电路，清楚这二十个电路的作用。只要是电子爱好者，只要是学习自动化、电子等电控类专业的人士都应该且能够记住这二十个基本模拟电路。 中级层次 能分析这二十个电路中的关键元器件的作用，每个元器件出现故障时电路的功能受到什么影响，测量时参数的变化规律，掌握对故障元器件的处理方法;定性分析电路信号的流向，相位变化;定性分析信号波形的变化过程;定性了解电路输入输出阻抗的大小，信号与阻抗的关系。有了这些电路知识，您极有可能成长为电子产品和工业控制设备的出色的维修维护技师。 电子硬件工程师要求掌握的东西 电子硬件工程师要求掌握的东西2010-11-05 10:21(转载) 觉得一个电子工程师/硬件工程师应该有下面的能力: 1、模拟/数字电路的分析和设计。教科书上讲的都应该会，包括分离元件和运放的信号放大，滤波，波形产生，稳压电源，逻辑化简，基本触发器，基本计数器、寄存器，脉冲产生和整形，ADC、DAC，锁相环等。要能定性和定量的分析和设计电路的功能和性能，比如说稳定性、频率特性等。这些东西一般需要日积月累才能到见多识广，然后熟能生巧。 2、计算机组成原理和结构。现在的电子设备基本上没有不用到计算机的，所以对计算机一定要了解最好是熟悉。要明白计算机是怎么工作的，软件在计算机内是怎么运行的(最好自己写一写程序)，要熟悉常用计算机系统的外围电路和接口，并且要明白CPU和外围电路是怎么协调工作的等等。最好能熟悉MCS-51，写程序不是问题，重要的是思路，但一定要做出来。 3、PCB。基本要求是4层板，要了解PCB对EMI、ESD的影响并想办法避免。PCB能做得既美观又没有问题是需要花时间来训练的。 4、VHDL。在国外这是要求掌握基本技能，在国内也正在普及。主要是用来开发FPGA/CPLD器件和逻辑仿真，还有IC设计也常用VHDL作输入。就目前来说，如果对自己要求不是很高的话可以不掌握。 如果时间和精力允许的话，可以学一学操作系统、数据结构等，当然首先必须掌握好C(C++)语言，以便将来可以做(软/硬件)系统方面的工作。但模电/数电基础一定要好，这是学习其他的基础。开始时一般从分析电路入手，要搞清楚一个电路的电流是怎么流的，电压是怎么产生的，电感、电容是怎么冲放电的等等。从简单到复杂，慢慢养成习惯，很多东西自然而然就明白了。 硬件电子电路基础 第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识 一、什么是半导体 半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物） 二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 ?掺杂──管子 ?温度──热敏元件 ?光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 ?自由电子──受束缚的电子（－） ?空穴──电子跳走以后留下的坑（＋） 三、杂质半导体──N型、P型 （前讲）掺杂可以显著地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 ?N型半导体（自由电子多） 掺杂为＋5价元素。如：磷；砷P──＋5价使自由电子大大增加原理：Si──＋4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 ?P型半导体（空穴多） 掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加 原理：Si──＋4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。 2、PN结的结构 分界面上的情况： P区：空穴多 N区：自由电子多 扩散运动： 多的往少的那去，并被复合掉。留下了正、负离子。 （正、负离子不能移动） 留下了一个正、负离子区──耗尽区。 由正、负离子区形成了一个内建电场（即势垒高度）。 方向：N--> P 大小：与材料和温度有关。（很小，约零点几伏） 硬件工程师笔试题 一、电路分析： 1竞争与冒险 在组合逻辑中，在输入端的不同通道数字信号中经过了不同的延时，导致到达该门的时间不 一致叫竞争。因此在输出端可能产生短时脉冲(尖峰脉冲)的现象叫冒险。 常用的消除竞争冒险的方法有：输入端加滤波电容、选通脉冲、修改逻辑设计等。 2、同步与异步 同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系。 同步电路：存储电路中所有触发器的时钟输入端都接同一个时钟脉冲源，因而所有触发器的状态的变化都与所加的时钟脉冲信号同步。 异步电路：电路没有统一的时钟，有些触发器的时钟输入端与时钟脉冲源相连，只有这些触发器的状态变化与时钟脉冲同步，而其它的触发器的状态变化不与时钟脉冲同步。 异步电路不使用时钟脉冲做同步，其子系统是使用特殊的“开始”和“完成”信号使之同步 同步就是双方有一个共同的时钟，当发送时，接收方同时准备接收。异步双方不需要共同的 时钟，也就是接收方不知道发送方什么时候发送，所以在发送的信息中就要有提示接收方开 始接收的信息，如开始位，结束时有停止位 3、仿真软件：Proteus 4、Setup 和Hold time Setup/hold time是测试芯片对输入信号和时钟信号之间的时间要求。建立时间是指触发器的 时钟信号上升沿到来以前，数据稳定不变的时间。输入信号应提前时钟上升沿(如上升沿有效)T时间到达芯片，这个T就是建立时间-Setup time.如不满足setup time，这个数据就不能被这一时钟打入触发器，只有在下一个时钟上升沿，数据才能被打入触发器。保持时间是指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hold time不够，数据同样 不能被打入触发器。 5、IC设计中同步复位与异步复位的区别 同步复位在时钟沿采集复位信号，完成复位动作。异步复位不管时钟，只要复位信号满足条 件，就完成复位动作。异步复位对复位信号要求比较高，不能有毛刺，如果其与时钟关系 不确定，也可能出现亚稳态。 6、常用的电平标准 TTL : transistor-transistor logic gate晶体管—晶体管逻辑门 CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor 互补金属氧化物半导体 LVTTL( Low Voltage TTL )、LVCMOS( Low Voltage CMOS)： 3.3V、2.5V RS232 RS485 7、TTL电平与CMOS电平 TTL 电平和CMOS 电平标准 TTL 电平：5V 供电 输出L：<0.4V ；H ：>2.4V 1 硬件电路设计基础知识 Document serial number【LGGKGB-LGG98YT-LGGT8CB-LGUT- 硬件电子电路基础 第一章半导体器件 §1-1 半导体基础知识一、什么是半导体 半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。（导电能力即电导率）（如：硅Si 锗Ge等＋4价元素以及化合物） 二、半导体的导电特性 本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。 硅和锗的共价键结构。（略） 1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化 掺杂──管子 温度──热敏元件 光照──光敏元件等 2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴 自由电子──受束缚的电子（－） 空穴──电子跳走以后留下的坑（＋） 三、杂质半导体──N型、P型 （前讲）掺杂可以显着地改变半导体的导电特性，从而制造出杂质半导体。 N型半导体（自由电子多） 掺杂为＋5价元素。如：磷；砷 P──＋5价使自由电子大大增加 原理： Si──＋4价 P与Si形成共价键后多余了一个电子。 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。 o空穴──少子 o自由电子──多子 P型半导体（空穴多） 掺杂为＋3价元素。如：硼；铝使空穴大大增加 原理： Si──＋4价 B与Si形成共价键后多余了一个空穴。 B──＋3价 载流子组成： o本征激发的空穴和自由电子──数量少。 o掺杂后由B提供的空穴──数量多。 o空穴──多子 o自由电子──少子 结论：N型半导体中的多数载流子为自由电子； P型半导体中的多数载流子为空穴。 §1-2 PN结 一、PN结的基本原理 1、什么是PN结 将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时，交界面两侧的那部分区域。 模电部分（基本概念和知识总揽） 1、基本放大电路种类（电压放大器，电流放大器，互导放大器和互阻放大器），优缺点，特别是广泛采用差分结构的原因。 2、负反馈种类（电压并联反馈，电流串联反馈，电压串联反馈和电流并联反馈）；负反馈的优点（降低放大器的增益灵敏度，改变输入电阻和输出电阻，改善放大器的线性和非线性失真，有效地扩展放大器的通频带，自动调节作用） 3、基尔霍夫定理的内容是什么？ 基尔霍夫定律包括电流定律和电压定律。 电流定律：在集总电路中，任何时刻，对任一节点，所有流出节点的支路电流代数和恒等于零。电压定律：在集总电路中，任何时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零。 4、描述反馈电路的概念，列举他们的应用？ 反馈，就是在电子系统中，把输出回路中的电量输入到输入回路中去。反馈的类型有：电压串联负反馈、电流串联负反馈、电压并联负反馈、电流并联负反馈。 负反馈的优点：降低放大器的增益灵敏度，改变输入电阻和输出电阻，改善放大器的线性和非线性失真，有效地扩展放大器的通频带，自动调节作用。 电压（流）负反馈的特点：电路的输出电压（流）趋向于维持恒定。 5、有源滤波器和无源滤波器的区别？ 无源滤波器：这种电路主要有无源元件R、L和C组成 有源滤波器：集成运放和R、C组成，具有不用电感、体积小、重量轻等优点。 集成运放的开环电压增益和输入阻抗均很高，输出电阻小，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但集成运放带宽有限，所以目前的有源滤波电路的工作频率难以做得很高。 6、基本放大电路的种类及优缺点，广泛采用差分结构的原因。 答：基本放大电路按其接法的不同可以分为共发射极放大电路、共基极放大电路和共集电极放大电路，简称共基、共射、共集放大电路。共射放大电路既能放大电流又能放大电压，输入电阻在三种电路中居中，输出电阻较大，频带较窄。常做为低频电压放大电路的单元电路。共基放大电路只能放大电压不能放大电流，输入电阻小，电压放大倍数和输出电阻与共射放大电路相当，频率特性是三种接法中最好的电路。常用于宽频带放大电路。 共集放大电路只能放大电流不能放大电压，是三种接法中输入电阻最大、输出电阻最小的电路，并具有电压跟随的特点。常用于电压放大电路的输入级和输出级，在功率放大电路中也常采用射极输出的形式。 广泛采用差分结构的原因是差分结构可以抑制温度漂移现象。 ?7、二极管主要用于限幅，整流，钳位． ?判断二极管是否正向导通： １．先假设二极管截止，求其阳极和阴极电位； ２．若阳极阴极电位差＞UD ，则其正向导通； ３．若电路有多个二极管，阳极和阴极电位差最大的二极管优先导通；其导通后，其阳极阴极电位差被钳制在正向导通电压（０.7V 或０.３V ）；再判断其它二极管． 硬件经典面试100 题（附参考答案） 1、请列举您知道的电阻、电容、电感品牌（最好包括国内、国外品牌）。 电阻： 美国：AVX、VISHAY 威世 日本：KOA 兴亚、Kyocera 京瓷、muRata 村田、Panasonic 松下、ROHM 罗姆、susumu、TDK 台湾： LIZ 丽智、PHYCOM 飞元、RALEC 旺诠、ROYALOHM 厚生、SUPEROHM 美隆、TA-I 大毅、TMTEC 泰铭、TOKEN 德键、TYOHM 幸亚、UniOhm 厚声、VITROHM、VIKING 光颉、WALSIN 华新科、YAGEO 国巨 新加坡：ASJ 中国：FH 风华、捷比信 电容： 美国：AVX、KEMET 基美、Skywell 泽天、VISHAY 威世 英国：NOVER 诺华德国：EPCOS、WIMA 威马丹麦：JENSEN 战神 日本：ELNA 伊娜、FUJITSU 富士通、HITACHI 日立、KOA 兴亚、Kyocera 京瓷、Matsushita 松下、muRata 村田、NEC、 nichicon（蓝宝石）尼吉康、Nippon Chemi-Con（黑金刚、嘉美工）日本化工、Panasonic 松下、Raycon 威康、Rubycon（红 宝石）、SANYO 三洋、TAIYO YUDEN 太诱、TDK、TK 东信 韩国： SAMSUNG 三星、SAMWHA 三和、SAMYOUNG 三莹 台湾：CAPSUN、CAPXON（丰宾）凯普松、Chocon、Choyo、ELITE 金山、EVERCON、EYANG 宇阳、GEMCON 至美、 GSC 杰商、G-Luxon世昕、HEC 禾伸堂、HERMEI 合美电机、JACKCON 融欣、JPCON 正邦、LELON 立隆、LTEC 辉城、 OST 奥斯特、SACON 士康、SUSCON 冠佐、TAICON 台康、TEAPO 智宝、WALSIN 华新科、YAGEO 国巨 香港：FUJICON 富之光、SAMXON 万裕中国：AiSHi 艾华科技、Chang 常州华威电子、FCON 深圳金富康、FH 广东 风华、HEC 东阳光、JIANGHAI 南通江海、JICON 吉光电子、LM 佛山利明、R.M 佛山三水日明电子、Rukycon 海丰三力、 Sancon 海门三鑫、SEACON 深圳鑫龙茂电子、SHENGDA 扬州升达、TAI-TECH 台庆、TF 南通同飞、TEAMYOUNG 天 扬、QIFA 奇发电子 电感： 美国：AEM、AVX、Coilcraft 线艺、Pulse 普思、VISHAY 威世 德国：EPCOS、WE 日本：KOA 兴亚、muRata 村田、Panasonic 松下、sumida 胜美达、TAIYO YUDEN 太诱、TDK、TOKO、TOREX 特瑞仕 台湾：CHILISIN 奇力新、https://www.360docs.net/doc/5514920303.html,yers 美磊、TAI-TECH 台庆、TOKEN 德键、VIKING 光颉、WALSIN 华新科、YAGEO 国 巨 中国：Gausstek 丰晶、GLE 格莱尔、FH 风华、CODACA 科达嘉、Sunlord 顺络、紫泰荆、肇庆英达 硬件工程师笔试题 一、电路分析: 1、竞争与冒险 在组合逻辑中,在输入端的不同通道数字信号中经过了不同的延时,导致到达该门的时间不一致叫竞争。因此在输出端可能产生短时脉冲(尖峰脉冲)的现象叫冒险。 常用的消除竞争冒险的方法有:输入端加滤波电容、选通脉冲、修改逻辑设计等。 2、同步与异步 同步逻辑就是时钟之间有固定的因果关系。异步逻辑就是各时钟之间没有固定的因果关系。同步电路:存储电路中所有触发器的时钟输入端都接同一个时钟脉冲源,因而所有触发器的状态的变化都与所加的时钟脉冲信号同步。 异步电路:电路没有统一的时钟,有些触发器的时钟输入端与时钟脉冲源相连,只有这些触发器的状态变化与时钟脉冲同步,而其它的触发器的状态变化不与时钟脉冲同步。 异步电路不使用时钟脉冲做同步,其子系统就是使用特殊的“开始”与“完成”信号使之同步 同步就就是双方有一个共同的时钟,当发送时,接收方同时准备接收。异步双方不需要共同的时钟,也就就是接收方不知道发送方什么时候发送,所以在发送的信息中就要有提示接收方开始接收的信息,如开始位,结束时有停止位 3、仿真软件:Proteus 4、Setup 与Hold time Setup/hold time 就是测试芯片对输入信号与时钟信号之间的时间要求。建立时间就是指触发器的时钟信号上升沿到来以前,数据稳定不变的时间。输入信号应提前时钟上升沿(如上升沿有效)T时间到达芯片,这个T就就是建立时间-Setup time、如不满足setup time,这个数据就不能被这一时钟打入触发器,只有在下一个时钟上升沿,数据才能被打入触发器。保持时间就是指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hold time不够,数据同样不能被打入触发器。 5、IC设计中同步复位与异步复位的区别 同步复位在时钟沿采集复位信号,完成复位动作。异步复位不管时钟,只要复位信号满足条件,就完成复位动作。异步复位对复位信号要求比较高,不能有毛刺,如果其与时钟关系不确定,也可能出现亚稳态。 6、常用的电平标准 TTL: transistor-transistor logic gate晶体管－晶体管逻辑门 CMOS:Complementary Metal Oxide Semiconductor互补金属氧化物半导体 LVTTL(Low Voltage TTL)、LVCMOS(Low Voltage CMOS):3、3V、2、5V RS232、RS485 7、TTL电平与CMOS电平 硬件工程师面试题集 (DSP，嵌入式系统，电子线路，通讯，微电子，半导体) ---ReaLYamede 1下面是一些基本的数字电路知识问题，请简要回答之。 ⑴什么是SetUP和HOld时间？ 答：SetUP/Hold Time用于测试芯片对输入信号和时钟信号之间的时间要求。建立时间(SetUP Time)是指触发器的时钟信号上升沿到来以前，数据能够保持稳定不变的时间。输入数据信 号应提前时钟上升沿(如上升沿有效)T时间到达芯片，这个T就是建立时间通常所说的SetUPTime。如不满足SetUP Time，这个数据就不能被这一时钟打入触发器，只有在下一个时钟上升沿到来时，数据才能被打入触发器。保持时间(Hold Time)是指触发器的时钟信号 上升沿到来以后，数据保持稳定不变的时间。如果Hold Time不够，数据同样不能被打入 触发器。 (2) 什么是竞争与冒险现象？怎样判断？如何消除？ 答：在组合逻辑电路中，由于门电路的输入信号经过的通路不尽相同，所产生的延时也就会 不同，从而导致到达该门的时间不一致，我们把这种现象叫做竞争。由于竞争而在电路输出 端可能产生尖峰脉冲或毛刺的现象叫冒险。如果布尔式中有相反的信号则可能产生竞争和冒 险现象。解决方法：一是添加布尔式的消去项，二是在芯片外部加电容。 (3) 请画出用D触发器实现2倍分频的逻辑电路 答：把D触发器的输出端加非门接到D端即可，如下图所示： OIJTPUT CLK (4) 什么是"线与"逻辑，要实现它，在硬件特性上有什么具体要求？ 答：线与逻辑是两个或多个输出信号相连可以实现与的功能。在硬件上，要用OC门来实现(漏极或者集电极开路)，为了防止因灌电流过大而烧坏OC门,应在OC门输出端接一上拉电阻(线或则是下拉电阻)。 (5) 什么是同步逻辑和异步逻辑？同步电路与异步电路有何区别？ 答：同步逻辑是时钟之间有固定的因果关系。异步逻辑是各时钟之间没有固定的因果关系.电路设计可分类为同步电路设计和异步电路设计。同步电路利用时钟脉冲使其子系统同步运 作，而异步电路不使用时钟脉冲做同步，其子系统是使用特殊的“开始”和“完成”信号 使之同步。异步电路具有下列优点：无时钟歪斜问题、低电源消耗、平均效能而非最差效 能、模块性、可组合和可复用性。 ⑺你知道那些常用逻辑电平？TTL与CoMS电平可以直接互连吗？ 答：常用的电平标准，低速的有RS232、RS485、RS422、TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、ECL、LVPECL 等，高速的有LVDS、GTL、PGTL> CML、HSTL、SSTL 等。 一般说来，CMOS电平比TTL电平有着更高的噪声容限。如果不考虑速度和性能，一般TTL与CMOS器件可以互换。但是需要注意有时候负载效应可能引起电路工作不正常，因为有些 谈谈硬件工程师要学习的东西 下面是别人写两篇文章，可以看看，第一篇“硬件工程师发展的几个方向”。对于硬件来讲有几个方向，就单纯信号来分为数字和模拟，模拟比较难搞，一般需要很长的经验积累，单单一个阻值或容值的精度不够就可能使信号偏差很大。因此年轻人搞的较少，随着技术的发展，出现了模拟电路数字化，比如手机的Modem射频模块，都采用成熟的套片，而当年国际上只有两家公司有此技术，自我感觉模拟功能不太强的人，不太适合搞这个，如果真能搞定到手机的射频模块，只要达到一般程度可能月薪都在15K以上。 另一类就是数字部分了，在大方向上又可分为51/ARM的单片机类，DSP类，FPGA类，国内FPGA的工程师大多是在IC设计公司从事IP核的前端验证，这部分不搞到门级，前途不太明朗，即使做个IC前端验证工程师，也要搞上几年才能胜任。DSP硬件接口比较定型，如果不向驱动或是算法上靠拢，前途也不会太大。而ARM单片机类的内容就较多，业界产品占用量大，应用人群广，因此就业空间极大，而硬件设计最体现水平和水准的就是接口设计这块，这是各个高级硬件工程师相互PK，判定水平高低的依据。而接口设计这块最关键的是看时序，而不是简单的连接，比如PXA255处理器I 2C要求速度在100Kbps，如果把一个I2C 外围器件，最高还达不到100kbps的与它相接，必然要导致设计的失败。这样的情况有很多，比如51单片机可以在总线接LCD，但为什么这种LCD就不能挂在ARM的总线上，还有ARM7总线上可以外接个Winband的SD卡控制器，但为什么这种控制器接不到ARM9或是Xscale处理器上，这些都是问题。因此接口并不是一种简单的连接，要看时序，要看参数。一个优秀的硬件工程师应该能够在没有参考方案的前提下设计出一个在成本和性能上更加优秀的产品，靠现有的方案，也要进行适当的可行性裁剪，但不是胡乱的来，我遇到一个工程师把方案中的5V变1.8V的DC芯片，直接更换成LDO，有时就会把CPU烧上几个。前几天还有人希望我帮忙把他们以前基于PXA255平台的手持GPS设备做下程序优化，我问了一下情况，地图是存在SD卡中的，而SD卡与PXA255的MMC控制器间采用的SPI接口，因此导致地图读取速度十分的慢，这种情况是设计中严重的缺陷，而不是程序的问题，因此我提了几条建议，让他们更新试下再说。 因此想成为一个优秀的工程师，需要对系统整体性的把握和对已有电路的理解，换句话说，给你一套电路图你终究能看明白多少，看不明白80%以上的话，说明你离优秀的工程师还差得远哪。其次是电路的调试能力和审图能力，但最最基本的能力还是原理图设计PCB绘制，逻辑设计这块。这是 电子硬件工程师要求 基于实际经验与实际项目详细理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本...基本上就可以成为一个合格的电子工程师:第一部分:硬件知识一、数字信... 基于实际经验与实际项目详细理解并掌握成为合格的硬件工程师的最基本知识。 1）基本设计规范 2）CPU基本知识、架构、性能及选型指导 3）MOTOROLA公司的PowerPC系列基本知识、性能详解及选型指导 4）网络处理器(INTEL、MOTOROLA、IBM)的基本知识、架构、性能及选型 5）常用总线的基本知识、性能详解 6）各种存储器的详细性能介绍、设计要点及选型 7）Datacom、Telecom领域常用物理层接口芯片基本知识，性能、设计要点及选型 8）常用器件选型要点与精华 9）FPGA、CPLD、EPLD的详细性能介绍、设计要点及选型指导 10）VHDL和Verilog HDL介绍 11）网络基础 12）国内大型通信设备公司硬件研究开发流程 最流行的EDA工具指导 熟练掌握并使用业界最新、最流行的专业设计工具 1）Innoveda公司的ViewDraw，Power PCB，Cam350 2）CADENCE公司的OrCad，Allegro，Spectra 3）Altera公司的MAX+PLUS II 4）学习熟练使用VIEWDRAW、ORCAD、POWERPCB、SPECCTRA、ALLEGRO、CAM350、MAX+PLUS II、ISE、FOUNDATION等工具 5）XILINX公司的FOUNDATION、ISE 一．硬件总体设计 掌握硬件总体设计所必须具备的硬件设计经验与设计思路 1）产品需求分析 2）开发可行性分析 3）系统方案调研 4）总体架构，CPU选型，总线类型 5）数据通信与电信领域主流CPU：M68k系列，PowerPC860,PowerPC8240,8260体系结构，性能及对比6）总体硬件结构设计及应注意的问题 7）通信接口类型选择 8）任务分解 9）最小系统设计 10）PCI总线知识与规范 11）如何在总体设计阶段避免出现致命性错误 12）如何合理地进行任务分解以达到事半功倍的效果 13）项目案例：中、低端路由器等 二．硬件原理图设计技术 目的：通过具体的项目案例，详细进行原理图设计全部经验，设计要点与精髓揭密。 1）电信与数据通信领域主流CPU（M68k,PowerPC860,8240,8260等）的原理设计经验与精华； 一、填空题（每题5分，8题，共40分） 1.二极管的导通电压一般是0.7V 。 2.MOS管根据掺杂类型可以分为NMOS 、PMOS 。 3.晶体三极管在工作时，发射结和集电结均处于正向偏置，该晶体管工作在饱和状态。 4.二进制数(11010010)2转换成十六进制数是D2 。 5.贴片电阻上的103代表10k。 6.输出使用OC门或OD门实现线与功能。 7.假设A传输线的特征阻抗是70欧姆，B传输线的特征阻抗是30欧姆，A传输线与B传输线相 连，那么它们之间的反射系数是0.4。（-0.4也可以是正确答案） 8.假设模拟信号的输入带宽是10Hz~1MHz，对信号进行无失真采样的最低频率是 2MHz 。 二、问答题（每题10分，6题，共60分） 1.单片机上电后没有运转，首先要检查什么？（10分） 答案：第一步，测量电源电压是否正常；第二步，测量复位引脚是否正常；第三步，测量外部晶振是否起振。2.请分别画出BUCK和BOOST电路的原理框图。（10分） BUCK电路： BOOST电路： 3.请画出SAR型（逐次逼近型）ADC的原理框图，或者描述SAR型ADC的工作原理。（10 分） SAR型ADC包括采样保持电路(S/H)、比较器(COMP ARE)、数/模转换器(DAC)、逐次逼近寄存器(SAR REGISTER) 和逻辑控制单元(SAR L OGIC)。模拟输入电压VIN由采样保持电路采样并保持，为实现二进制搜索算法，首先由SAR L OGIC 控制N位寄存器设置在中间刻度，即令最高有效位MSB为“1”电平而其余位均为“0”电平，此时数字模拟转换器DAC输出电压VDAC为0.5VREF，其中VREF为提供给ADC的基准电压。由比较器对VIN和VDAC进行比较，若VIN>VDAC ，则比较器输出“1”电平，N位寄存器的MSB保持“1”电平；反之，若VN 这 20 个电子线路图，硬件工程师一定用得上！ 电子技术、无线电维修及SMT 电子制造工艺技术绝不是一门容易学好、短时间内就能够掌握的学科。这门学科所涉及的方方面面很多，各方面又相互联系，作为初学者，首先要在整体上了解、初步掌握它。 无论是无线电爱好者还是维修技术人员，你能够说出电路板上那些小元件叫做什么，又有什么作用吗？如果想成为元件（芯片）级高手的话，掌握一些相关的电子知识是必不可少的。 普及DIP 与SMT 电子基础知识，拓宽思路交流，知识的积累是基础的基础，基础和基本功扎实了才能奠定攀登高峰阶梯！这就是基本功。 电子技术的历史背景： 早在两千多年前，人们就发现了电现象和磁现象。我国早在战国时期（公元前 475 一211 年）就发明了司南。而人类对电和磁的真正认识和广泛应用、迄今还只有一百多年历史。在第一次产业革命浪潮的推动下，许多科学家对电和磁现象进行了深入细致的研究，从而取得了重大进展。人们发现带电的物体同性相斥、异性相吸，与磁学现象有类似之处。 1785 年，法国物理学家库仑在总结前人对电磁现象认识的基础上，提出了后人所称的“库仑定律”使,电学与磁学现象得到了统一。 1800 年，意大利物理学家伏特研制出化学电池，用人工办法获得了连续电池，为后人对电和磁关系的研究创造了首要条件。 1822 年，英国的法拉第在前人所做大量工作的基础上，提出了电磁感应定律，证明了“磁”能够产生“电”这,就为发电机和电动机的原理奠定了基础。 1837 年美国画家莫尔斯在前人的基础上设计出比较实用的、用电码传送信息的电报机，之后，又在华盛顿与巴尔的摩城之间建立了世界上第一条电报线路。 1876 年，美国的贝尔发明了电话，实现了人类最早的模拟通信。英国的麦克斯韦在总结前人工作基础上，提出了一套完整的“电磁理论”表,现为四个微分方程。这那就后人所称的“麦克斯韦方程组”麦.克斯韦得出结论：运动着的电荷能产生电磁辐射，形成逐渐向外传播的、看不见的电磁 硬件工程师基础知识 1、请列举您知道的电阻、电容、电感品牌（最好包括国、国外品牌）。 电阻： 美国：AVX、VISHAY威世日本：KOA兴亚、Kyocera京瓷、muRata村田、Panasonic松下、ROHM罗姆、susumu、TDK ： LIZ丽智、PHYCOM飞元、RALEC旺诠、ROYALOHM厚生、SUPEROHM美隆、TA-I大毅、TMT EC泰铭、TOKEN德键、TYOHM幸亚、UniOhm厚声、VITROHM、VIKING光颉、WALSIN华新科、YAGEO国巨新加坡：ASJ 中国：FH风华、捷比信 电容： 美国：AVX、KEMET基美、Skywell泽天、VISHAY威世英国：NOVER 诺华德国：EPCOS、WIMA威马丹麦：JENSEN战神日本：ELNA伊娜、FUJITSU富士通、H ITACHI日立、KOA兴亚、Kyocera京瓷、Matsushita松下、muRata村田、NEC、nichicon（蓝宝石）尼吉康、Nippon Chemi-Con（黑金刚、嘉美工）日本化工、Panasonic松下、Rayco n威康、Rubycon（红宝石）、SANYO三洋、TAIYO YUDEN太诱、TDK、TK东信国：SAMSU NG三星、SAMWHA三和、SAMYOUNG三莹：CAPSUN、CAPXON（丰宾）凯普松、Chocon、Choyo、ELITE金山、EVERCON、EYANG宇阳、GEMCON至美、GSC杰商、G-Luxon世昕、HEC禾伸堂、H ERMEI合美电机、JACKCON融欣、JPCON正邦、LELON立隆、LTEC辉城、OST奥斯特、SACON 士康、SUSCON 冠佐、TAICON台康、TEAPO智宝、WALSIN华新科、YAGEO国巨：FUJICON 富之光、SAMXON万裕中国：AiSHi艾华科技、Chang华威电子、FCON金富康、FH风华、HEC东、JIANGHAI江海、JICON吉光电子、LM利明、R.M三水日明电子、Rukycon海丰三力、Sancon海门三鑫、SEACON鑫龙茂电子、SHENGDA升达、TAI-TECH台庆、TF同飞、TE AMYOUNG天扬、QIFA奇发电子 电感： 美国：AEM、AVX、Coilcraft线艺、Pulse普思、VISHAY威世德国：EPCOS、WE 日本：KOA兴亚、muRata村田、Panasonic松下、sumida胜美达、TAIYO YUDEN太诱、TDK、TOKO、TOREX特瑞仕：CHILISIN奇力新、https://www.360docs.net/doc/5514920303.html,yers美磊、TAI-TECH台庆、TOKEN德键、VIKI NG光颉、WALSIN华新科、YAGEO国巨中国：Gausstek丰晶、GLE格莱尔、FH风华、COD ACA科达嘉、Sunlord顺络、紫泰荆、英达 2、请解释电阻、电容、电感封装的含义：0402、060 3、0805。 表示的是尺寸参数。 0402:40*20mil；0603:60*30mil；0805:80*50mil。 3、请说明以下字母所代表的电容的精度：J、K、M、Z。 J——±5%；K——±10%；M——±20%；Z——+80%~-20% 4、请问电阻、电容、电感的封装大小分别与什么参数有关？ 电阻封装大小与电阻值、额定功率有关；电容封装大小与电容值、额定电压有关；电感封装大小与电感量、额定电流有关。 5、电阻选型需要注意哪些参数？ 电阻值、精度、功率（在实际电路上换算出承受最大电流、最大电压）、封装。 6、电容选型需要注意哪些参数？ 电容值、精度、耐压、封装。 第三章硬件基础知识学习 通过上一课的学习，我们貌似成功的点亮了一个LED小灯，但是还有一些知识大家还没有 彻底明白。单片机是根据硬件电路图的设计来写代码的，所以我们不仅仅要学习编程知识，还有硬件知识，也要进一步的学习，这节课我们就要来穿插介绍电路硬件知识。 3.1 电磁干扰EMI 第一个知识点，去耦电容的应用，那首先要介绍一下去耦电容的应用背景，这个背景就是电磁干扰，也就是传说中的EMI。 1、冬天的时候，尤其是空气比较干燥的内陆城市，很多朋友都有这样的经历，手触碰到电脑外壳、铁柜子等物品的时候会被电击，实际上这就是“静电放电”现象，也称之为ESD。 2、不知道有没有同学有这样的经历，早期我们使用电钻这种电机设备，并且同时在听收音机或者看电视的时候，收音机或者电视会出现杂音，这就是“快速瞬间群脉冲”的效果，也称之为EFT。 3、以前的老电脑，有的性能不是很好，带电热插拔优盘、移动硬盘等外围设备的时候，内部会产生一个百万分之一秒的电源切换，直接导致电脑出现蓝屏或者重启现象，就是热插拔的“浪涌”效果，称之为Surge... ... 电磁干扰的内容有很多，我们这里不能一一列举，但是有些内容非常重要，后边我们要一点点的了解。这些问题大家不要认为是小问题，比如一个简单的静电放电，我们用手能感觉到的静电，可能已经达到3KV以上，如果用眼睛能看得到的，至少是5KV了，只是因为 这个电压虽然很高，电量却很小，因此不会对人体造成伤害。但是我们应用的这些半导体元器件就不一样了，一旦瞬间电压过高，就有可能造成器件的损坏。而且，即使不损坏，在2、3里边介绍的两种现象，也严重干扰到我们正常使用电子设备了。 基于以上的这些问题，就诞生了电磁兼容(EMC)这个名词。这节课我们仅仅讲一下去耦硬件工程师必用的20个电子线路图
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