20个硬件常见面试题

问1

晶体管基本放大电路有共射、共集、共基三种接法，请简述这三种基本放大电路的特点。

共射：共射放大电路具有放大电流和电压的作用，输入电阻大小居中，输出电阻较大，频带较窄，适用于一般放大。

共集：共集放大电路只有电流放大作用，输入电阻高，输出电阻低，具有电压跟随的特点，常做多级放大电路的输入级和输出级。

共基：共基电路只有电压放大作用，输入电阻小，输出电阻和电压放大倍数与共射电路相当，高频特性好，适用于宽频带放大电路。

问2

多级放大电路的级间耦合方式有哪几种？哪种耦合方式的电路零点偏移最严重？哪种耦合方式可以实现阻抗变换？

有三种耦合方式：直接耦合、阻容耦合、变压器耦合。直接耦合的电路零点漂移最严重，变压器耦合的电路可以实现阻抗变换。

问3

名词解释：耦合、去耦、旁路、滤波。

耦合：两个本来分开的电路之间或一个电路的两个本来相互分开的部分之间的交链。可使能量从一个电路传送到另一个电路，或由电路的一个部分传送到另一部分。

去耦：阻止从一电路交换或反馈能量到另一电路，防止发生不可预测的反馈，影响下一级放大器或其它电路正常工作。

旁路：将混有高频信号和低频信号的信号中的高频成分通过电子元器件（通常是电容）过滤掉，只允许低频信号输入到下一级，而不需要高频信号进入。

滤波：滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。

问4

什么是竞争与冒险？

逻辑电路中，由于门的输入信号经过不同的延时，到达门的时间不一致，这种情况叫竞争。由于竞争而导致输出产生毛刺（瞬间错误），这一现象叫冒险。

问5

无源滤波器和有源滤波器有什么区别？

无源滤波器由无源器件R、L、C组成，将其设计为某频率下极低阻抗，对相应频率谐波电流进行分流，其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道。

无源滤波器可分为两大类：调谐滤波器和高通滤波器。无源滤波器结构简单、成本低廉、运行可靠性高，是应用广泛的被动式谐波治理方案。有源滤波器由有源器件（如集成运放）和R、C组成，不用电感L、体积小、重量轻。

有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。集成运放的开环电压增益和输入阻抗很高，输出电阻很小，构成有源滤波电路后有一定的电压放大和缓冲作用。集成运放带宽有限，所以有源滤波器的工作频率做不高。

问6

锁相环由哪几部分组成？

由鉴相器、环路滤波器和压控振荡器三部分组成，有的锁相环还多一个1/N分频器。

问7

RS-232C标准的逻辑0和逻辑1电压范围是多少？CAN和RS485收发器工作电平是几伏？

RS-232C电气标准是负逻辑，逻辑0的电压范围是 5V~ 15V，逻辑1的电压范围是-5V~-15V。

CAN收发器工作电平是5V，RS485收发器工作电平是3.3V。

问8

名词解释：UART、USRT、USART。

UART：Universal Asychronous Receiver/Transmitter，通用异步接收器/发送器，能够完成异步通信。

USRT：Universal Sychronous Receiver/Transmitter，通用同步接收器/发送器，能够完成同步通信。

USART：Universal Sychronous Asychronous Receiver/Transmitter，通用同步异步接收器/发送器，能完成异步和同步通信。

问9

串口异步通信的字符帧格式由哪几部分组成？

由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位四部分组成。

问10

请简述USBHOST、USB Slave和USB OTG的区别。

USB HOST是主机，实现控制功能，也可以存取数据，如电脑PC。USB HOST主机只可以和USBSlave设备连接。

USB Slave是从设备，属于被控制设备，可输入输出数据，如U盘、移动硬盘、MP3、MP4、鼠标、键盘、游戏手柄、网卡、打印机、读卡器等USB设备。

USB OTG全称是USB On-The-Go，属于直接控制和传输设备，既可以做USB HOST也可以做USB Slave，通过ID信号来控制主、从切换。

问11

请列举您知道的逻辑电平。

低速：RS232、RS422、RS485、TTL、CMOS、LVTTL、LVCMOS、ECL、PECL、LVPECL

高速：LVDS、GTL、PGTL、CML、HSTL、SSTL

问12

请列举您知道的差分平衡电平接口。

RS422、RS485、RJ45、CAN、USB、LVDS。

问13

电磁干扰的三要素是什么？

电磁干扰源、干扰传播路径和干扰敏感设备。

问14

请解释一下什么是串扰和振铃。

串扰：串扰是指一个信号被其它信号干扰，作用原理是电磁场耦合。信号线之间的互感和互容会引起线上的噪声。容性耦合引发耦合电流，而感性耦合引发耦合电压。

振铃：是因为信号线本身阻抗不匹配导致信号发生反射和叠加，从而使信号出现了振荡波形。

问15

您所遇到的需要控制单端阻抗为50欧姆、75欧姆的信号有哪些？您所遇到的需要控制差分阻抗为90欧姆、100欧姆、120欧姆的信号有哪些？

一般的高频信号线均为50欧姆~60欧姆。75欧姆主要是视频信号线。USB信号线差分阻抗为90欧姆，以太网差分信号线差分阻抗为100欧姆。RS422、RS485、CAN差分信号的差分阻抗为120欧姆。

问16

差分线走线有两个原则：等长和等距。但在实际布线中可能无法两者都完全满足，那么是等长优先，还是等距优先？

应该等长优先，差分信号是以信号的上升沿和下降沿的交点作为信号变化点的，走线不等长的话会使这个交点偏移，对信号的时序影响较大，另外还给差分信号中引入了共模的成分，降低信号的质量，增加了EMI。

小范围的不等距对差分信号影响并不是很大，间距不一致虽然会导致差分阻抗发生变化，但因为差分对之间的耦合本身就不显著，所以阻抗变化范围也是很小的，通常在10%以内，只相当于一个过孔造成的反射，这对信号传输不会造成明显的影响。

问17

为什么高频信号线的参考地平面要连续（即高频信号线不能跨岛）？

参考地平面给高频信号线提供信号返回路径，返回路劲最好紧贴信号线，最小化电流环路的面积，这样有利于降低辐射、提高信号完整性。

如果参考地平面不连续，则信号会自己寻找最小路径，这个返回路径可能和其他信号回路叠加，导致互相干扰。而且高频信号跨岛会使信号的特征阻抗产生特变，导致信号的反射和叠加，产生振铃现象。

问18

什么是半固化片？

半固化片是PCB中的介质材料和粘合材料，由玻璃纤维和环氧树脂组成，介电常数大概是4.0~4.5。在常温下半固化片是固态，高温加热时半固化片胶状化将上下两侧铜箔粘合起来，半固化片成为中间的介质。

问19

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？激光微型孔可以直接打在元件焊盘上吗？为什么？

通孔是贯穿整个PCB的过孔，盲孔是从PCB表层连接到内层的过孔，埋孔是埋在PCB内层的过孔。

大多数PCB厂家的加工能力是这样的：大于等于8mil的过孔可以做机械孔，小于等于6mil的过孔需要做激光孔。对小于等于6mil的微型孔，在钻孔空间不够时，允许一部分过孔打在PCB焊盘上。

问20

过孔有哪两个寄生参数？这两个寄生参数对电路有什么影响？ 

过孔有两寄生参数：寄生电容和寄生电感。

寄生电容会延长信号的上升时间，降低电路的速度。寄生电感会削弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波效果。

—— The End ——