嵌入式硬件面试题

1、请问什么是通孔、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。

2、请问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。

3、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。

4、当采样信号的频率低于被采样信号的最高频率时，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。

5、运算放大器有什么特点？

参考答案：

运算放大器是一种重要的集成电路，常被用于电子电路的放大和信号处理中。其特点主要包括：

①高增益：运算放大器有很高的电压增益，通常可达几万到几十万倍以上，可以对微小信号进行放大。

②高输入阻抗：运算放大器的输入阻抗很高，接近于无穷大，可以避免测量时对被测量对象产生干扰。

③低输出阻抗：运算放大器的输出阻抗很低，通常在几十欧姆以下，可以输出高电流和低电压，适合驱动其他电路。

④高共模抑制比：运算放大器的共模抑制比很高，可以抑制共模干扰信号，提高系统的抗干扰能力。

⑤可变增益：运算放大器的电压增益可以通过外部电阻和电容等元器件进行调节，从而实现可变增益的功能。

⑥高精度：运算放大器的输出精度高，可以达到几千分之一甚至更高的精度。

⑦高带宽：运算放大器的带宽很宽，可以达到几百kHz或几MHz以上，适合高速信号处理应用。

6、CMOS和TTL以及他们的区别、功耗大小、电平？

参考答案：

CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）和TTL（Transistor-Transistor Logic）都是数字集成电路的主要类型。它们之间的区别如下：

工作电压：CMOS工作电压范围较广，通常在3V到15V之间，而TTL通常在5V左右。

功耗大小：CMOS电路由于采用的是MOSFET管，具有很高的输入阻抗，因此功耗比TTL低得多。

电平：CMOS和TTL的逻辑电平标准不同。CMOS电路中的高电平电压范围通常在2/3 VDD到VDD之间，低电平电压范围通常在0V到1/3 VDD之间。而TTL电路中的高电平电压范围通常在2.4V到5V之间，低电平电压范围通常在0V到0.8V之间。

噪声容限：由于CMOS具有高的输入阻抗和大的电压范围，因此比TTL具有更高的噪声容限。

输出电流能力：TTL输出电流较大，CMOS输出电流较小，因此CMOS电路在驱动电容负载时需要增加输出级。

的来说，CMOS电路比TTL电路功耗更低、噪声容限更高，但是需要考虑驱动能力和输出级的问题。

7、差模干扰的消除？

参考答案：

差模干扰（common mode interference）是指同时作用于两个信号线上的噪声，它们的大小相等，方向相反，形成一个共同的信号噪声。差模干扰不仅会影响信号的质量，还会导致系统的稳定性和可靠性降低。

模干扰的消除可以采取以下几种措施：

采用差分信号传输方式：在差分传输方式下，两条信号线之间的差分模式信号可以有效地抵消差模干扰信号，从而使信号传输更加稳定和可靠。

添加共模抑制电路：共模抑制电路是一种专门用来消除差模干扰的电路，它可以在输入信号上添加一些特定的电路，以达到抑制差模干扰的目的。

加强地线的连接：地线的连接质量直接影响系统中差模信号的抑制效果。加强地线的连接可以有效地降低系统中的差模干扰。

优化PCB设计：差模干扰往往与信号传输线的长度、布线方式、PCB层次等因素有关。因此，在PCB设计中，可以采用更加合理的布线方式、减少线长、优化PCB层次等措施来消除差模干扰。

8、AD设计电路全流程？

参考答案：

AD 设计电路全流程通常包括以下步骤：

确定设计要求：需要对所需的转换精度、采样率、信号带宽等指标进行明确，同时考虑到所需的功耗、成本、占用面积等因素。

选型与方案设计：在确定设计要求之后，需要选定合适的 ADC 芯片，并设计相应的外围电路，如输入放大器、参考电压源、时钟电路、抗干扰电路等。根据具体的应用场景，可以采用不同的 ADC 类型，如 SAR ADC、Σ-Δ ADC 等。

PCB 布局与布线：对于高速 ADC 设计，需要对 PCB 进行精细的布局和布线，保证信号完整性和抗干扰能力。对于高速 ADC 设计，可以采用差分信号和屏蔽技术来提高抗干扰能力。

驱动与测试：在 PCB 设计完成后，需要进行驱动和测试，包括基本的测试和校准，以保证 ADC 的性能符合设计要求。需要特别注意的是，AD 设计电路在测试过程中需要注意抗干扰能力，避免测试结果的误差。

总的来说，AD 设计电路的全流程需要充分考虑设计要求、选型与方案设计、PCB 布局与布线、驱动与测试等多个方面的因素，以确保最终设计的 ADC 能够满足应用需求并具备良好的性能。

9、开关电源的基本框图和 LDO 的基本框图并描述区别？

参考答案：

开关电源的基本组成部分是开关电路，该电路的主要功能是将输入电压通过开关元件转换成高频脉冲，经过滤波和调整后得到需要的输出电压。LDO（Low Dropout）电源的主要功能是通过电路内部的晶体管来调整输出电压，保证输出电压的稳定性和精度，其中晶体管的控制通过参考电压进行实现。

开关电源和LDO电源的区别主要在以下方面：

效率：开关电源的效率高于LDO电源，因为开关电源的开关元件将输入电压转换成高频脉冲，通过滤波和调整后得到输出电压，可以达到较高的转换效率。而LDO电源的效率相对较低，因为晶体管调整输出电压时需要通过一个反馈回路进行控制，这个回路会有一定的功耗。成本：开关电源的成本相对较高，因为开关电路需要比较复杂的电路设计和较高的元器件成本。而LDO电源的成本相对较低，因为电路比较简单，元器件成本也相对较低。稳定性：LDO电源的稳定性相对较高，因为晶体管控制输出电压时可以通过反馈回路进行精确控制。而开关电源的稳定性相对较差，因为开关电路中存在开关元件的导通和截止，会对输出电压产生一定的波动和扰动。

10、了解半波振子吗，如何拓展带宽？

参考答案：

半波振荡器（Half-wave oscillator）是一种产生正弦波信号的电路，由于其简单易用，常被用于实际电路中。

半波振荡器一般由一个放大器（Amplifier）、一个滤波器（Filter）和一个反馈网络（Feedback network）组成。其中反馈网络由一个电感和一个电容串联组成，将一部分输出信号反馈给放大器的输入端，从而形成正反馈。当正反馈增益大于等于放大器的放大倍数时，电路就会开始振荡，产生正弦波信号。

拓展半波振荡器的带宽可以采取以下措施：

更改反馈网络元器件的参数，例如改变电感或电容的值，来改变振荡频率和带宽。

加入补偿网络（Compensation network），来补偿放大器的频率响应，从而扩展带宽。

使用多级放大器，例如级联两个放大器，来增加总放大倍数，从而提高正反馈增益，扩展带宽。

需要注意的是，拓展带宽会牺牲其他方面的性能，例如稳定性和噪声等。因此，在设计时需要综合考虑各种因素，权衡取舍。

11、BJT与MOS的区别？

参考答案：

BJT（双极型晶体管）和MOS（金属氧化物半导体场效应管）是两种常用的晶体管器件，它们的区别如下：

结构不同：BJT有三个区域——发射区、基区和集电区，MOS有一个栅极、一个绝缘层和一个衬底。

导通方式不同：BJT的导通是通过注入少量的载流子来控制大量的载流子流动，MOS的导通是通过调节栅极电场来控制载流子在绝缘层和衬底之间的通道。

电压控制特性不同：BJT的电流放大系数（即电流收发比）受温度和器件参数的影响较大，而MOS的电流放大系数可以通过调节栅极电压来精确控制。

功耗不同：两者的差异主要体现在BJT的静态功耗高于MOS，MOS的动态功耗相对较高。

噪声特性不同：BJT的噪声系数较小，MOS的噪声系数相对较大。

因此，在电路设计中，我们需要根据具体的应用场景和性能需求来选择适当的晶体管器件。

12、电容电阻参数怎么选择？

参考答案：

在电路设计中，选择电容和电阻的参数需要考虑多个因素，如电路的工作频率、电压和功率等。以下是一些常见的选择方法和注意事项：

电容参数的选择：

容值：根据电路的工作频率选择合适的电容容值，一般来说，工作频率越高，所需要的电容值越小。

电压：电容的电压需大于电路的最大工作电压，一般选择略大于所需电压的电容。温度系数：根据电路的工作温度选择合适的电容温度系数，以保证电容的参数稳定性。

电阻参数的选择：

阻值：根据电路的工作要求选择合适的电阻阻值，一般来说，所需电阻值与电路的电流和电压有关。精度：根据电路的要求选择合适的电阻精度，一般来说，精度越高的电阻成本也越高。功率：根据电路的功率要求选择合适的电阻功率，以保证电阻在工作时不会受到过大的热损失。

总的来说，选择电容和电阻的参数需要综合考虑多个因素，并进行合理的设计和测试。

13、MOS管的参数考虑？

参考答案：

首先，对于MOS管的选择，我们需要考虑工作电压、电流容限、最大功率和开关速度等因素。这些因素将影响我们选择的MOS管的性能和可靠性。

其次，对于MOS管的参数设计，我们需要考虑输入电容、输出电容和反馈电容等电容值。这些电容值会影响到系统的稳定性和频率响应等性能。

除此之外，我们还需要考虑阻抗匹配、失真、热稳定性等因素。我们需要根据具体的应用场景，选择不同的参数值，并通过仿真分析来验证电路的性能和稳定性。

在器件选型上，我们考虑了多个因素，包括芯片成本、电源电压、功率输出、失真度、热稳定性等因素。我们通过对不同MOS管芯片的数据手册和仿真结果进行比较和分析，最终选择了一款性价比较高的MOS管芯片。