硬件面试经典 100 题（71~90 题）-EW帮帮网

71、请问下图电路的作用是什么？

该电路实现 IIC 信号的电平转换（3.3V 和 5V 电平转换），并且是双向通信的。

上下两路是一样的，只分析 SDA 一路：

1）从左到右通信（SDA2 为输入状态）：
SDA1 为 3.3V 高电平时，Vgs=0，NMOS 管截止，SDA2 被电阻 Rp 拉高到 5V。
SDA1 为低电平 0V 时，Vgs=3.3V，NMOS 管导通，SDA2 为低电平。

2）从右到左通信（SDA1 为输入状态）：
SDA2 为高电平时，Vgs=0（S 极被 Rp 拉高至 3.3V），NMOS 管截止，SDA1 为高电平 3.3V。SDA2 为低电平 0V 时，NMOS 管内部的二极管导通，S 极被拉低到零点几伏，Vgs 为高电平，NMOS 管导通，从而 SDA2 将 S 极电压拉得更低，直至 0V，SDA1 为低电平 0V。

陈氏解释

72、电路如下图所示。已知 $U_{S}(t)=10\sqrt{2} cos \omega t(V )$

求: （1）频率 ω 为何值时，电路发生谐振？电路的品质因数 Q 是多少？

（2）电路谐振时, UL 和 UC 的有效值是多少？

（1）电路发生谐振时， $j\omega L=\frac{1}{(j\omega C)}$ ， $\omega =\omega _{0}=\frac{1}{\sqrt{LC}}= \frac{1}{\sqrt{10^{-4}\times 10^{-8}}}rad/s=10^{6}$

电路的品质因数 $Q=\frac{\omega _{o}L}R=100$

（2） $U_{L}=U _{C}=QU_{S}=100\times 10V=1000V$

陈氏解释

73、如果一个 BGA 封装的 CPU 芯片焊接到 PCB 上后，因为焊接不良的原因导致某些信号开路，并且某些信号与旁边的信号短路，请问如何定位这两种故障，把开路和短路的信号找出来？

因为一般 IC 的 IO 端口都包含了类似下图所示的保护二极管电路，所以可以用数字万用表的二极管档来判断端口特性。测试方法是：正极接地，负极接需要测试的信号焊盘。如果 PCB 焊盘开路，则万用表跟什么都没连接一样，读数没有任何变化，万用表显示为“1”。如果有两个以上的信号短接在一起，则万用表的读数会比测量正常的信号的读数偏小，因为有两个以上的保护二极管电路并联到一起了。

陈氏解释

74、请简述一下动圈式扬声器（喇叭）的工作原理，并画出动圈式扬声器的结构图。

工作原理：动圈式扬声器是利用电流在磁场中受到磁场力作用的原理制成的。如下图所示，绕在纸盆上的导线构成的线圈处于同心圆盘形（截面是 E 形）磁铁的磁场中，放大器送出的音频电流通过线圈，纸盆在磁铁的磁场驱动下就振动起来，纸盘上的鼓膜产生音频的振动，从而使鼓膜周围的空气振动起来而产生声音。

陈氏解释

75、为何有源压电式蜂鸣器只需要接上额定直流电压即可发声？

这种蜂鸣器可以接音频输出信号作为普通喇叭用吗，为什么？有源压电式蜂鸣器内部有振荡电路（由晶体管或集成电路组成）和驱动电路，所以只需提供直流电源即可发声。又因为内部振荡电路的振荡频率是固定的，所以只能发出一种声音，不能用于普通喇叭电路。

陈氏解释

76、如下左图是有源电磁式蜂鸣器的驱动电路，右图是有源压电式蜂鸣器的驱动电路。请问为什么左图需要二极管而右图不需要，左图二极管的作用是什么？

因为电磁式蜂鸣器内部有线圈，在三极管关断的瞬间，线圈会产生一个反向的电动势（图中方向是下正上负），二极管的作用是给线圈提供一个电流的泄放通路，不至于对三极管造成损害。右图因为压电式蜂鸣器是靠压电陶瓷片的振动发声，内部没有线圈等感性原件，所以不需要放电二极管。

陈氏解释

77、请解释一下什么是 Setup-Time 和 Hold-Time，什么是 Setup-Time 裕量和 Hold-Time 裕量。

Setup-Time 和 Hold-Time 是芯片对输入信号和参考时钟信号之间的时间要求。Setup-Time 是指参考时钟沿到来之前输入信号保持稳定不变的时间，Hold-Time 是指参考时钟沿过后输入信号保持稳定不变的时间。如果信号的 Setup-Time 和 Hold-Time 不满足要求，输入信号将不能打入触发器。如果输入信号在参考时钟沿前后稳定的时间均超过 Setup-Time 和 Hold-Time，那么超过量就分别被称为 Setup-Time 裕量和 Hold-Time 裕量。如下图，tsu 为 Setup-Time，th 为 Hold-Time：

陈氏解释

78、请用 D 触发器画一个二分频电路。

陈氏解释

79、下图是一个传输线串联匹配的模型，假设驱动端 A 的输出阻抗 $R_{0}$ 为 10~20 欧姆（输出高电平和输出低电平时输出阻抗不一样），传输线特征阻抗 $Z_{0}$ 等于 50 欧姆，请问串联匹配电阻 $R_{Ts}$ 应该如何取值？

$R_{Ts}=Z_{0}-R_{0}$ ，所以 $R_{Ts}$ 取 30~40 欧姆，可以取标称值 33 欧姆。

陈氏解释

80、请分析下图三极管单管放大电路中的二极管 VD1 的作用。

二极管 VD1 起温度补偿作用：PN 结的导通压降随温度升高而略有下降，如果没有 VD1 温度补偿二极管，放大电路会出现温漂现象，电路输出电压会出现漂移。如果没有 VD1，温度升高的时候三极管的 Vbe 电压降低，但 Vb 不变，基极电流 Ib 增大；反之则温度降低，Ib 减小。加入 VD1 后可抵消三极管 Vbe 的变化，稳定 Ib 电流。