校园招聘攻略----硬件工程师基础问题

Posted 2023-01-02 鲁棒最小二乘支持向量机

问题31

面试官：

RS232通信特点？

学生：

• 1、接口的信号电平值较高，与TTL电平不兼容，需要使用电平转换电路与TTL电路连接
• 2、传输速率较低，异步传输时，波特率为20Kbps
• 3、接口使用一根信号线和一根信号返回线构成共地的传输形式，容易产生共模干扰，故抗噪声干扰性弱
• 4、传输距离有限，实际传输距离50米左右

问题32

面试官：

RS484通信特点？

学生：

• 1、接口信号电平比RS232降低了，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接
• 2、电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+(2-6)V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-(2-6)V表示
• 3、数据最高传输速率为10Mbps
• 4、接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干能力增强，即抗噪声干扰性好
• 5、最大传输距离可达3000米
• 6、RS232接口在总线上只允许连接1个收发器，即单站能力。而RS485接口在总线上是允许连接多达128个收发器，即具有多站能力

问题33

面试官：

RS422与RS485通信对比？

学生：

• 1、共模输出电压是不同的，RS485是-7V至+12V之间，而RS422在-7V至+7V之间
• 2、RS422在总线电缆的远端并接电阻，RS485则应在总线电缆的开始和末端都需并接终接电阻。电阻一般在RS422网络中取100Ω，在RS485网络中取120Ω
• 3、120Ω电阻作用：相当于电缆特性阻抗的电阻，因为大多数双绞线电缆特性阻抗大约在100～120Ω。这种匹配方法简单有效，但有一个缺点，匹配电阻要消耗较大功率，对于功耗限制比较严格的系统不太适合。在长线信号传输时，一般为了避免信号的反射和回波，需要在接收端接入终端匹配电阻。其终端匹配电阻值取决于电缆的阻抗特性，与电缆的长度无关
• 4、匹配方式：方案一，在位于总线两端的差分端口，A+与B-之间跨接120Ω匹配电阻，减少由于不匹配而引起的反射、吸收噪声，抑制噪声干扰。但匹配电阻要消耗较大电流，不适用于功耗限制严格的系统；方案二，比较省电的匹配方案是RC匹配，利用一只电容C隔断直流成分，可以节省大部分功率，但电容C的取值是个难点，需要在功耗和匹配质量间进行折中；方案三，采用二极管匹配，利用二极管的钳位作用，迅速削弱反射信号达到改善信号质量的目的，节能效果显著

UART详细学习文章: 硬件设计基础----通信协议UART

问题34

面试官：

CAN总线的特点？

学生：

• 1、采用两线串行通讯方式，具有较强的错误检测能力，可以在高噪声干扰环境下工作
• 2、具有实时性强，传输距离长，电磁干扰强，成本低的优点
• 3、可靠的错误处理和错误检测机制
• 4、节点具有严重错误时自动终止总线的功能
• 5、具有通过CAN控制器将多个控制模块连接到CAN总线以形成多主机本地网络的优先级和仲裁功能
• 6、消息的身份可以决定接收还是屏蔽
• 7、如果传输的信息已损坏，则可以自动重新传输
• 8、该消息不包含源地址和目标地址，仅使用标志来指示功能信息和优先级信息

问题35

面试官：

IIC通信特点？

学生：

• 1、IIC通信是一种半双工通信方式，通信的硬件线路由一条SCL(时钟线)和SDA(数据线)组成，此外相互通信的设备还需要共地，两条通讯线路需要上拉(外接上拉电阻)
• 2、IIC总线只需要一根数据线和一根时钟线两根线，总线接口已经集成在芯片内部，优化主板空间和成本
• 3、连接到相同总线的IC 数量只受到总线的最大电容400pF限制
• 4、支持多主机设备，但是同一时刻只允许一台主机

IIC详细学习文章: 硬件设计基础----通信协议IIC

问题36

面试官：

SPI通信特点？

学生：

• 1、SPI是一种高速全双工同步通信总线。一个主机设备可以和一个或多个从机设备进行通信。主设备开始与从设备的同步通信，从而完成数据的交换。标准的SPI有四个引脚，分别为：MOSI(主机输出从机输入)、MISO(主机输入从机输出)、CLK(时钟)、CS(片选)
• 2、由时钟极性和时钟相位相互组合，得出SPI四种工作模式如下：模式0，CPOL= 0，CPHA=0。SCK串行时钟线空闲是为低电平，数据在SCK时钟的上升沿被采样，数据在SCK时钟的下降沿切换；模式1，CPOL= 0，CPHA=1。SCK串行时钟线空闲是为低电平，数据在SCK时钟的下降沿被采样，数据在SCK时钟的上升沿切换；模式2，CPOL= 1，CPHA=0。SCK串行时钟线空闲是为高电平，数据在SCK时钟的下降沿被采样，数据在SCK时钟的上升沿切换；模式3，CPOL= 1，CPHA=1。SCK串行时钟线空闲是为高电平，数据在SCK时钟的上升沿被采样，数据在SCK时钟的下降沿切换
• 3、只支持单个主机，数据传输速率较高

SPI详细学习文章: 硬件设计基础----通信协议SPI

问题37

面试官：

示波器测量电源纹波？

学生：

• 以20M示波器带宽为限制标准，电压设为PK-PK，去除示波器控头上的夹子与地线(因为这个本身的夹子与地线会形成环路，像一个天线接收杂讯，引入一些不必要的杂讯)，使用接地环(不使用接地环也可以，不过要考虑其产生的误差)，在探头上并联一个10UF电解电容与一个0.1UF瓷片电容，用示波器的探针直接进行测试；如果示波器探头不是直接接触输出点，应该用双绞线，或者50Ω同轴电缆方式测量
• 为什么并联电解和瓷片电容：纹波是直流电中的交流成分，加电解电容是为了隔断直流成分，加瓷片电容是为了滤掉高频干扰

问题38

面试官：

电源纹波的危害？

学生：

• 纹波(ripple)的定义是指在直流电压或电流中,叠加在直流稳定量上的交流分量。可以用有效值或峰值来表示，或者用绝对量、相对量来表示，单位为mV
• 容易在用电器上产生谐波，而谐波会产生更多的危害
• 降低了电源的效率
• 较强的纹波会造成浪涌电压或电流的产生，导致烧毁用电器
• 会干扰数字电路的逻辑关系，影响其正常工作
• 会带来噪音干扰，使图像设备、音响设备不能正常工作

问题39

面试官：

电源纹波产生的原因？

学生：

• 1、输入低频纹波，低频纹波是与输出电路的滤波电容容量相关。电容的容量不可能无限制地增加，导致输出低频纹波的残留。低频纹波抑制的几种常用的方法：加大输出低频滤波的电感，电容参数；采用前馈控制方法，降低低频纹波分量
• 2、高频纹波，高频纹波噪声来源于高频功率开关变换电路。高频纹波抑制常用的方法有以下几种：提高开关电源工作频率，以提高高频纹波频率；增加L值，或者提高开关频率可以减小电感内的电流波动；加大输出高频滤波器，可以抑制输出高频纹波；采用多级滤波
• 3、寄生参数引起得到共模纹波噪声，由于功率器件与散热器底板和变压器原、副边之间存在寄生电容，导线存在寄生电感，减小与控制功率器件、变压器与机壳地之间的寄生电容，并将散热器有效接地，同时在输出侧加共模电感及电容，可减小输出的共模纹波噪声。减小输出共模纹波噪声的常用方法：输入、输出采用专门设计的EMI滤波器；降低开关毛刺幅度
• 4、功率器件开关过程中产生的超高频谐振噪声，超高频谐振噪声主要来源于：高频整流二极管反向恢复时二极管结电容、功率器件开关；功率器件结电容与线路寄生电感的谐振；频率一般为1-10MHz；通过选用软恢复特性二极管、结电容小的开关管和减少布线长度等措施可以减少超高频谐振噪声
• 5、闭环调节控制引起的纹波噪声，在调节器输出增加对地的补偿网络，调节器的补偿可抑制调节器自激引起的纹波增大；在反馈通道中不增加纯滞后滤波环节。使延时滞后降到最小，以增加闭环调节的快速性和及时性，对抑制输出电压纹波是有益的

问题40

面试官：

MOS全桥驱动与半桥驱动区别？

学生：

• 全桥，四个三极管或MOS管组成；半桥，两个三极管或MOS管组成
• 全桥电路不容易产生泻流，而半桥电路在振荡转换之间容易泻有电流使波形变坏，产生干扰
• 半桥电路成本底，电路容易形成，全桥电路成本高，电路相对复杂

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