初级硬件工程师考试_2019硬件工程师考试精华版模拟题（1.17）

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　　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/HoldTime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(SetupTime)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SetupTime，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(HoldTime)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HoldTime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)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)。

　　(4)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。

　　(5)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。

　　2、你所知道的可编程逻辑器件有哪些？

　　答：ROM(只读存储器)、PLA(可编程逻辑阵列)、FPLA(现场可编程逻辑阵列)、PAL(可编程阵列逻辑)GAL(通用阵列逻辑)，EPLD(可擦除的可编程逻辑器件)、FPGA(现场可编程门阵列)、CPLD(复杂可编程逻辑器件)等，其中ROM、FPLA、PAL、GAL、EPLD是出现较早的可编程逻辑器件，而FPGA和CPLD是当今最流行的两类可编程逻辑器件。FPGA是基于查找表结构的，而CPLD是基于乘积项结构的。

　　3、用VHDL或VERILOG、ABLE描述8位D触发器逻辑

　　4、请简述用EDA软件(如PROTEL)进行设计(包括原理图和PCB图)到调试出样机的整个过程，在各环节应注意哪些问题？

　　答：完成一个电子电路设计方案的整个过程大致可分：(1)原理图设计(2)PCB设计(3)投板(4)元器件焊接(5)模块化调试(6)整机调试。注意问题如下：

　　(1)原理图设计阶段

　　注意适当加入旁路电容与去耦电容；

　　注意适当加入测试点和0欧电阻以方便调试时测试用；

　　注意适当加入0欧电阻、电感和磁珠（专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰）以实现抗干扰和阻抗匹配；

　　(2)PCB设计阶段

　　自己设计的元器件封装要特别注意以防止板打出来后元器件无法焊接；

　　FM部分走线要尽量短而粗，电源和地线也要尽可能粗；

　　旁路电容、晶振要尽量靠近芯片对应管脚；

　　注意美观与使用方便；

　　(3)投板

　　说明自己需要的工艺以及对制板的要求；

　　(4)元器件焊接

　　防止出现芯片焊错位置，管脚不对应；

　　防止出现虚焊、漏焊、搭焊等；

　　(5)模块化调试

　　先调试电源模块，然后调试控制模块，然后再调试其它模块；

　　上电时动作要迅速，发现不会出现短路时在彻底接通电源；

　　调试一个模块时适当隔离其它模块；

　　各模块的技术指标一定要大于客户的要求；

　　(6)整机调试

　　如提高灵敏度等问题

　　5、基尔霍夫定理

　　KCL：电路中的任意节点，任意时刻流入该节点的电流等于流出该节点的电流（KVL同理）

　　6、描述反馈电路的概念，列举他们的应用

　　反馈是将放大器输出信号(电压或电流)的一部分或全部，回收到放大器输入端与输入信号进行比较(相加或相减)，并用比较所得的有效输入信号去控制输出，负反馈可以用来稳定输出信号或者增益，也可以扩展通频带，特别适合于自动控制系统。正反馈可以形成振荡，适合振荡电路和波形发生电路。

　　7、负反馈种类及其优点

　　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

　　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

　　8、放大电路的频率补偿的目的是什么，有哪些方法

　　频率补偿是为了改变频率特性，减小时钟和相位差，使输入输出频率同步

　　相位补偿通常是改善稳定裕度，相位补偿与频率补偿的目标有时是矛盾的

　　不同的电路或者说不同的元器件对不同频率的放大倍数是不相同的，如果输入信号不是单一频率，就会造成高频放大的倍数大，低频放大的倍数小，结果输出的波形就产生了失真

　　放大电路中频率补偿的目的：一是改善放大电路的高频特性，二是克服由于引入负反馈而可能出现自激振荡现象，使放大器能够稳定工作。

　　在放大电路中，由于晶体管结电容的存在常常会使放大电路频率响应的高频段不理想，为了解决这一问题，常用的方法就是在电路中引入负反馈。然后，负反馈的引入又引入了新的问题，那就是负反馈电路会出现自激振荡现象，所以为了使放大电路能够正常稳定工作，必须对放大电路进行频率补偿。

　　频率补偿的方法可以分为超前补偿和滞后补偿，主要是通过接入一些阻容元件来改变放大电路的开环增益在高频段的相频特性，目前使用最多的就是锁相环

　　9、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。

　　10、名词解释：SRAM、SSRAM、SDRAM、压控振荡器(VCO)

　　SRAM：静态RAM；DRAM：动态RAM；SSRAM：SynchronousStaticRandomAccessMemory同步静态随机访问存储器，它的一种类型的SRAM。SSRAM的所有访问都在时钟的上升/下降沿启动。地址、数据输入和其它控制信号均与时钟信号相关。

　　这一点与异步SRAM不同，异步SRAM的访问独立于时钟，数据输入和输出都由地址的变化控制。SDRAM：SynchronousDRAM同步动态随机存储器。

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