校园招聘攻略----硬件工程师基础问题(四)

男娘i 2023-09-23 20:56 50阅读 0赞

## 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][----_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][----_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][----_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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[----_UART]: https://blog.csdn.net/qq_42078934/article/details/127156868
[----_IIC]: https://blog.csdn.net/qq_42078934/article/details/127170649
[----_SPI]: https://blog.csdn.net/qq_42078934/article/details/127188824