第一篇：硬件工程師筆試

廣州飛歌汽車音響有限公司

硬件工程師筆試題

一、填空

1、電容的特性是 電感的特性是。

2、電容C對頻率為f的信號的容抗，電感L對頻率為f的信號的感抗Xl=

3、LC電路的諧振頻率為

4、三極管在數(shù)字電路中具有的作用。

5、JK觸發(fā)器的特性方程為

二、分析、計算機

1、畫出二極管與門、二極管或門、并做簡單說明（二極管導(dǎo)通電壓0.7V）。

2、列出三極管可組成的三種基本放大電路，并簡要說明這三種情況各自的作用和特點。3如圖所示是一個RC充放電回路示意圖，假設(shè)電容器兩端的初始電壓為零，開關(guān)K與1端接通的瞬間，電源通過電阻R對電容充電；開關(guān)K與2端接通的瞬間，電容通過電阻R放電。寫出充電、放電過程中，t時刻電容的電容Vt的公式，并畫出充電、放電過程電容電壓的特性曲線

4、如圖所示是用一個PNP的三極管驅(qū)動的一個5V繼電器的電路，簡要說明三極管和二極管的作用；若繼電器的內(nèi)阻為100歐姆，三極管的放大倍數(shù)為100倍，試計算出在滿足什么樣的條件下，繼電器能可靠地吸合。

5、如圖所示，三極管導(dǎo)通時UBE=0.7V，B=50.試分析VBB為0V、1V、1.5V三種情況下T的工作狀態(tài)及輸出電壓U0

第二篇：硬件工程師筆試二

硬件工程師筆試二

模擬電路

1、基爾霍夫定理的內(nèi)容是什么？（仕蘭微電子）

2、平板電容公式(C=εS/4πkd)。（未知）

3、最基本的如三極管曲線特性。（未知）

4、描述反饋電路的概念，列舉他們的應(yīng)用。（仕蘭微電子）

5、負(fù)反饋種類（電壓并聯(lián)反饋，電流串聯(lián)反饋，電壓串聯(lián)反饋和電流并聯(lián)反饋）；負(fù)反饋的優(yōu)點（降低放大器的增益靈敏度，改變輸入電阻和輸出電阻，改善放大器的線性和非線性失真，有效地擴展放大器的通頻帶，自動調(diào)節(jié)作用）（未知）

6、放大電路的頻率補償?shù)哪康氖鞘裁?，有哪些方法？（仕蘭微電子）

7、頻率響應(yīng)，如：怎么才算是穩(wěn)定的，如何改變頻響曲線的幾個方法。（未知）

8、給出一個查分運放，如何相位補償，并畫補償后的波特圖。（凹凸）

9、基本放大電路種類（電壓放大器，電流放大器，互導(dǎo)放大器和互阻放大器），優(yōu)缺點，特別是廣泛采用差分結(jié)構(gòu)的原因。（未知）

10、給出一差分電路，告訴其輸出電壓Y+和Y-,求共模分量和差模分量。（未知）

11、畫差放的兩個輸入管。（凹凸）

12、畫出由運放構(gòu)成加法、減法、微分、積分運算的電路原理圖。并畫出一個晶體管級的運放電路。（仕蘭微電子）

13、用運算放大器組成一個10倍的放大器。（未知）

14、給出一個簡單電路，讓你分析輸出電壓的特性（就是個積分電路），并求輸出端某點的rise/fall時間。(Infineon筆試試題)

15、電阻R和電容C串聯(lián)，輸入電壓為R和C之間的電壓，輸出電壓分別為C上電壓和R上電壓，要求制這兩種電路輸入電壓的頻譜，判斷這兩種電路何為高通濾波器，何為低通濾波器。當(dāng)RC<

16、有源濾波器和無源濾波器的原理及區(qū)別?（新太硬件）

17、有一時域信號S=V0sin(2pif0t)+V1cos(2pif1t)+V2sin(2pif3t+90),當(dāng)其通過低通、帶通、高通濾波器后的信號表示方式。（未知）

18、選擇電阻時要考慮什么？（東信筆試題）

19、在CMOS電路中，要有一個單管作為開關(guān)管精確傳遞模擬低電平，這個單管你會用P管還是N管，為什么？（仕蘭微電子）

20、給出多個mos管組成的電路求5個點的電壓。(Infineon筆試試題)

21、電壓源、電流源是集成電路中經(jīng)常用到的模塊，請畫出你知道的線路結(jié)構(gòu)，簡單描述其優(yōu)缺點。（仕蘭微電子）

22、畫電流偏置的產(chǎn)生電路，并解釋。（凹凸）

23、史密斯特電路,求回差電壓。（華為面試題）

24、晶體振蕩器,好像是給出振蕩頻率讓你求周期(應(yīng)該是單片機的,12分之一周期....)（華為面試題）

25、LC正弦波振蕩器有哪幾種三點式振蕩電路，分別畫出其原理圖。（仕蘭微電子）

26、VCO是什么,什么參數(shù)(壓控振蕩器?)（華為面試題）

27、鎖相環(huán)有哪幾部分組成？（仕蘭微電子）

28、鎖相環(huán)電路組成，振蕩器（比如用D觸發(fā)器如何搭）。（未知）

29、求鎖相環(huán)的輸出頻率，給了一個鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)圖。（未知）

30、如果公司做高頻電子的，可能還要RF知識，調(diào)頻，鑒頻鑒相之類，不一一列舉。（未知）

31、一電源和一段傳輸線相連（長度為L,傳輸時間為T），畫出終端處波形，考慮傳輸線無損耗。給出電源電壓波形圖，要求繪制終端波形圖。（未知）

32、微波電路的匹配電阻。（未知）

33、DAC和ADC的實現(xiàn)各有哪些方法？（仕蘭微電子）

34、A/D電路組成、工作原理。（未知）

35、實際工作所需要的一些技術(shù)知識(面試容易問到)。如電路的低功耗，穩(wěn)定，高速如何做到，調(diào)運放，布版圖注意的地方等等,一般會針對簡歷上你所寫做過的東西具體問，肯定會問得很細(xì)（所以別把什么都寫上，精通之類的詞也別用太多了），這個東西各個人就不一樣了，不好說什么了。（未知

第三篇：硬件工程師筆試題目

第一題：翻譯，不說了（注意詞匯：電阻 resistors，阻抗：resistance 反饋feedback，電容capacitance，等吧）

第二題：填空，主要是模電的，功放管根據(jù)什么分類的？按功放中功放管的導(dǎo)電方式不同，可以分為甲類功放（又稱A類）、乙類功放（又稱B類）、甲乙類功放（又稱AB類）和丁類功放（又稱D類）。

1、甲類功放是指在信號的整個周期內(nèi)（正弦波的正負(fù)兩個半周），放大器的任何功率輸出元件都不會出現(xiàn)電流截止（即停止輸出）的一類放大器。甲類放大器工作時會產(chǎn)生高熱，效率很低，但固有的優(yōu)點是不存在交越失真。單端放大器都是甲類工作方式，推挽放大器可以是甲類，也可以是乙類或甲乙類。效率低，約為50%，功率損耗大。

2、乙類功放是指正弦信號的正負(fù)兩個半周分別由推挽輸出級的兩“臂”輪流放大輸出的一類放大器，每一“臂”的導(dǎo)電時間為信號的半個周期。乙類放大器的優(yōu)點是效率高，缺點是會產(chǎn)生交越失真。B類功放的效率平均約為75%；

3、甲乙類功放界于甲類和乙類之間，推挽放大的每一個“臂”導(dǎo)通時間大于信號的半個周期而小于一個周期。甲乙類放大有效解決了乙類放大器的交越失真問題，效率又比甲類放大器高，因此獲得了極為廣泛的應(yīng)用。

4、丁類功放也稱數(shù)字式放大器，利用極高頻率的轉(zhuǎn)換開關(guān)電路來放大音頻信號，具有效率高，體積小的優(yōu)點。許多功率高達1000W的丁類放大器，體積只不過像VHS錄像帶那么大。這類放大器不適宜于用作寬頻帶的放大器，但在有源超低音音箱中有較多的應(yīng)用。

問題三：電容C的阻抗表達式？電容阻抗計算公式是什么？q=UC；I=dq/dt=jwUC ；Zc=U/I=1/jwC ；|Zc|=1/wC ；C=εS/4πkd 式中k為靜電力常量，介電常數(shù)ε由兩極板之間介質(zhì)決定。

問題四：容抗=-j/wc,j表示虛數(shù)部分，電容有無功分量，所以要用虛數(shù)表示。電容的容抗表達式：XC=1/(2*pi*f*C),電感的感抗表達式：XL=2*pi*f*L.f為交流頻率，L,C分別為電感和電容。電感對交流的阻礙能力叫“感抗”。電容對交流的阻礙能力叫“容抗”。

問題三：PCB布線的規(guī)則？1 電源、地線的處理：眾所周知的是在電源、地線之間加上去耦電容。盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關(guān)系是：地線＞電源線＞信號線

2、數(shù)字電路與模擬電路的共地處理：現(xiàn)在有許多PCB不再是單一功能電路（數(shù)字或模擬電路），而是由數(shù)字電路和模擬電路混合構(gòu)成的。電路和模擬電路混合 構(gòu)成的。因此在布線時就需要考慮它們之間互相干擾問題，特別是地線上的噪音干擾。數(shù)字電路的頻率高，模擬電路的敏感度強，對信號線來說，高頻的信號線盡可能遠離敏感的模擬電路器件，對地線來說，整人PCB對外界只有一個結(jié)點，所以必須在PCB內(nèi)部進行處理數(shù)、模共地的問題。3手工布局自動布局a.布局的首要原則是保證布線的布通率，移動器件時注意飛線的連接，把有連線關(guān)系的器件放在一起b.數(shù)字器件和模擬器件要分開，盡量遠離 c.去耦電容盡量靠近器件的VCCd.放置器件時要考慮以后的焊接，不要太密集e.多使用軟件提供的Array和Union功能

第三題：選擇，無線運行商有那幾家？中國電信 中國聯(lián)通 中國移動通訊

第六問：DMA的英文拼寫是“Direct Memory Access”，漢語的意思就是直接內(nèi)存訪問，是一種不經(jīng)過CPU而直接從內(nèi)存存取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換模式。在DMA模式下，CPU只須向DMA控制器下達指令，讓DMA控制器來處理數(shù)據(jù)的傳送，數(shù)據(jù)傳送完畢再把信息反饋給CPU，這樣就很大程度上減輕了CPU資源占有率，可以大大節(jié)省系統(tǒng)資源。DMA模式又可以分為Single-Word DMA（單字節(jié)DMA）和Multi-Word DMA（多字節(jié)DMA）兩種，其中所能達到的最大傳輸速率也只有16.6MB/s.第八問：分析二極管的作用？二極管最主要的特性是單向?qū)щ娦裕?/p>

1、正向特性

2、反向特性

3、擊穿特性

4、頻率特性 第七問：什么是線與（老題了）？硬件上實現(xiàn)有什么要求；？線與邏輯是兩個輸出信號相連可以實現(xiàn)與的功能。在硬件上，要用oc門來實現(xiàn)（漏極或者集電極開路），由于不用oc門可能使灌電流過大，而燒壞邏輯門，同時在輸出端口應(yīng)加一個上拉電阻。（線或則是下拉電阻）將幾個OC門結(jié)構(gòu)與非門輸出并聯(lián)，當(dāng)每個OC門輸出為高電平時，總輸出才為高，這種連接方式稱為線與。第九問： 怎么用萬用表量電流值？

1．選擇量程：萬用表直流電流檔標(biāo)有“mA”有1mA、1omA、100mA三檔量程。選擇量程，應(yīng)根據(jù)電路中的電流大小。如不知電流大小，應(yīng)選用最大量程。2．測量方法：萬用表應(yīng)與被測電路串聯(lián)。應(yīng)將電路相應(yīng)部分?jǐn)嚅_后，將萬用表表筆接在斷點的兩端。紅表筆應(yīng)接在和電源正極相連的斷點，黑表筆接在和電源負(fù)極相連的斷點.第十一問：第五題：翻蓋手機的設(shè)計，器件（LCD：分辨率、響應(yīng)時間、亮度）選擇等（自由發(fā)揮的）；還有就是檢測到翻蓋中斷，怎么處理中斷？滑蓋手機的設(shè)計：（外觀、尺寸、材質(zhì)）面板的設(shè)計：材質(zhì)LCD()、按鍵、電池蓋、MIC(Receiver、Speaker)、耳機插孔、moter（震動）、藍牙等等；(終于到我了，我交出簡歷，然后坐下說：“你好，我叫****，應(yīng)聘的職位是網(wǎng)絡(luò)工程師?！保ê髞磉@成了每一輪面試我都要說的一句話），他看了看，說：“你叫****，你的名字很有意思，哈?！蔽覍擂?，他遞給我一份明天面試的通知單。)

第四篇：硬件工程師找工作筆試題目

硬件題目

1．用mos 管搭出一個二輸入與非門。

2．集成電路前段設(shè)計流程，寫出相關(guān)的工具。

3．解釋名詞IRQ，BIOS，USB，VHDL，SDR。

4．簡述如下Unix 命令cp-r, rm,uname。

5．用波形表示D 觸發(fā)器的功能。

6．寫異步D 觸發(fā)器的verilog module。

7．What is PC Chipset？

8．用傳輸門和倒向器搭一個邊沿觸發(fā)器。

9．畫狀態(tài)機，接受1，2，5 分錢的賣報機，每份報紙5 分錢。DSP 題目

1．H（n）=?a*h（n?1）+b*δ（n）

（1）求h（n）的z 變換

（2）該系統(tǒng)是否為穩(wěn)定系統(tǒng)

（3）寫出FIR 數(shù)字濾波器的差分方程

2．寫出下面模擬信號所需的最小采樣帶寬

（1）模擬信號的頻率范圍是0~4kHz

（2）模擬信號的頻率范圍是2~4kHz

3．名詞解釋

（1）量化誤差

（2）直方圖

（3）白平衡

（4）MMX

4．寫出下面幾種格式中用到的壓縮技術(shù)

（1）JPEG

（2）MPEG2

（3）MP3

1．下面是一些基本的數(shù)字電路知識問題，請簡要回答：

（1）什么是Setup 和Holdup 時間？

（2）什么是競爭與冒險現(xiàn)象？怎樣判斷？如何消除？

（3）請畫出用D 觸發(fā)器實現(xiàn)2 倍分頻的邏輯電路。

（4）什么是“線與”邏輯？要實現(xiàn)它，在硬件特性上有什么具體要求？

（5）什么是同步邏輯和異步邏輯？

（6）請畫出微機接口電路中，典型的輸入設(shè)備與微機接口邏輯示意圖（數(shù) 據(jù)接口、控制接口、所存器／緩沖器）。

（7）你知道哪些常用的邏輯電平？TTL 與COMS 電平可以直接互連嗎？

2．可編程邏輯器件在現(xiàn)代電子設(shè)計中越來越重要，請問：

（1）你所知道的可編程邏輯器件有哪些？

（2）試用VHDL 或Verilog，ABLE 描述8 位D 觸發(fā)器邏輯

3．設(shè)想你將設(shè)計完成一個電子電路方案。請簡述用EDA 軟件（如PROTEL）進行設(shè)計（包括原理圖和PCB 圖）到調(diào)試出樣機的整個過程。在各個環(huán)節(jié)應(yīng)注意

哪些問題？

1．用邏輯門和cmos 電路實現(xiàn)ab+cd

2．用一個二選一mux 和一個inv 實現(xiàn)異或。

3．給了reg 的setup 和hold 時間，求中間組合邏輯的delay 范圍。

4．如何解決亞穩(wěn)態(tài)。

5．用Verilog/VHDL 寫一個fifo 控制器。

6．用Verilog/VDDL 檢測stream 中的特定字符串

1．DSP 和通用處理器在結(jié)構(gòu)上有什么不同？請簡要畫出你熟悉的一種DSP 結(jié) 構(gòu)圖。

2．說說定點DSP 和浮點DSP 的定義（或者說出他們的區(qū)別）。

3．說說你對循環(huán)尋址和位反序?qū)ぶ返睦斫狻?/p>

4．請寫出【?8，7】的二進制補碼和二進制偏置碼。用Q15 表示出0.5 和?0.5。

1．壓控振蕩器的英文縮寫。

3．選擇電阻時要考慮什么？

4．單片機上電后沒有運轉(zhuǎn)，首先要檢查什么？

5．計算機的基本組成部分及其各自的作用。

6．怎樣用D 觸發(fā)器、與或非門組成二分頻電路？

1．說出RC 振蕩器的構(gòu)成和工作原理。

2．什么是SDH?

3．什么是共模、差模?畫出差分電路的結(jié)構(gòu)。

4．a(chǎn)=5;b=6;a+=b++;執(zhí)行結(jié)果是什么？

5．什么是TDM？什么是CDMA？

6．什么是采樣定理？

7．什么是香農(nóng)定理？

8．計算機的中斷有哪幾類？

微電子

1．名詞解釋：VLSI，CMOS，EDA，VHDL，Verilog，HDL，ROM，RAM，DRC，LVS。

2．簡述CMOS 工藝流程。

3．畫出CMOS 與非門的電路，并畫出波形圖簡述其功能。

4．畫出N 溝道增強型MOSFET 的剖面圖。

5．簡述ESD 和latch-up 的含義。

6．簡述三極管與MOS 管的區(qū)別。

7．簡述MOORE 模型和MEALY 模型。

8．簡述堆棧與隊列的區(qū)別。

第五篇：硬件工程師

硬件工程師必看---必殺技學(xué)習(xí)(轉(zhuǎn))充分了解各方的設(shè)計需求,確定合適的解決方案

啟動一個硬件開發(fā)項目,原始的推動力會來自于很多方面,比如市場的需要,基于整個系統(tǒng)架構(gòu)的需要,應(yīng)用軟件部門的功能實現(xiàn)需要,提高系統(tǒng)某方面能力的需要等等,所以作為一個硬件系統(tǒng)的設(shè)計者,要主動的去了解各個方面的需求,并且綜合起來,提出最合適的硬件解決方案。比如A項目的原始推動力來自于公司內(nèi)部的一個高層軟件小組,他們在實際當(dāng)中發(fā)現(xiàn)原有的處理器板IP轉(zhuǎn)發(fā)能力不能滿足要求,從而對于系統(tǒng)的配置和使用都會造成很大的不便,所以他們提出了對新硬件的需求。根據(jù)這個目標(biāo),硬件方案中就針對性的選用了兩個高性能網(wǎng)絡(luò)處理器,然后還需要深入的和軟件設(shè)計者交流,以確定內(nèi)存大小,內(nèi)部結(jié)構(gòu),對外接口和調(diào)試接口的數(shù)量及類型等等細(xì)節(jié),比如軟件人員喜歡將控制信令通路和數(shù)據(jù)通路完全分開來,這樣在確定內(nèi)部數(shù)據(jù)走向的時候要慎重考慮。項目開始之初是需要召開很多的討論會議的,應(yīng)該盡量邀請所有相關(guān)部門來參與,好處有三個,第一可以充分了解大家的需要,以免在系統(tǒng)設(shè)計上遺漏重要的功能,第二是可以讓各個部門了解這個項目的情況,提早做好時間和人員上協(xié)作的準(zhǔn)備,第三是從感情方面講,在設(shè)計之初各個部門就參與了進來,這個項目就變成了大家共同的一個心血結(jié)晶,會得到大家的呵護和良好合作,對完成工作是很有幫助的。原理圖設(shè)計中要注意的問題

原理圖設(shè)計中要有“拿來主義”,現(xiàn)在的芯片廠家一般都可以提供參考設(shè)計的原理圖,所以要盡量的借助這些資源,在充分理解參考設(shè)計的基礎(chǔ)上,做一些自己的發(fā)揮。當(dāng)主要的芯片選定以后,最關(guān)鍵的外圍設(shè)計包括了電源,時鐘和芯片間的互連。

電源是保證硬件系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ),設(shè)計中要詳細(xì)的分析：系統(tǒng)能夠提供的電源輸入;單板需要產(chǎn)生的電源輸出;各個電源需要提供的電流大小;電源電路效率;各個電源能夠允許的波動范圍;整個電源系統(tǒng)需要的上電順序等等。比如A項目中的網(wǎng)絡(luò)處理器需要1.25V作為核心電壓,要求精度在＋5%-－3%之間,電流需要12A左右,根據(jù)這些要求,設(shè)計中采用5V的電源輸入,利用Linear的開關(guān)電源控制器和IR的MOSFET搭建了合適的電源供應(yīng)電路,精度要求決定了輸出電容的ESR選擇,并且為防止電流過大造成的電壓跌落,加入了遠端反饋的功能。

時鐘電路的實現(xiàn)要考慮到目標(biāo)電路的抖動等要求,A項目中用到了GE的PHY器件,剛開始的時候使用一個內(nèi)部帶鎖相環(huán)的零延時時鐘分配芯片提供100MHz時鐘,結(jié)果GE鏈路上出現(xiàn)了丟包,后來換成簡單的時鐘Buffer器件就解決了丟包問題,分析起來就是內(nèi)部的鎖相環(huán)引入了抖動。

芯片之間的互連要保證數(shù)據(jù)的無誤傳輸,在這方面,高速的差分信號線具有速率高,好布線,信號完整性好等特點,A項目中的多芯片間互連均采用了高速差分信號線,在調(diào)試和測試中沒有出現(xiàn)問題。PCB設(shè)計中要注意的問題

PCB設(shè)計中要做到目的明確,對于重要的信號線要非常嚴(yán)格的要求布線的長度和處理地環(huán)路,而對于低速和不重要的信號線就可以放在稍低的布線優(yōu)先級上。重要的部分包括：電源的分割;內(nèi)存的時鐘線,控制線和數(shù)據(jù)線的長度要求;高速差分線的布線等等。

A項目中使用內(nèi)存芯片實現(xiàn)了1G大小的DDR memory,針對這個部分的布線是非常關(guān)鍵的,要考慮到控制線和地址線的拓?fù)浞植?數(shù)據(jù)線和時鐘線的長度差別控制等方面,在實現(xiàn)的過程中,根據(jù)芯片的數(shù)據(jù)手冊和實際的工作頻率可以得出具體的布線規(guī)則要求,比如同一組內(nèi)的數(shù)據(jù)線長度相差不能超過多少個mil,每個通路之間的長度相差不能超過多少個mil等等。當(dāng)這些要求確定后就可以明確要求PCB設(shè)計人員來實現(xiàn)了,如果設(shè)計中所有的重要布線要求都明確了,可以轉(zhuǎn)換成整體的布線約束,利用CAD中的自動布線工具軟件來實現(xiàn)PCB設(shè)計,這也是在高速PCB設(shè)計中的一個發(fā)展趨勢。檢查和調(diào)試

當(dāng)準(zhǔn)備調(diào)試一塊板的時候,一定要先認(rèn)真的做好目視檢查,檢查在焊接的過程中是否有可見的短路和管腳搭錫等故障,檢查是否有元器件型號放置錯誤,第一腳放置錯誤,漏裝配等問題,然后用萬用表測量各個電源到地的電阻,以檢查是否有短路,這個好習(xí)慣可以避免貿(mào)然上電后損壞單板。調(diào)試的過程中要有平和的心態(tài),遇見問題是非常正常的,要做的就是多做比較和分析,逐步的排除可能的原因,要堅信“凡事都是有辦法解決的”和“問題出現(xiàn)一定有它的原因”,這樣最后一定能調(diào)試成功。一些總結(jié)的話

現(xiàn)在從技術(shù)的角度來說,每個設(shè)計最終都可以做出來,但是一個項目的成功與否,不僅僅取決于技術(shù)上的實現(xiàn),還與完成的時間,產(chǎn)品的質(zhì)量,團隊的配合密切相關(guān),所以良好的團隊協(xié)作,透明坦誠的項目溝通,精細(xì)周密的研發(fā)安排,充裕的物料和人員安排,這樣才能保證一個項目的成功。

一個好的硬件工程師實際上就是一個項目經(jīng)理,他/她需要從外界交流獲取對自己設(shè)計的需求,然后匯總,分析成具體的硬件實現(xiàn)。還要跟眾多的芯片和方案供應(yīng)商聯(lián)系,從中挑選出合適的方案,當(dāng)原理圖完成后,他/她要組織同事來進行配合評審和檢查,還要和CAD工程師一起工作來完成PCB的設(shè)計。與此同時,還要準(zhǔn)備好BOM清單,開始采購和準(zhǔn)備物料,聯(lián)系加工廠家完成板的貼裝。在調(diào)試的過程中他/她要組織好軟件工程師來一起攻關(guān)調(diào)試,配合測試工程師一起解決測試中發(fā)現(xiàn)的問題,等到產(chǎn)品推出到現(xiàn)場,如果出現(xiàn)問題,還需要做到及時的支持。所以做一個硬件設(shè)計人員要鍛煉出良好的溝通能力,面對壓力的調(diào)節(jié)能力,同一時間處理多個事務(wù)的協(xié)調(diào)和決斷能力和良好平和的心態(tài)等等。

還有細(xì)心和認(rèn)真,因為硬件設(shè)計上的一個小疏忽往往就會造成非常大的經(jīng)濟損失,比如以前碰到一塊板在PCB設(shè)計完備出制造文件的時候誤操作造成了電源層和地層連在了一起,PCB板制造完畢后又沒有檢查直接上生產(chǎn)線貼裝,到測試的時候才發(fā)現(xiàn)短路問題,但是元器件已經(jīng)都焊接到板上了,結(jié)果造成了幾十萬的損失。所以細(xì)心和認(rèn)真的檢查,負(fù)責(zé)任的測試,不懈的學(xué)習(xí)和積累,才能使得一個硬件設(shè)計人員持續(xù)不斷的進步,而后術(shù)業(yè)有所小成。

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如何設(shè)計一個合適的電源

對于現(xiàn)在一個電子系統(tǒng)來說,電源部分的設(shè)計也越來越重要,我想通過和大家探討一些自己關(guān)于電源設(shè)計的心得,來個拋磚引玉,讓我們在電源設(shè)計方面能夠都有所深入和長進。

Q1：如何來評估一個系統(tǒng)的電源需求

Answer：對于一個實際的電子系統(tǒng),要認(rèn)真的分析它的電源需求。不僅僅是關(guān)心輸入電壓,輸出電壓和電流,還要仔細(xì)考慮總的功耗,電源實現(xiàn)的效率,電源部分對負(fù)載變化的瞬態(tài)響應(yīng)能力,關(guān)鍵器件對電源波動的容忍范圍以及相應(yīng)的允許的電源紋波,還有散熱問題等等。功耗和效率是密切相關(guān)的,效率高了,在負(fù)載功耗相同的情況下總功耗就少,對于整個系統(tǒng)的功率預(yù)算就非常有利了,對比LDO和開關(guān)電源,開關(guān)電源的效率要高一些。同時,評估效率不僅僅是看在滿負(fù)載的時候電源電路的效率,還要關(guān)注輕負(fù)載的時候效率水平。

至于負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)能力,對于一些高性能的CPU應(yīng)用就會有嚴(yán)格的要求,因為當(dāng)CPU突然開始運行繁重的任務(wù)時,需要的啟動電流是很大的,如果電源電路響應(yīng)速度不夠,造成瞬間電壓下降過多過低,造成CPU運行出錯。

一般來說,要求的電源實際值多為標(biāo)稱值的＋－5%,所以可以據(jù)此計算出允許的電源紋波,當(dāng)然要預(yù)留余量的。

散熱問題對于那些大電流電源和LDO來說比較重要,通過計算也是可以評估是否合適的。

Q2：如何選擇合適的電源實現(xiàn)電路

Answer：根據(jù)分析系統(tǒng)需求得出的具體技術(shù)指標(biāo),可以來選擇合適的電源實現(xiàn)電路了。一般對于弱電部分,包括了LDO（線性電源轉(zhuǎn)換器）,開關(guān)電源電容降壓轉(zhuǎn)換器和開關(guān)電源電感電容轉(zhuǎn)換器。相比之下,LDO設(shè)計最易實現(xiàn),輸出紋波小,但缺點是效率有可能不高,發(fā)熱量大,可提供的電流相較開關(guān)電源不大等等。而開關(guān)電源電路設(shè)計靈活,效率高,但紋波大,實現(xiàn)比較復(fù)雜,調(diào)試比較煩瑣等等。

Q3：如何為開關(guān)電源電路選擇合適的元器件和參數(shù)

Answer：很多的未使用過開關(guān)電源設(shè)計的工程師會對它產(chǎn)生一定的畏懼心理,比如擔(dān)心開關(guān)電源的干擾問題,PCB layout問題,元器件的參數(shù)和類型選擇問題等。其實只要了解了,使用一個開關(guān)電源設(shè)計還是非常方便的。

一個開關(guān)電源一般包含有開關(guān)電源控制器和輸出兩部分,有些控制器會將MOSFET集成到芯片中去,這樣使用就更簡單了,也簡化了PCB設(shè)計,但是設(shè)計的靈活性就減少了一些。

開關(guān)控制器基本上就是一個閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng),所以一般都會有一個反饋輸出電壓的采樣電路以及反饋環(huán)的控制電路。因此這部分的設(shè)計在于保證精確的采樣電路,還有來控制反饋深度,因為如果反饋環(huán)響應(yīng)過慢的話,對瞬態(tài)響應(yīng)能力是會有很多影響的。

而輸出部分設(shè)計包含了輸出電容,輸出電感以及MOSFET等等,這些的選擇基本上就是要滿足一個性能和成本的平衡,比如高的開關(guān)頻率就可以使用小的電感值（意味著小的封裝和便宜的成本）,但是高的開關(guān)頻率會增加干擾和對MOSFET的開關(guān)損耗,從而效率降低。使用低的開關(guān)頻率帶來的結(jié)果則是相反的。

對于輸出電容的ESR和MOSFET的Rds_on參數(shù)選擇也是非常關(guān)鍵的,小的ESR可以減小輸出紋波,但是電容成本會增加,好的電容會貴嘛。開關(guān)電源控制器驅(qū)動能力也要注意,過多的MOSFET是不能被良好驅(qū)動的。

一般來說,開關(guān)電源控制器的供應(yīng)商會提供具體的計算公式和使用方案供工程師借鑒的。窗體底端