一些硬件知识（十二）

1、请说明一下滤波磁珠和滤波电感的区别。

因此磁珠通常用于模数地的连接。

磁珠由导线穿过铁氧体组成，直流电阻很小，在低频时阻抗也很小，对直流信号几乎没有影响。

在高频（几十兆赫兹以上）时磁珠阻抗比较大，高频电磁场在铁氧体材料上产生涡流，使高频干扰信号转化为热量消耗掉。

磁珠常用于高频电路模块的电源滤波和高频信号回路滤波，抑制EMI干扰。

电感由线圈和磁芯组成，直流电阻较小，电感量较大。电感多用于中低频电路的滤波，侧重于抑制传导性干扰，其应用频率在几十兆赫兹以下。

4、请问电阻、电容、电感的封装大小分别与什么参数有关？

电阻封装大小与电阻值、额定功率有关；

电容封装大小与电容值、额定电压有关；（电容选型看额定电压）

电感封装大小与电感量、额定电流有关。（电感选型看额定电流）

5、电阻选型需要注意哪些参数？

电阻值、精度、功率（在实际电路上换算出承受最大电流、最大电压）、封装。

6、电容选型需要注意哪些参数？

电容值、精度、耐压、封装。

7、电感选型需要注意哪些参数？

电感量（包括测量频率）、精度、最大承受电流、封装。、

8、磁珠选型需要注意哪些参数？

阻抗值（包括测量频率）、精度、最大承受电流、直流电阻（换算出最大直流压降）、封装。

9、整流二极管选型需要注意哪些参数？

最大整流电流、最大反向工作电压、正向导通压降、封装。

9、整流二极管选型需要注意哪些参数？

最大整流电流、最大反向工作电压、正向导通压降、封装。

10、开关MOS管选型需要注意哪些参数？

最小开启电压Vgs（th）、最大栅源电压Vgs（max）、最大漏源电压Vds、最大漏源电流Id、导通电阻Rds（on）、耗散功率、封装。

12、理想电容两端的电压和电流的相位关系是：同相、反相、电压超前电流90°、电流超前电压90°？

电流超前电压90°。

14、请列举一下零电阻的作用。

1）线路上的跨接跳线；2）可选的配置电路；3）调试预留位置；

4）保险丝；5）不同地的单点连接。

15、请简述压敏电阻工作原理。

当压敏电阻上的电压超过一定幅度时，电阻的阻值降低，从而将浪涌能量泄放掉，并将浪涌电压限制在一定的幅度。

压敏电阻是电压敏感，不是压力敏感！！！！！

16、请简述PTC热敏电阻作为电源电路保险丝的工作原理。

当电源输入电压增大或负载过大导致电流异常增大的时候，PTC热敏电阻因为温度增大而使其等效电阻迅速增大，从而使输出电压下降，减小输出电流。

当故障去除，PTC热敏电阻恢复到常温，其电阻又变的很小，电源电路恢复到正常工作状态。

PTC的恢复速度很快，亲眼所见。

当电路短路时，电流会变得特别大。短路是一种电路故障，指的是电流通过一个非常小的电阻路径而不是通过正常负载。由于欧姆定律（V=IR），当电阻（R）非常小甚至为零时，在相同的电压（V）下，电流（I）会非常大。这种情况会导致电线过热、设备损坏，甚至可能引起火灾。因此，电路中通常会安装保险丝或断路器，以在短路发生时迅速切断电流，保护电路和设备的安全。

19、请列举一下上拉电阻的作用。

1）上电复位时，端口电平配置；2）OC和OD门上拉确定高电平；

3）提高输出端口的高电平；4）加大输出引脚的驱动能力；

5）降低输入阻抗，防止静电损伤；6）提高总线的抗电磁干扰能力；

7）匹配电阻，抑制反射波干扰。

比较典型的是IIC的两条线需要上拉电阻做上拉处理。

20、请问共模电感的作用是什么？

抑制共模干扰。

22、绿色发光二极管的导通压降大概是多少伏？

2V 左右。

25、请简述 TVS瞬态电压抑制二极管的工作原理。

当 TVS上的电压超过一定幅度时，器件迅速导通，从而将浪涌能量泄放掉，并将浪涌电压限制在一定的幅度。

27、请列举您知道的二极管类型？

开关二极管（小信号二极管）、肖特基二极管、整流二极管、稳压二极管（齐纳二极管）、瞬态电压抑制二极管（ TVS）、变容二极管、发光二极管（ LED）。

整流二极管（Rectifier Diode）和普通二极管（General Purpose Diode）在功能和设计上有一些区别：

1. 应用目的:

   • 普通二极管: 主要用于一般的信号整形、逻辑电路和电源保护等应用，通常用于低频和小信号电路。
   • 整流二极管: 专门设计用于电源电路中的整流作用，用于将交流电（AC）转换为直流电（DC）。

2. 额定电压:

   • 普通二极管: 通常在数伏至数百伏之间，适合于低至中等电压应用。
   • 整流二极管: 可以支持更高的额定反向电压，通常从几十伏到数百伏不等，以应对高压整流需求。

3. 电流容量:

   • 普通二极管: 适用于小到中等电流应用，一般的普通二极管的电流容量较低。
   • 整流二极管: 具有更高的电流承受能力，适合于需要大电流整流的场合，如电源线路和电动机控制等。

4. 结构设计:

   • 普通二极管: 结构相对简单，一般由P型和N型半导体材料组成。
   • 整流二极管: 在结构上更加复杂，通常采用多层结构或增强散热设计，以提高耐压和耐电流能力。

5. 性能特点:

   • 普通二极管: 主要特点是快速响应、低功耗和低噪声。
   • 整流二极管: 主要特点是大电流承受能力、低反向漏电流和高耐压能力。

小功率过压保护：阈值电压为5.1V

当电压低于5.1V的时候,电路导通情况如下所示：

当输入电压大于5.7V的时候，电路的导通情况：

36、请问电荷泵升压电路一般应用在什么场合？电荷泵可以胜任大电流的应用吗， 为什么？

电荷泵通过开关对电容充放电实现升压，因为电路没有电感元件储能，驱动能力较弱，只可以用于小电流场合。

38、请列举您知道的各国电子产品电气安全认证标准？

美国：FCC、欧洲：CE、德国：TUV-GS、中国：CCC、台湾：BSMI、日本：VCCI、澳洲：C-Tick。

37、常规 EMC测试项目有哪些？

1） 传导发射干扰测试2） 辐射发射干扰测试3） 传导干扰抗扰度测试

4） 辐射干扰抗扰度测试5） ESD 抗扰度测试6） 电快速瞬变脉冲群抗扰度测试

7） 浪涌抗扰度测试8） 工频磁场抗扰度测试9） 谐波与闪烁测试

10） 电压跌落、短时中断和电压变化抗扰度测试

40、请解释 WatchDog（看门狗）的工作原理。

看门狗有两个重要信号：时钟输入和复位输出。电路工作时， CPU送出时钟信号给看门狗，即喂狗。如果系统出现故障， CPU无法送出连续的时钟信号，看门狗即输出复位信号给 CPU，复位系统。

43、名词解释：耦合、去耦、旁路、滤波。

耦合：两个本来分开的电路之间或一个电路的两个本来相互分开的部分之间的交链。可使能量从一个电路传送到另一个电路，或由电路的一个部分传送到另一部分。

去耦：阻止从一电路交换或反馈能量到另一电路，防止发生不可预测的反馈，影响下一级放大器或其它电路正常工作。

旁路：将混有高频信号和低频信号的信号中的高频成分通过电子元器件（通常是电容）过滤掉，只允许低频信号输入到下一级，而不需要高频信号进入。

滤波：滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。

45、无源滤波器和有源滤波器有什么区别？

无源滤波器由无源器件R、L、C组成，将其设计为某频率下极低阻抗，对相应频率谐波电流进行分流，其行为模式为提供被动式谐波电流旁路通道。

无源滤波器可分为两大类：调谐滤波器和高通滤波器。无源滤波器结构简单、成本低廉、运行可靠性高，是应用广泛的被动式谐波治理方案。有源滤波器由有源器件（如集成运放）和R、C组成，不用电感L、体积小、重量轻。

有源滤波器实际上是一种具有特定频率响应的放大器。集成运放的开环电压增益和输入阻抗很高，输出电阻很小，构成有源滤波电路后有一定的电压放大和缓冲作用。集成运放带宽有限，所以有源滤波器的工作频率做不高。

47、请问RS-232C标准的逻辑0和逻辑1电压范围是多少？CAN和RS485收发器工作电平是几伏？

RS-232C电气标准是负逻辑，逻辑0的电压范围是+5V~+15V，逻辑1的电压范围是-5V~-15V。

CAN收发器工作电平是5V，RS485收发器工作电平是3.3V。

9、请问串口异步通信的字符帧格式由哪几部分组成？

由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位四部分组成。

55、您所遇到的需要控制单端阻抗为50欧姆、75欧姆的信号有哪些？您所遇到的需要控制差分阻抗为90欧姆、100欧姆、120欧姆的信号有哪些？

一般的高频信号线均为50欧姆~60欧姆。75欧姆主要是视频信号线。USB信号线差分阻抗为90欧姆，以太网差分信号线差分阻抗为100欧姆。RS422、RS485、CAN差分信号的差分阻抗为120欧姆。

59、请问什么是通孔、盲孔和埋孔？孔径多大可以做机械孔，孔径多小必须做激光孔？请问激光微型孔可以直接打在元件焊盘上吗，为什么？

通孔是贯穿整个PCB的过孔，盲孔是从PCB表层连接到内层的过孔，埋孔是埋在PCB内层的过孔。

大多数PCB厂家的加工能力是这样的：大于等于8mil的过孔可以做机械孔，小于等于6mil的过孔需要做激光孔。对小于等于6mil的微型孔，在钻孔空间不够时，允许一部分过孔打在PCB焊盘上。

再总结60条硬件设计基础知识！

半孔工艺：

详细工艺参考嘉立创：

嘉立创FPC_FPC设计指南|补强设计|钢片设计|PI设计|FR4设计|背胶设计|电磁膜设计 (jlc-fpc.com)

A 半孔孔边到板边距离≥1MM     B 半孔直径大小≥0.6MM      C 半孔孔边到孔边≥0.6MM

D 半孔单边焊环0.25mm(极限0.18mm)以上

金手指设计:

FPC的三种补强方式：

FPC补强板 | 嘉立创EDA专业版用户指南 (lceda.cn)

立创EDA圆弧走线：

直接放置测试点比开窗方便：

异形焊盘：