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news 2025/7/7 13:36:11

易申建設(shè)網(wǎng)站,贛州網(wǎng)站建設(shè)公司,網(wǎng)站建設(shè)案例包括哪些,集團網(wǎng)站目標31、多級放大電路的級間耦合方式有哪幾種？哪種耦合方式的電路零點偏移最嚴重？哪種耦合方式可以實現(xiàn)阻抗變換？ 有三種耦合方式：直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合。直接耦合的電路零點漂移最嚴重，變壓器耦合的電路可以實現(xiàn)…

31、多級放大電路的級間耦合方式有哪幾種？哪種耦合方式的電路零點偏移最嚴重？哪種耦合方式可以實現(xiàn)阻抗變換？

有三種耦合方式：直接耦合、阻容耦合、變壓器耦合。直接耦合的電路零點漂移最嚴重，變壓器耦合的電路可以實現(xiàn)阻抗變換。

陳氏理解

一、多級放大電路的引入

在實際應用中，常常會對放大電路的性能提出多方面的要求，就比如同時滿足以下要求：

電壓放大倍數(shù) $\left | \dot{A_{u}} \right |> 2000$
輸入電阻 $R_{i}> 2M\Omega$
輸出電阻 $R_{o}< 100\Omega$

下表是實用基本放大電路動態(tài)參數(shù)的數(shù)量級（在空載時）：

觀察上表后，不難發(fā)現(xiàn)單個基本放大電路均無法同時滿足上述要求，因此就需要將基本放大電路組合到一起，共同實現(xiàn)放大電路性能的要求。

針對上述的要求，就可以采用以下的方法：

“共源（輸入）+共射（中間）+共集（輸出）”，這樣

放大倍數(shù)：共源（幾~幾十）×共射（＞100）×共集（＜1），是很有可能超過2000的。
共源作為輸入端，輸入電阻可以達到 1MΩ 以上，也是可以滿足大于 2MΩ 的要求。
共集作為輸出端，輸出電阻最小到幾十，可以滿足小于 100Ω 的要求。

這 3 個基本放大電路的組合，可以同時滿足上述要求，這就引出了多級放大電路。

二、多級放大電路的相關(guān)概念和耦合方式

2.1相關(guān)概念

多級放大電路：將多個基本放大電路進行級聯(lián)，構(gòu)成的放大電路稱為多級放大電路。

級：組成多級放大電路中的每一個基本放大電路稱為一級。

級間耦合：級與級之間的連接方式稱為級間耦合。

2.2常見的耦合方式

直接耦合：前一級的輸出端直接接到后一級的輸入端。

阻容耦合：前一級的輸出端通過耦合電容接到后一級的輸入端。

變壓器耦合：前級的輸出信號通過變壓器接到后級的輸入端或負載電阻上。

光電耦合：以光信號為媒介來實現(xiàn)電信號的耦合和傳遞。

三、直接耦合

3.1原電路

（通用的判斷為共什么極放大電路的方式：既不做輸入，也不做輸出的那一極就是被共用的那一極）

前一級放大電路：基極輸入，集電極輸出，故為共射極放大電路
后一級放大電路：同上

上圖中 T1 管輸出端和 T2 管的輸入端直接相連，故為直接耦合方式。在靜態(tài)時存在：

T1 管的管壓降? $U_{CEQ1}$ ?就應該等于 T2 管 BE 兩端的電壓?? $U_{BEQ2}$ ，即? $U_{CEQ1}=U_{BEQ2}$
如果是硅管的話，則T1 管的管壓降? $U_{CEQ1}=U_{BEQ2}\approx 0.7V$
T1 管在靜態(tài)工作時管壓降非常小，靠近飽和區(qū)，因此在動態(tài)信號作用時很容易出現(xiàn)飽和失真。

3.2提高 T2 管基極點位

為了解決 T1 管容易出現(xiàn)飽和失真的問題，需要做的就是增大 T1?管的管壓降，使它遠離飽和區(qū)。由于 $U_{BEQ2}$ 是恒定不變的，故只有可能是增大發(fā)射級的電位? $U_{E2}$ 來增大 T1?管的管壓降。所以在 T2?管的發(fā)射級加了一個發(fā)射級電阻 $R_{E2}$ ?，則有：

$U_{CEQ1}=U_{BEQ2}+I_{EQ2}R_{e2}$

那么 T1 管壓降就增大了，就能夠離飽和區(qū)遠一點。只需要參數(shù)選擇合適，那么T1、 T2 兩個放大電路就都會有一個合適的靜態(tài)工作點了，從而解決了之前靜態(tài)工作點不合適的問題。

但是? $R_{e2}$ 實際上是一個負反饋電阻， $R_{e2}$ ?的存在會使得第二級放大電路的電壓放大倍數(shù)大大下降，從而影響整個電路的放大能力。

我相信很多人不能理解為什么說? $R_{e2}$ ?實際上是一個負反饋電阻，我的理解如下：

首先明確一點就是輸出電壓?? $U_{O}$ ?其中一部分其實就是? $R_{e2}$ ?兩端的電壓， $R_{e2}$ ?的作用有：

引入負反饋： 當 T2 放大時，輸出電壓?? $U_{O}$ ?的變化會通過? $R_{e2}$ ?反饋到 T2 的發(fā)射極。因為輸出電壓變化，輸出電流變化，輸出電流是 VCC 的一條分支，另一條分支就是發(fā)射極電流 $I_{E2}$ ?，發(fā)射極電流 $I_{E2}$ ?也變化，發(fā)射極電流 $I_{E2}$ ?的變化將導致發(fā)射極電壓 $R_{e2}$ ? 變化，從而影響基極與發(fā)射極電壓 $U_{BEQ2}$ ? 。 $U_{BEQ2}$ ?變小，就是 T2 管 B 點的電壓沒有那么容易比 T2 管 E 點的電壓大了，就是 T2 管不正兒八經(jīng)的、容易的處在放大區(qū)了。在一個 NPN 晶體管中，基極-發(fā)射極電壓?? $U_{BE2}$ 控制了集電極電流? $I_{C}$ ??，并且此處 $I_{C}$ ?的變化是變小，所以發(fā)射極電阻引入了一個電壓負反饋。
降低電壓增益： 電壓增益 $A_{V}$ ? 是輸出電壓和輸入電壓之比，通常 $A_{V}$ ? 可以表示為：
$A_{V}\approx \frac{R_{C}}{R_{E}+r_{e}}$ ?，其中 $R_{C}$ ? 是集電極電阻， $R_{E}$ ?是發(fā)射極電阻，而 $r_{e}$ ? 是小信號等效電阻。在此公式中，增大 $R_{E2}$ ? 會減小電壓增益，因為 $R_{E2}$ ? 作為負反饋的一部分，導致總的增益下降。（就是上面所說的。）
穩(wěn)定電路： 雖然引入負反饋會降低增益，但它也能使放大電路更穩(wěn)定。電路中的溫度變化或者其他元件的漂移將不會顯著影響輸出，因為負反饋可以自動調(diào)節(jié)這些變化，保持輸出穩(wěn)定。

我們希望達到的狀態(tài)：對于直流來說，希望提高? $R_{e2}$ ?電壓（直流就是更好的靜態(tài)工作點）；對于交流來說，希望這個? $R_{e2}$ ?盡可能小。

故需要采用一種針對直流量和交流量呈現(xiàn)不同特性的元件來取代發(fā)射級電阻? $R_{E2}$ ，從而實現(xiàn)直流交流性能的都比較良好，而對于直流量和交流量呈現(xiàn)不同特性的元件，主要有二極管和穩(wěn)壓管。

3.3用正向偏置二極管代替? $R_{e2}$

如清晰明了的下圖

3.4用反向穩(wěn)壓管代替? $R_{e2}$

注意這里所說的反向，是指跟上面二極管的連接方式相比，穩(wěn)壓管的連接方式是反向的，但是正是這樣的連接方式才讓穩(wěn)壓管處于穩(wěn)壓的狀態(tài)。

我相信肯定還是很多人不能理解電路圖中紅色的部分，這部分涉及到穩(wěn)壓二極管的原理知識，必須要知道的是：

穩(wěn)壓二極管的工作狀態(tài)是：有反向電流，并且是大于穩(wěn)定電流? $I_{Zmin}$ ?的電流將穩(wěn)壓管擊穿后，穩(wěn)壓管就可以保持兩端電壓穩(wěn)定在某值。

3.5總結(jié)

3.5.1級數(shù)

（1）全部為 NPN 型管

在直接耦合放大電路中可以采用上述全為?NPN 型管的共射放大電路來組合，但是由于放大電路在正常工作的時候，T1、 T2 三極管都必須處于放大區(qū)，而處于放大區(qū)就要求集電極反偏，也就是對于 T2 管來說， C2 的電位要大于基極電位，以此類推，得到下圖中的不等式。

故隨著級數(shù)的增多，集電極電位逐漸升高，以至于接近電源電壓，勢必使后級的靜態(tài)工作點不合適。故放大電路的級數(shù)不能太多，否則就會出現(xiàn)靜態(tài)工作點不合適的問題。?

（2）NPN 與 PNP 型管混合使用

為了解決以上問題，在實際的直接耦合放大電路中常常會采用 NPN 型和 PNP 型管混合使用的情況。如在下圖電路， T1 和 T2 就是兩種不同類型的晶體管。為了使得晶體管工作在放大區(qū)：

T1 管集電極反偏? $V_{c1}>V _{b1}$
T2 管集電極反偏 $V_{c2}< V _{b2}$ ?

故有下圖中的式，集電極點位增一下減一下，最終使得整體的集電極電位都在某個數(shù)值附近波動，而不會出現(xiàn)逐漸遞增的情況，放大電路的級數(shù)就可以多一點。

3.5.2優(yōu)缺點

（1）優(yōu)點

直接耦合放大電路各級之間是直接相連的關(guān)系，因此輸出信號可以無損失的直接傳遞到下一級的輸入端，具有良好的低頻特性，可以用來放大變化緩慢的信號。
由于直接耦合放大電路中沒有大容量的電容，而在集成電路中很難制作大容量電容，所以直接耦合放大電路比較容易把全部電路集成在同一片硅片上，構(gòu)成集成放大電路。集成放大電路基本上都采用的是直接耦合的方式。

（2）缺點

直接耦合放大電路各級之間它的直流通路是相互關(guān)聯(lián)，靜態(tài)工作點是相互影響的，在電路的分析設(shè)計、調(diào)試的時候會比較困難。
直接耦合放大電路還存在零點漂移的現(xiàn)象。所謂的零點漂移現(xiàn)象指的是輸入電壓? $\Delta u_{o}$ ?為 0 的時候，輸出電壓的變化量? $\Delta u_{o}$ ?不為 0 的現(xiàn)象。即在直接耦合放大電路的輸入端并沒有加入輸入信號，但是在輸出端卻輸出了一個上下波動的輸出信號。
零點漂移在很多時候也稱為溫漂，也就是說主要是由溫度造成的，在實際中常常采用差分放大電路來克服零點漂移現(xiàn)象。（后續(xù)有機會講解差分放大電路）

四、阻容耦合

4.1概念

T1 管：如圖 T1?管的輸入信號是通過耦合電容 C1 作用于基極，輸出信號從集電極引出，共用發(fā)射極，所以是一個共射放大電路。

T2 管：如圖輸入信號作用于基極，輸出信號從發(fā)射及經(jīng)過耦合電容 C4 接到負載上，共用集電極，所以說第二個放大電路是一個共集放大電路。

將前一級的 T1 輸出端通過電容接到后一級 T2 的輸入端，稱為阻容耦合。

4.2優(yōu)缺點

五、變壓器耦合

5.1概念

電路左側(cè)：T 管放大電路左側(cè)是一個放大電路，輸入信號作用于基極，輸出信號從集電極引出，故為共射放大電路。

電路右側(cè)：輸入為? $U_{I2}$ ， $R_{L}$ ?既可以是負載，也可以是后級放大電路，如果它是一個放大電路，它會將輸入信號? $U_{I2}$ 放大之后產(chǎn)生一個輸出電壓? $U_{O}$ ，從而作用于負載。

將前級輸出信號通過變壓器耦合到后級的輸入端或者負載電阻上，稱為變壓器耦合。

5.2特點 1 阻抗變換

以上公式和知識點都是高中物理，看著看著就理解了。

結(jié)論：只要選擇合適的匝數(shù)比，就可以使得負載電阻 $R_{L}$ ?等效成不同阻值的電阻 ${R_{L}}'$ ，從而實現(xiàn)了阻抗變換。

5.3阻抗變換的作用

5.3.1直接耦合或阻容耦合

關(guān)于下圖的說明：

右上角的公式是大學模電的基礎(chǔ)知識，在這里不做詳細的講解。
兩一大一小電阻并聯(lián)后的電阻值約等于小電阻的阻值。
最后的結(jié)論就是圖片中最后一句話：由于負載電阻很小，使得放大電路電壓放大倍數(shù)的數(shù)值也變得很小，從而無法獲得大功率。

5.3.2變壓器耦合共射放大電路

關(guān)于下圖的說明：

上圖和下圖交流等效電路中的菱形中間一杠的器件為受控電流源。

再次計算電路的電壓放大倍數(shù)，如下圖：

5.4優(yōu)缺點

關(guān)于下圖需要解釋的地方如下：

（1）第一個缺點：為什么不能放大變化緩慢的信號？
因為變壓器是靠電磁感應來實現(xiàn)的，信號變化緩慢，那么電磁感應能力就比較差，那么電路就不能夠很好的實現(xiàn)放大功能。

至此上面面試的問題已經(jīng)全部得到解決。

六、光電耦合（感興趣的了解一下）

6.1光電耦合器

6.1.1介紹

由于光電偶合器實現(xiàn)了兩部分電路的電氣隔離，故可以有效的抑制電干擾，輸入端的干擾信號傳不到輸出端，同樣輸出端的干擾信號也不會影響到輸入端，因此光電耦合電路它的抗干擾能力會比較強。

6.1.2 放大倍數(shù) CTR?

關(guān)于下圖的說明：

重要的話是：當管壓降? $U_{CE}$ 足夠大時，集電極電流僅僅取決于二極管電流? $i_{D}$ ?。
CTR 的功能與晶體管中的? $\beta$ ?類似，是放大倍數(shù)的體現(xiàn)。
一般情況下，傳輸比 CTR 數(shù)值比? $\beta$ ?小的多，只有0.1~1.5 ，所以通過光電耦合器輸出的電流電壓都很小，還需要經(jīng)過后續(xù)電路再放大才能使用。

6.2光電耦合放大電路

32、名詞解釋：耦合、去耦、旁路、濾波。

耦合：兩個本來分開的電路之間或一個電路的兩個本來相互分開的部分之間的交鏈?？墒鼓芰繌囊粋€電路傳送到另一個電路，或由電路的一個部分傳送到另一部分。

去耦：阻止從一電路交換或反饋能量到另一電路，防止發(fā)生不可預測的反饋，影響下一級放大器或其它電路正常工作。

旁路：將混有高頻信號和低頻信號的信號中的高頻成分通過電子元器件（通常是電容）過濾掉，只允許低頻信號輸入到下一級，而不需要高頻信號進入。

濾波：濾波是將信號中特定波段頻率濾除的操作，是抑制和防止干擾的一項重要措施。

33、什么是競爭與冒險？

邏輯電路中，由于門的輸入信號經(jīng)過不同的延時，到達門的時間不一致，這種情況叫競爭。由于競爭而導致輸出產(chǎn)生毛刺（瞬間錯誤），這一現(xiàn)象叫冒險。

34、無源濾波器和有源濾波器有什么區(qū)別？

無源濾波器由無源器件 R、L、C 組成，將其設(shè)計為某頻率下極低阻抗，對相應頻率諧波電流進行分流，其行為模式為提供被動式諧波電流旁路通道。無源濾波器可分為兩大類：調(diào)諧濾波器和高通濾波器。無源濾波器結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、運行可靠性高，是應用廣泛的被動式諧波治理方案。

有源濾波器由有源器件（如集成運放）和 R、C 組成，不用電感 L、體積小、重量輕。有源濾波器實際上是一種具有特定頻率響應的放大器。集成運放的開環(huán)電壓增益和輸入阻抗很高，輸出電阻很小，構(gòu)成有源濾波電路后有一定的電壓放大和緩沖作用。集成運放帶寬有限，所以有源濾波器的工作頻率做不高。

陳氏理解

1. 無源濾波器 (Passive Filter)

定義與原理：

無源濾波器是由無源元件組成的濾波電路，這些元件包括電阻（R）、電容（C）和電感（L）。
無源濾波器通過電感、電容和電阻的組合來濾除某些頻段的信號，例如通過電容和電感的諧振來選擇性地通過或阻止特定頻率的信號。

常見類型：

低通濾波器 (Low-pass filter)：允許低頻信號通過，阻止高頻信號。
高通濾波器 (High-pass filter)：允許高頻信號通過，阻止低頻信號。
帶通濾波器 (Band-pass filter)：允許特定頻段的信號通過，阻止其他頻段的信號。
帶阻濾波器 (Band-stop filter)：阻止特定頻段的信號，通過其他頻段的信號。

優(yōu)點：

簡單可靠：無源濾波器電路簡單，易于設(shè)計和實現(xiàn)。
不需要外部電源：由于不包含主動元件（如放大器），它們無需外部電源供電。
高穩(wěn)定性：無源元件穩(wěn)定性高，溫度系數(shù)小，長期使用可靠性高。

缺點：

增益問題：無源濾波器不能提供信號增益，只能衰減或傳輸信號。
體積較大：對于低頻濾波，電感和電容的尺寸較大，不適合空間受限的應用。

負載依賴性：無源濾波器的性能受負載影響較大，負載變化會改變?yōu)V波器的特性。

看到這里你肯定會疑惑為什么無源濾波器對負載有依賴？這里就涉及到阻抗匹配的知識。

無源元件的互相影響：在無源濾波器中，R、L、C 元件是直接與負載相連的。這些元件的阻抗與頻率有關(guān)，而負載阻抗會直接改變電路的總阻抗，從而影響濾波器的頻率響應。

阻抗匹配問題：無源濾波器的輸入和輸出阻抗與負載阻抗之間的匹配對于濾波器的效率和效果至關(guān)重要。如果負載阻抗發(fā)生變化，阻抗匹配就會變差，從而導致濾波器的信號傳輸效率降低或頻率響應曲線發(fā)生偏移。

舉例：濾波器的截止頻率是由電路中的 R、L、C 元件決定的。例如，對于一個 RC 低通濾波器： $f_{c}= \frac{1}{2\pi RC}$ ?

這里的 R 包括濾波器內(nèi)部電阻和負載電阻的總和，如果負載電阻 $R_{L}$ ?改變，總電阻 R 也會改變，從而導致截止頻率 $f_{c}$ ? 變化。

2. 有源濾波器 (Active Filter)

定義與原理：

有源濾波器是由無源元件（電阻、電容）和有源元件（如運算放大器、晶體管等）組成的濾波電路。
有源濾波器不僅可以過濾信號，還可以通過放大器提供信號增益，這使得它在信號傳輸過程中不會像無源濾波器那樣造成信號衰減。

常見類型：

與無源濾波器類似，有源濾波器也包括低通、高通、帶通和帶阻濾波器。不同的是，它們還具有可控的增益和更高的靈活性。

優(yōu)點：

信號增益：有源濾波器可以放大信號，同時濾波，這對弱信號處理非常有利。
小型化：因為不需要大的電感元件，所以有源濾波器更適合用于集成電路中，體積較小。
高精度：有源濾波器的特性受外部元件的變化影響較小，提供更高的濾波精度和穩(wěn)定性。
靈活調(diào)節(jié)：通過調(diào)整運算放大器的反饋電路，可以很方便地調(diào)整濾波器的頻率響應。

缺點：

需要電源：有源濾波器需要外部電源供電，因為它們包含有源元件。
頻率限制：有源濾波器的工作頻率受運算放大器的帶寬限制，不適合處理非常高頻的信號。
復雜度高：有源濾波器電路設(shè)計復雜度高，調(diào)試難度較大。

3. 無源濾波器與有源濾波器的區(qū)別

比較項	無源濾波器 (Passive Filter)	有源濾波器 (Active Filter)
組成元件	電阻、電容、電感	電阻、電容、運算放大器等
信號增益	無增益，只能衰減	可以提供信號增益
外部電源	不需要電源	需要電源供電
尺寸	體積較大	尺寸較小，適合集成
頻率范圍	可以處理高頻信號	適合低頻到中頻信號，頻率有限
設(shè)計復雜度	設(shè)計相對簡單	設(shè)計較復雜，調(diào)試難度大
穩(wěn)定性	高穩(wěn)定性	受元件參數(shù)影響，需調(diào)試

4. 應用場景

無源濾波器：適用于高頻應用和需要高穩(wěn)定性、無源設(shè)計的場合，例如射頻電路、功率濾波器等。
有源濾波器：適用于需要增益的低頻和中頻信號處理場合，例如音頻處理、電源濾波、信號調(diào)理等。

5.總結(jié)

無源濾波器適合高頻應用和簡單電路，而有源濾波器在低頻和中頻應用中具有更高的靈活性和功能性，特別是當信號需要增益時。有源濾波器的設(shè)計更為復雜，但可以提供更高的精度和控制能力。根據(jù)具體的應用需求選擇適合的濾波器類型是電路設(shè)計中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

35、請問鎖相環(huán)由哪幾部分組成？

由鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器三部分組成。

陳氏理解

1. 鎖相環(huán)的基本概念

鎖相環(huán)是一個反饋控制系統(tǒng)，它的目標是調(diào)整輸出信號的頻率和相位，使其與輸入?yún)⒖夹盘柋３窒嗤南辔弧．斴斎雲(yún)⒖夹盘柡洼敵鲂盘柕南辔徊畋蛔钚』瘯r，系統(tǒng)就被稱為“鎖定”。

2. 鎖相環(huán)的組成部分

鎖相環(huán)的主要組成部分包括：

(1) 鑒相器（Phase Detector, PD）

鑒相器是鎖相環(huán)的核心組件之一，負責比較輸入?yún)⒖夹盘柡头答佇盘柕南辔徊?#xff0c;并產(chǎn)生一個與相位差成正比的輸出信號。

(2) 環(huán)路濾波器（Loop Filter）

環(huán)路濾波器的主要作用是平滑和濾除鑒相器輸出的高頻噪聲，并將濾波后的誤差信號發(fā)送給壓控振蕩器，以調(diào)整其頻率。

(3) 壓控振蕩器（Voltage-Controlled Oscillator, VCO）

壓控振蕩器是 PLL 中負責生成可調(diào)頻率信號的部分，它的輸出頻率由輸入的控制電壓決定。

3. 鎖相環(huán)的工作過程

鎖相環(huán)的工作可以分為以下幾個步驟：

比較相位：
鑒相器比較輸入?yún)⒖夹盘柡头答佇盘柕南辔徊?。如果存在相位?#xff0c;鑒相器生成誤差信號。
濾波：
誤差信號通過環(huán)路濾波器，濾除高頻噪聲，得到平滑的控制電壓信號。
調(diào)節(jié)頻率：
控制電壓信號傳遞到壓控振蕩器，調(diào)整其輸出頻率，使得反饋信號的相位逐漸與參考信號同步。
反饋與鎖定：
調(diào)整后的輸出信號通過反饋路徑返回到鑒相器，繼續(xù)進行比較和調(diào)整，直到系統(tǒng)達到鎖定狀態(tài)，即輸出信號的相位與輸入信號一致。

4. 總結(jié)

鎖相環(huán)由鑒相器、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器三部分組成。通過反饋控制系統(tǒng)，鎖相環(huán)能夠自動調(diào)整輸出信號的頻率和相位，使其與輸入?yún)⒖夹盘柋３忠恢?。它在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中扮演著重要的角色，被廣泛應用于頻率合成、時鐘恢復、數(shù)據(jù)同步等領(lǐng)域。

36、請問 RS-232C 標準的邏輯 0 和邏輯 1 電壓范圍是多少？

RS-232C 電氣標準是負邏輯，邏輯 0 的電壓范圍是+5V~ +15V，邏輯 1 的電壓范圍是-5V ~ -15V，-5V~+5V 為不穩(wěn)定區(qū)。

37、名詞解釋：UART、USRT、USART。

UART：通用異步收發(fā)器，能夠完成異步通信。

USRT：通用同步收發(fā)器，能夠完成同步通信。

USART：通用同步異步收發(fā)器，能完成異步和同步通信。

38、請問串口異步通信的字符幀格式由哪幾部分組成？

由起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位四部分組成。

39、請列舉您知道的差分平衡電平接口。

RS422、RS485、RJ45、CAN、USB、LVDS。

陳氏理解

差分平衡電平接口定義

差分平衡電平接口使用兩條信號線（正信號線和負信號線）來傳輸數(shù)據(jù)。通過比較兩個信號線之間的電壓差來解碼數(shù)據(jù)，而不是單純地使用單條信號線和地線的電壓水平。這樣可以減少噪聲和干擾的影響，提高信號的穩(wěn)定性和傳輸距離。

其實就是我們平時說的差分線。

40、電磁干擾的三要素是什么？

電磁干擾源、干擾傳播路徑和干擾敏感設(shè)備。

41、請解釋一下什么是串擾和振鈴。

串擾：串擾是指一個信號被其它信號干擾，作用原理是電磁場耦合。信號線之間的互感和互容會引起線上的噪聲。容性耦合引發(fā)耦合電流，而感性耦合引發(fā)耦合電壓。

振鈴：是因為信號線本身阻抗不匹配導致信號發(fā)生反射和疊加，從而使信號出現(xiàn)了振蕩波形。

陳氏理解

只對上面的一句話不理解：容性耦合引發(fā)耦合電流，而感性耦合引發(fā)耦合電壓。而我說不出什么大道理，就是一種感覺，便于記憶該題的解釋如下：

電容是兩個極之間存儲電荷，電荷感應，流動形成電流，所以電容耦合引發(fā)耦合電流；
電感耦合是通過電感周圍的磁場，根據(jù)法拉第電磁感應定律，磁場變化會感應出電動勢，所以感性耦合會引發(fā)耦合電壓。

42、您所遇到的需要控制單端阻抗為 50Ω、75Ω 的信號有哪些？您所遇到的需要控制差分阻抗為 90Ω 、100Ω 、120Ω 的信號有哪些？

一般的高頻信號線均為 50Ω ~60Ω ；

75Ω 主要是視頻信號線；

USB 信號線差分阻抗為 90Ω ；

以太網(wǎng)差分信號線差分阻抗為 100Ω ；

RS422、RS485、CAN 差分信號的差分阻抗為 120Ω 。

陳氏理解

以上數(shù)據(jù)記住即可，至于不理解阻抗匹配的可以去看視頻：新手入門高速PCB？先搞清楚什么是阻抗匹配。_嗶哩嗶哩_bilibili

43、差分線走線有兩個原則：等長和等距。但在實際布線中可能無法兩者都完全滿足，那么請問是等長優(yōu)先還是等距優(yōu)先？

應該等長優(yōu)先，差分信號是以信號的上升沿和下降沿的交點作為信號變化點的，走線不等長的話會使這個交點偏移，對信號的時序影響較大，另外還會給差分信號中引入了共模的成分，降低信號的質(zhì)量，增加了 EMI。

小范圍的不等距對差分信號影響并不是很大，間距不一致雖然會導致差分阻抗發(fā)生變化，但因為差分對之間的耦合本身就不顯著，所以阻抗變化范圍也是很小的，通常在 10% 以內(nèi)，只相當于一個過孔造成的反射，這對信號傳輸不會造成明顯的影響。

陳氏理解

我有以下疑問并自行解釋：

1. 為什么走線不等長會給差分信號引入共模的成分？

共模信號（Common-Mode Signal）：在差分信號對中，理想情況下兩個信號線上的電流方向相反，電壓大小相等，差分對的電壓差是實際信號，且這兩個信號之間應該互相抵消，形成差分模式。然而，當兩個信號線的長度不等時，信號的傳輸時間會不一致，導致兩個信號之間的相位不匹配。這種相位不匹配引入了共模信號，即兩個信號線中電壓的平均值部分（我理解的平均值部分就是相位不匹配導致信號經(jīng)過計算等于平均值，這樣是不對的）。這部分共模信號并不是設(shè)計所期望的信號，它可以產(chǎn)生不期望的電磁輻射，并可能影響差分接收器的性能。

2. 怎么就增加了 EMI？EMI 是什么？

EMI（Electromagnetic Interference，電磁干擾）：是指電子設(shè)備在運行過程中，電磁波對其他設(shè)備產(chǎn)生的不良影響。差分信號設(shè)計的一個重要目的是最小化 EMI，因為理想的差分對在傳輸過程中，兩條信號線產(chǎn)生的電磁場會互相抵消，從而減少對外界的輻射。但是，如果差分信號線不等長或者差分對的走線不對稱，共模信號的增加就會導致不對稱的電磁場分布，無法有效地抵消，進而增加 EMI。

3. 間距不一致為什么會導致差分阻抗發(fā)生變化？

差分阻抗（Differential Impedance）：是指差分信號對中的兩條信號線之間的阻抗。阻抗的大小與信號線的幾何形狀、走線間的距離、介質(zhì)的介電常數(shù)等因素密切相關(guān)。當差分信號對的間距發(fā)生變化時，信號線之間的電容和電感也會隨之變化，這些變化直接影響差分阻抗。當阻抗發(fā)生變化時，信號的反射特性也會改變，可能導致信號完整性下降。

4. 為什么說差分對本身耦合不明顯所以阻抗變化范圍也很小？耦合和阻抗變化有什么關(guān)系？

耦合（Coupling）：在差分信號對中，耦合指的是兩條信號線之間的電磁場相互作用。如果耦合較強，兩條線之間的信號更容易相互影響，差分信號的特性更容易被破壞。然而，在現(xiàn)實布線中，信號線間距通常較小，因此耦合程度有限，信號線之間的電磁場作用并不顯著。
阻抗變化與耦合的關(guān)系：耦合程度越強，信號線之間的電容和電感越容易改變，導致阻抗變化更為顯著。因此，當耦合不明顯時，即使間距發(fā)生小幅變化，差分阻抗的變化也不會特別大。

5.總結(jié)

共模是由走線不等長引起的信號相位不匹配所產(chǎn)生的不期望信號，它會增加 EMI。
EMI?是電磁干擾，當差分信號線不對稱時會增加 EMI。
間距不一致會改變信號線之間的電容和電感，從而影響差分阻抗。
耦合與阻抗變化的關(guān)系：耦合越強，阻抗變化越大；耦合不明顯時，阻抗變化范圍較小。

44、為什么高頻信號線的參考地平面要連續(xù)（即高頻信號線不能跨島）？

參考地平面給高頻信號線提供信號返回路徑，返回路徑最好緊貼信號線，最小化電流環(huán)路的面積，這樣有利于降低輻射、提高信號完整性。如果參考地平面不連續(xù)，則信號會自己尋找最小路徑，這個返回路徑可能和其他信號回路疊加，導致互相干擾。而且高頻信號跨島會使信號的特征阻抗產(chǎn)生特變，導致信號的反射和疊加，產(chǎn)生振鈴現(xiàn)象。

45、請問什么是半固化片？

半固化片是 PCB 中的介質(zhì)材料和粘合材料，由玻璃纖維和環(huán)氧樹脂組成，介電常數(shù)大概是 4.0~4.5。在常溫下半固化片是固態(tài)，高溫加熱時半固化片膠狀化將上下兩側(cè)銅箔粘合起來，半固化片成為中間的介質(zhì)。

46、請問什么是通孔、盲孔和埋孔？孔徑多大可以做機械孔，孔徑多小必須做激光孔？請問激光微型孔可以直接打在元件焊盤上嗎，為什么？

通孔是貫穿整個 PCB 的過孔，盲孔是從 PCB 表層連接到內(nèi)層的過孔，埋孔是埋在 PCB 內(nèi)層的過孔。大多數(shù) PCB 廠家的加工能力是這樣的：大于等于 8mil 的過孔可以做機械孔，小于等于 6mil 的過孔需要做激光孔。對小于等于 6mil 的微型孔，在鉆孔空間不夠時，允許一部分過孔打在 PCB 焊盤上。

47、請問過孔有哪兩個寄生參數(shù)？這兩個寄生參數(shù)對電路有什么影響？

過孔有兩寄生參數(shù)：寄生電容和寄生電感。寄生電容會延長信號的上升時間，降低電路的速度。寄生電感會削弱旁路電容的貢獻，減弱整個電源系統(tǒng)的濾波效果。

陳氏理解

一、影響阻抗

這兩個寄生參數(shù)影響電路是通過影響電路走線阻抗的方式。

在高速 PCB 設(shè)計中影響 PCB 走線阻抗的因素很多，過孔是其中一個重要因素，其寄生電容和電感與走線不同，從而引入了不同于走線的阻抗，成為傳輸線上破壞阻抗連續(xù)性的斷點。這通常會導致信號反射并引起信號抖動等信號完整問題。

過孔的阻抗主要取決于過孔直徑、焊盤和反焊盤的尺寸等參數(shù)調(diào)節(jié)，這些參數(shù)可以調(diào)節(jié)過孔的阻抗，以達到阻抗連續(xù)的目的，從而減小信號反射等信號完整性問題。

PCB 上的過孔種類很多，最常見的是直通型的過孔，簡單的分析一下它的分布參數(shù)對阻抗的影響，以及減小這種影響的對策。

二、過孔分布參數(shù)對阻抗的影響——過孔的寄生電容

過孔和它周圍的介質(zhì)其他導體構(gòu)成了過孔的寄生電容和或者叫分布電容。比如過孔與參考平面之間會引入寄生電容，過孔與回流路徑之間的耦合越大，寄生的電容就越高，這種雜散分布的電容會增加信號的上升時間，降低了信號的工作頻率。

可以推斷出減小過孔電容的對策：

選擇較小介電常數(shù)的 PCB 介質(zhì)材料和阻焊材料。
減小板厚。確
保地平面與過孔焊盤有足夠的間距，即反焊盤直徑 D2-D1 要足夠大，如下圖。

三、過孔分布參數(shù)對阻抗的影響——過孔的寄生電感

過孔的寄生電感同樣影響阻抗，信號出現(xiàn)過沖和振鈴往往與電感有關(guān)。過孔的直徑 d 對電感量影響很小，主要影響因素是過孔的長度 h 。

四、減小過孔的阻抗不連續(xù)的對策

最簡單的策略就是盡量少用過孔，也就是減小信號換層，使用較博的層疊結(jié)構(gòu)，有利于減小寄生參數(shù)。
過孔尺寸要合理，選擇較小的過孔，寄生參數(shù)也相應減小。
信號的返回電流總是選擇最小阻抗的路徑，所以回流路徑一般在信號路徑的下方。但在實際的高速數(shù)字電路板上，信號的回流并不總是按照預想的路徑，這有可能造成阻抗的不連續(xù)。為了避免這種情況，需要在信號過孔附近放置回流地孔，使信號過孔和接地過孔之間的回路電感盡可能的小，從而建立有效的回流路徑，以保證信號的完整性，如下圖。
特殊的地孔方案，四個對稱放置的地孔包圍住信號過孔。這種結(jié)構(gòu)使每個地孔與信號過孔之間產(chǎn)生了均勻的電容，可以防止電容值在通孔中出現(xiàn)劇烈變化，以確保阻抗的連續(xù)性，同時形成了信號與地之間的環(huán)路，有助于構(gòu)建正確的回流路徑。

48、您知道的畫原理圖和 PCB 的軟件都有哪些？

原理圖軟件：Protel、OrCAD、PADS Logic、AD 和嘉立創(chuàng)

PCB 軟件：Protel、PADS Layout、AD 和嘉立創(chuàng)

49、您知道的計算 PCB 阻抗的軟件都有哪些？

嘉立創(chuàng)、TXLine、Polar Si6000、Polar Si8000、Polar Si9000

50、請列舉您知道的 PCB 廠家。

深圳：嘉立創(chuàng)、五洲、深南

東莞：生益

珠海：多層

昆山：滬士

第 31 題參考：模電3.1 多級放大電路的耦合方式_嗶哩嗶哩_bilibili

第 47 題參考：PCB過孔的寄生電容電感對信號有什么影響？_嗶哩嗶哩_bilibili

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http://www.risenshineclean.com/news/6476.html

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31、多級放大電路的級間耦合方式有哪幾種？哪種耦合方式的電路零點偏移最嚴重？哪種耦合方式可以實現(xiàn)阻抗變換？

陳氏理解

一、多級放大電路的引入

二、多級放大電路的相關(guān)概念和耦合方式

2.1相關(guān)概念

2.2常見的耦合方式

三、直接耦合

3.1原電路

3.2提高 T2 管基極點位

3.3用正向偏置二極管代替?

3.4用反向穩(wěn)壓管代替?

3.5總結(jié)

3.5.1級數(shù)

（1）全部為 NPN 型管

（2）NPN 與 PNP 型管混合使用

3.5.2優(yōu)缺點

（1）優(yōu)點

（2）缺點

四、阻容耦合

4.1概念

4.2優(yōu)缺點

五、變壓器耦合

5.1概念

5.2特點 1 阻抗變換

5.3阻抗變換的作用

5.3.1直接耦合或阻容耦合

5.3.2變壓器耦合共射放大電路

5.4優(yōu)缺點

六、光電耦合（感興趣的了解一下）

6.1光電耦合器

6.1.1介紹

6.1.2 放大倍數(shù) CTR?

6.2光電耦合放大電路

32、名詞解釋：耦合、去耦、旁路、濾波。

33、什么是競爭與冒險？

34、無源濾波器和有源濾波器有什么區(qū)別？

陳氏理解

1. 無源濾波器 (Passive Filter)

定義與原理：

常見類型：

優(yōu)點：

缺點：

2. 有源濾波器 (Active Filter)

定義與原理：

常見類型：

優(yōu)點：

缺點：

3. 無源濾波器與有源濾波器的區(qū)別

4. 應用場景

5.總結(jié)

35、請問鎖相環(huán)由哪幾部分組成？

陳氏理解

1. 鎖相環(huán)的基本概念

2. 鎖相環(huán)的組成部分

(1) 鑒相器（Phase Detector, PD）

(2) 環(huán)路濾波器（Loop Filter）

(3) 壓控振蕩器（Voltage-Controlled Oscillator, VCO）

3. 鎖相環(huán)的工作過程

4. 總結(jié)

36、請問 RS-232C 標準的邏輯 0 和邏輯 1 電壓范圍是多少？

37、名詞解釋：UART、USRT、USART。

38、請問串口異步通信的字符幀格式由哪幾部分組成？

39、請列舉您知道的差分平衡電平接口。

陳氏理解

差分平衡電平接口定義

40、電磁干擾的三要素是什么？

41、請解釋一下什么是串擾和振鈴。

陳氏理解

42、您所遇到的需要控制單端阻抗為 50Ω、75Ω 的信號有哪些？您所遇到的需要控制差分阻抗為 90Ω 、100Ω 、120Ω 的信號有哪些？

陳氏理解

43、差分線走線有兩個原則：等長和等距。但在實際布線中可能無法兩者都完全滿足，那么請問是等長優(yōu)先還是等距優(yōu)先？

陳氏理解

1. 為什么走線不等長會給差分信號引入共模的成分？

2. 怎么就增加了 EMI？EMI 是什么？

3. 間距不一致為什么會導致差分阻抗發(fā)生變化？

4. 為什么說差分對本身耦合不明顯所以阻抗變化范圍也很小？耦合和阻抗變化有什么關(guān)系？

5.總結(jié)

44、為什么高頻信號線的參考地平面要連續(xù)（即高頻信號線不能跨島）？

45、請問什么是半固化片？

31、多級放大電路的級間耦合方式有哪幾種？哪種耦合方式的電路零點偏移最嚴重？哪種耦合方式可以實現(xiàn)阻抗變換？

一、多級放大電路的引入

二、多級放大電路的相關(guān)概念和耦合方式

三、直接耦合

3.3用正向偏置二極管代替? $R_{e2}$

3.4用反向穩(wěn)壓管代替? $R_{e2}$

四、阻容耦合

五、變壓器耦合

六、光電耦合（感興趣的了解一下）

32、名詞解釋：耦合、去耦、旁路、濾波。

34、無源濾波器和有源濾波器有什么區(qū)別？

35、請問鎖相環(huán)由哪幾部分組成？

36、請問 RS-232C 標準的邏輯 0 和邏輯 1 電壓范圍是多少？

37、名詞解釋：UART、USRT、USART。

38、請問串口異步通信的字符幀格式由哪幾部分組成？

39、請列舉您知道的差分平衡電平接口。

41、請解釋一下什么是串擾和振鈴。

42、您所遇到的需要控制單端阻抗為 50Ω、75Ω 的信號有哪些？您所遇到的需要控制差分阻抗為 90Ω 、100Ω 、120Ω 的信號有哪些？

43、差分線走線有兩個原則：等長和等距。但在實際布線中可能無法兩者都完全滿足，那么請問是等長優(yōu)先還是等距優(yōu)先？

44、為什么高頻信號線的參考地平面要連續(xù)（即高頻信號線不能跨島）？

45、請問什么是半固化片？

46、請問什么是通孔、盲孔和埋孔？孔徑多大可以做機械孔，孔徑多小必須做激光孔？請問激光微型孔可以直接打在元件焊盤上嗎，為什么？

47、請問過孔有哪兩個寄生參數(shù)？這兩個寄生參數(shù)對電路有什么影響？

一、影響阻抗

二、過孔分布參數(shù)對阻抗的影響——過孔的寄生電容

三、過孔分布參數(shù)對阻抗的影響——過孔的寄生電感

48、您知道的畫原理圖和 PCB 的軟件都有哪些？

49、您知道的計算 PCB 阻抗的軟件都有哪些？

50、請列舉您知道的 PCB 廠家。