电压反馈放大器与电流反馈放大器的区别
硬件工程专业面试题目(3篇)
第1篇一、基础知识1. 请简要介绍电子电路的基本组成和功能。
2. 什么是基尔霍夫定律？请分别说明基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。
3. 什么是晶体管？请列举晶体管的三种主要类型及其特点。
4. 请解释什么是放大电路？放大电路的主要参数有哪些？5. 什么是反馈电路？请列举反馈电路的几种类型及其应用。
6. 什么是频率响应？如何判断一个放大电路的稳定性？7. 什么是差分放大电路？为什么差分放大电路在模拟电路中应用广泛？8. 请解释什么是PCB（印刷电路板）？PCB设计过程中需要注意哪些问题？9. 什么是EMC（电磁兼容性）？为什么硬件工程师需要关注EMC？10. 请列举几种常见的无源元件及其符号和功能。
二、电路设计与分析1. 请设计一个简单的放大电路，并分析其性能参数。
2. 请设计一个稳压电路，并说明其工作原理和适用场景。
3. 请设计一个滤波电路，并分析其滤波效果。
4. 请设计一个开关电源，并说明其工作原理和主要参数。
5. 请设计一个PWM（脉冲宽度调制）电路，并分析其控制原理。
6. 请设计一个通信接口电路，并说明其工作原理和协议。
7. 请设计一个传感器电路，并分析其信号处理方法。
8. 请设计一个电源管理电路，并说明其功能。
三、数字电路与系统1. 请解释什么是数字电路？数字电路与模拟电路的主要区别是什么？2. 什么是逻辑门？请列举常见的逻辑门及其功能。
3. 什么是触发器？请列举几种常见的触发器及其功能。
4. 什么是时序电路？请列举几种常见的时序电路及其功能。
5. 什么是组合电路？请列举几种常见的组合电路及其功能。
6. 什么是微处理器？请列举微处理器的主要功能。
7. 什么是总线？请列举总线的主要类型及其特点。
8. 什么是嵌入式系统？请列举嵌入式系统的主要特点。
四、硬件描述语言与FPGA1. 什么是硬件描述语言（HDL）？请列举几种常见的HDL及其特点。
2. 什么是FPGA（现场可编程门阵列）？FPGA的主要特点是什么？3. 请用Verilog或VHDL设计一个简单的数字电路，并说明其工作原理。
电压反馈放大器与电流反馈放大器的区别
电压反馈放大器与电流反馈放大器的区别1.电压反馈放大器与电流反馈放大器的区别：1.带宽VS增益电压反馈型放大器的-3DB带宽由R1、Rf和跨导gm共同决定，这就是所谓的增益帯宽积的概念，增益增大，带宽成比例下降。
同时运放的稳定性有输入阻抗R1和反馈阻抗Rf共同决定。
而对于电流反馈型运放，它的增益和带宽是相互独立的，其-3DB带宽仅由Rf决定，可以通过设定Rf得到不同的带宽。
再设定R1得到不同的增益。
同时，其稳定性也仅受Rf影响。
2.反馈电阻的取值电流型运放的反馈电阻应根据数据手册在一个特定的范围内选取，而电压反馈型的反馈电阻的选取就相对而言宽松许多。
需要注意的是电容的阻抗随着频率的升高而降低，因而在电流反馈放大器的反馈回路中应谨慎使用纯电容性回路，一些在电压反馈型放大器中应用广泛的电路在电流反馈型放大器中可能导致振荡。
比如在电压反馈型放大器我们常会在反馈电阻Rf上并联一个电容Cf来限制运放的带宽从而减少运放的带宽噪声（Cf也常常可以帮助电压反馈型放大器稳定），这些如果运用到电流反馈放大器上，则十有八九会使你的电路振荡。
3.压摆率当信号较大时，压摆率常常比带宽更占据主导地位，比如同样用单位增益为280MHZ的放大器来缓冲10MHZ，5V的信号，电流反馈放大器能轻松完成，而电压反馈放大器的输出将呈现三角波，这是压摆率不足的典型表现。
通常来说，电压反馈放大器的压摆率在500V每us,而电流反馈放大器拥有数千V每us.4.如何选择两类芯片a,在低速精密信号处理中，基本看不到电流反馈放大器的身影，因为其直流精度远不如精密电压反馈放大器。
b.在高速信号处理中，应考虑设计中所需要的压摆率和增益帯宽积；一般而言，电压反馈放大器在10MHZ以下，低增益和小信号条件下会拥有更好的直流精度和失真性能；而电流反馈放大器在10MHZ以上，高增益和大信号调理中表现出更好的带宽和失真度。
当下面两种情况出现一种时，你就需要考虑一下选择电流反馈放大器：1，噪声增益大于4；2，信号频率大于10MHZ。
运放反馈电容的作用
■ 在相同工艺和功耗下，电流反馈型运放比电压反馈型运放的FPBW 更高、失真更小■ 电流反馈型运放的反向输入阻抗低、同相输入阻抗高■ 电流反馈型运放的闭环带宽仅由内部主导极点电容C p 和外部反馈电阻R2决定，而与增益设置电阻R 1无关图1.17 电流反馈型运放的特性总结1.4 运放反馈电容的作用在这里，需要给出噪声增益的定义。
噪声增益是一个统计量，与运放的输入终端相连的小振幅噪声电压源经过放大电路后，在输出端测量得到的放大程度即为噪声增益。
运放的输入电压噪声就是通过这种方式建模的。
另外，需要注意的是直流噪声增益也可以用于将输入电压偏移（或者运放的其他输入误差源）反映到输出端。
噪声增益不同于信号增益。
如图1.18所示，给出了反向和同相模式下的噪声增益和信号增益原理及对比。
可以发现，在同相模式下，噪声增益等于信号增益；然而，在反向模式下，噪声增益不变，但是信号增益是–R 2/R 1。
在此结构中，电阻作为反馈器件，可以对网络产生反作用。
信号增益211R R =+信号增益21R R −= 噪声增益211R R =+ 噪声增益211R R =+对于VFB 运放：闭环BW=uCL f f G =图1.18 反相和同相模式下的噪声增益和信号增益比较如图1.19所示是噪声增益的另外两种结构图，在这种结构模式中，通过在运放的输入端增加一个电阻R 3，使得噪声的增益能够与信号增益相独立，即在信号增益发生变化的时候，噪声增益可以保持不变。
一般互补运放在低噪声增益情况下不稳定，而通过采用这种技术结构后，可以起到稳定互补运放的作用，但是，此项技术也会使得对输入噪声和偏移电压的敏感性相应地增加。
单位增益带宽频率噪声增益信号增益211R R =+ 信号增益21R R −= 噪声增益2131||R R R =+ 噪声增益2131||R R R =+ 图1.19 噪声增益独立于信号增益的电路结构可以将噪声增益表示成关于频率函数的伯德图来分析运放的稳定性。
电压反馈型运算放大器的增益和带宽
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-
-
-
R1
+
+
IN
B
R1
C
R2
MT-033
环路增益 开环增益与闭环增益之差称为环路增益，如图3所示。环路增益给出了可以在给定频率下 施加于放大器的负反馈量。
GAIN dB
OPEN LOOP GAIN
LOOP GAIN
CLOSED LOOP GAIN
NOISE GAIN
fCL
LOG f
LOG f
图5：增益带宽积
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MT-033
例如，如果有这样一个应用，要求闭环增益为10，带宽为100 kHz，则需要一个最低增益带宽 积为1 MHz的运算放大器。但这有点把问题过度简单化了，因为增益带宽积变化极大，而且在 闭环增益与开环增益相交的位置，响应实际上要低3 dB。另外，还应该允许一定的额外余量。 在上述应用中，增益带宽积为1 MHz的运算放大器是最低要求。保险起见，为了实现要求的 性能，因数至少应该是5。因此选择了增益带宽积为5 MHz的运算放大器。 稳定性标准 反馈稳定性理论认为，闭环增益必须在不大于6 dB/8倍频程(单极点响应)的斜率下与开环增 益相交，才能使系统实现无条件稳定。如果响应为12 dB/8倍频程(双极点响应)，则运算放 大器会发生振荡。简单起见，不妨这样设想，每个极点增加90°相移。两个极点则会产生 180°的相移，而180°的相移会使负反馈变成正反馈，即振荡。 那么问题是：为什么要用单位增益下不稳定的放大器呢？答案是，对于给定的放大器，如 果该放大器设计时未考虑单位增益稳定性，则可在较高增益下提高带宽。这类运算放大器 有时被称为非完全补偿运算放大器。然而，仍需满足稳定性标准，即闭环增益必须在6 dB/8倍频程(单极点响应)的斜率下与开环增益相交。否则，放大器将会振荡。因此，非完 全补偿运算放大器仅在数据手册中规定的较高增益下保持稳定。 举例来说，不妨比较图6中的开环增益图。图中的三种器件，AD847、AD848 和 AD849基 本上采用相同的设计，只是内部补偿机制不同。AD847为单位增益稳定型，规定增益带宽 为50 MHz。AD848在增益为5或以上时保持稳定，其增益带宽为175 MHz。AD849在增益为 25或以上时保持稳定，其增益带宽为725 MHz。由此可见，在基本设计相同的情况下，可 以通过修改运算放大器的内部补偿机制来产生不同的增益带宽积，其为最低稳定增益的函 数。
问题一：“反馈深度”扫盲篇：反馈深度是在负反馈的条件下来讨论的：负
问题⼀：“反馈深度”扫盲篇：反馈深度是在负反馈的条件下来讨论的：负问题⼀：“反馈深度”扫盲篇：反馈深度是在负反馈的条件下来讨论的：负反馈的增益Af=A/(1+AF).其中(1+AF)称为反馈深度。
反馈深度可以分为以下⼏种情况：（1）当(1+AF)远⼤于1时，此时的反馈就叫深度负反馈，此时的负反馈增益等于1/F。
分压式共基极偏置放⼤电路就是⼀个深度负反馈放⼤电路（2）当(1+AF)等于1时，则表明反馈效果为零。
（3）当(1+AF)远⼩于1时，表明放⼤器的净输⼊量增⼤，放⼤倍数升⾼，这种反馈称为正反馈。
多⽤于振荡器。
（4）当(1+AF)等于0时，则表明闭环增益为⽆穷⼤，此时的放⼤器⽆输⼊量，也有输出量，放⼤器处于“⾃激振荡”状态，严重时放⼤电路不能正常⼯作，必须消除。
对于负反馈放⼤电路,反馈深度愈⼤,对放⼤电路性能改善就愈明显，但是，反馈深度过⼤将引起放⼤电路产⽣⾃激振荡。
--能说明为什么吗？反馈深度对放⼤器性能的影响：负反馈对放⼤器性能的改善均与反馈深度（1+AF）有关：1）可以稳定信号的放⼤倍数：（开环电压放⼤倍数和闭环电压放⼤倍数）放⼤倍数的稳定性提⾼了（1+AF）倍--------怎样理解？你是否说清楚了？与同学讨论看同学是否理解你所说的。
2）对输⼊电阻和输出电阻的影响：a、对输⼊电阻的影响：串联反馈可提⾼放⼤器的输⼊电阻，并联反馈可减⼩放⼤器的输⼊电阻，提⾼和减⼩的倍数都是（1+AF）。
b、对输出电阻的影响：电压反馈可减少放⼤器的输出电阻，电流反馈可提⾼放⼤器的输出电阻，减⼩和提⾼的倍数都是（1+AF）。
--你⾃⼰是否理解呢？问题⼆：⾃激振荡的产⽣原因及其消除办法：如果输⼊为零，输出端仍有⼀定频率和幅度的波形输出，这种情况下，有可能是因为⼀级放⼤的电阻过⼤产⽣了噪声，也有可能是电路产⽣了⾃激振荡。
产⽣⾃激振荡的原因是放⼤电路中存在多级RC回路，因此，放⼤倍数和信号的相位移将随频率⽽变化。
当变化满⾜：1、幅度平衡条件AF=12、相位平衡条件φA+φB=±2nπ此时负反馈变为正反馈，产⽣⾃激振荡，放⼤电路⼯作不稳定。
电压反馈和电流反馈运算放大器的比较
阻 R 2 和内部电路 C P 决定, 而与增益设置电阻 R 1 无 体管匹配, 将不会产生失调电压。
关。 因此, CFB 放大器适用于带宽可编程放大器。
两个输入端是两个晶体管的基极。 虽然基极电
由(10) 式还可以看出, 对于 CFB 放大器, 如果 流 (偏置电流) 的绝对大小会随工艺及温度的变化而
(S ichuan Institu te of S olid 2S ta te C ircu its, C h ina E lectron ics T echnology G roup C orp ora tion, C hong qing 400060, P 1 R 1 C h ina)
Abstract: D ifferences betw een cu rren t feedback (CFB ) and vo ltage feedback (V FB ) op erational am p lifiers are
V o l133, № 2 A p r12003
文章编号: 100423365 (2003) 0220132204
电压反馈和电流反馈运算放大器的比较
庞佑兵, 梁 伟
(中国电子科技集团公司 第二十四研究所, 重庆 400060)
摘 要: 从闭环特性、开环特性、输入级、噪声等几个方面, 对电流反馈 (CFB ) 放大器和电压反馈 (V FB ) 放大器进行了详细的比较, 得出了 CFB 放大器和 V FB 放大器的一些基本特性和应用场合。 通过对这两种电路的比较, 有助于电路设计师在实际应用中选择最适合自己要求的运算放大 器。
CFB 放大器的开环跨导增益 Z (s) 均为无穷大。 因 此, 对于同相放大器, 其电路的理想传输特性推导如 下:
电流信号和电压信号的区别
“有的设备需要电压信号，有的需要电流信号，这两种信号有什么区别？”1、信号源输出最大功率的条件是，输出阻抗等于输入阻抗，称为阻抗匹配；2、如果在信号传输中，一级到下一级不能阻抗匹配信号能量将产生衰减，波形将产生失真、畸变；3、阻抗匹配分高阻抗匹配与低阻抗匹配；4、低阻抗匹配时，传输信号电流大，即我们说得电流信号；5、高阻抗匹配时，传输信号电压高，即我们说得电压信号；6、如果远距离输送信号，为了减小线路损耗，一般采用电压信号即高阻抗传输；7、如果近距离输送信号，线路损耗不大，一般采用电流信号即低阻抗传输；8、电流信号抗干扰能力强，因为一般干扰信号为电压信号9、如果由于远距离传送，信号干扰严重，可采用电流信号传送，减小干扰；10、当然采用电流信号还是电压信号也有其它原因；“与众不同”的魄力！1、信号的功率与信号的传输有很大关系；2、在放大电路的前置级，输入的弱电信号，抗干扰是主要考虑因素；3、在功放级，输出的强功率信号，传输的能量损失是主要考虑因素；4、干扰信号一般是电压信号，与传输距离成正比；5、如果前置级的输入信号，采用电流信号，即低阻抗匹配，可以短路吸收杂波电压干扰信号，特别是传输距离较远时，采用电流信号低阻抗匹配更有利于抗干扰！6、我“与众不同”的是什么，一目了然！也谈电压和电流的传输方式有什么不同工业上通常用电压0…5(10)V 或电流0(4)…20mA 作为模拟信号传输的方法，也是被程控机经常采用的一种方法。
那么电压和电流的传输方式有什么不同，什么时候采用什么方法，下面将对此进行简要介绍。
电压信号传输比如0…5(10)V如果一个模拟电压信号从发送点通过长的电缆传输到接收点，那么信号可能很容易失真。
原因是电压信号经过发送电路的输出阻抗，电缆的电阻以及接触电阻形成了电压降损失。
由此造成的传输误差就是接收电路的输入偏置电流乘以上述各个电阻的和。
如果信号接收电路的输入阻抗是高阻的，那么由上述的电阻引起的传输误差就足够小，这些电阻也就可以忽略不计。
运算放大器反馈讲解
end
7.4 负反馈对放大电路 性能的影响
7.4.1 提高增益的稳定性 7.4.2 减小非线性失真 7.4.3 抑制反馈环内噪声 7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响
7.4.1 提高增益的稳定性
闭环时
Af
A 1 AF
对A求导得
只考虑幅值有
dAf 1 dA (1 AF)2
Af
A 1 AF
dAf 1 dA Af 1AF A
F x f 反馈系数 xo
Af
xo xi
闭环增益
因为 xidxi xf
xi xidxf
所以
AfΒιβλιοθήκη xo xixo x id x f
xo
xo / A xoF
A 1 AF
即
Af
A 1 AF
闭环增益的一般表达式
7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式
负反馈放大电路中各种信号量的含义
7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式
所以
vt itRoA oFvt
Rof
vt it
Ro 1AoF
引入电压负反馈后,输出 电阻减小了.
7.4.4 对输入电阻和输出电阻的影响
2. 对输出电阻的影响
电流负反馈
闭环输出电阻
Rofvitt (1AsF)Ro
引入电流负反馈后,输出 电阻增大了.
注意: 反馈对输出电阻的影响仅限于环内,对环外不产生影响.
要想反馈效果明显,就要 求if变化能有效引起iid的变 化.
则 ii 最 好 为 恒 流 源 , 即 信 号源内阻Rs越大越好.
end
7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式
1. 闭环增益的一般表达式 2. 反馈深度讨论
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1.电压反馈放大器与电流反馈放大器的区别：
1.带宽VS增益
电压反馈型放大器的-3DB带宽由R1、Rf和跨导gm共同决定，这就是所谓的增益帯宽积的概念，增益增大，带宽成比例下降。
同时运放的稳定性有输入阻抗R1和反馈阻抗Rf共同决定。
而对于电流反馈型运放，它的增益和带宽是相互独立的，其-3DB带宽仅由Rf决定，可以通过设定Rf得到不同的带宽。
再设定R1得到不同的增益。
同时，其稳定性也仅受Rf影响。
2.反馈电阻的取值
电流型运放的反馈电阻应根据数据手册在一个特定的范围内选取，而电压反馈型的反馈电阻的选取就相对而言宽松许多。
需要注意的是电容的阻抗随着频率的升高而降低，因而在电流反馈放大器的反馈回路中应谨慎使用纯电容性回路，一些在电压反馈型放大器中应用广泛的电路在电流反馈型放大器中可能导致振荡。
比如在电压反馈型放大器我们常会在反馈电阻Rf上并联一个电容Cf来限制运放的带宽从而减少运放的带宽噪声（Cf也常常可以帮助电压反馈型放大器稳定），这些如果运用到电流反馈放大器上，则十有八九会使你的电路振荡。
3.压摆率
当信号较大时，压摆率常常比带宽更占据主导地位，比如同样用单位增益为280MHZ的放大器来缓冲10MHZ，5V的信号，电流反馈放大器能轻松完成，而电压反馈放大器的输出将呈现三角波，这是压
摆率不足的典型表现。
通常来说，电压反馈放大器的压摆率在500V每us,而电流反馈放大器拥有数千V每us.
4.如何选择两类芯片
a,在低速精密信号处理中，基本看不到电流反馈放大器的身影，因为其直流精度远不如精密电压反馈放大器。
b.在高速信号处理中，应考虑设计中所需要的压摆率和增益帯宽积；一般而言，电压反馈放大器在10MHZ以下，低增益和小信号条件下会拥有更好的直流精度和失真性能；而电流反馈放大器在10MHZ以上，高增益和大信号调理中表现出更好的带宽和失真度。
当下面两种情况出现一种时，你就需要考虑一下选择电流反馈放大器：1，噪声增益大于4；2，信号频率大于10MHZ。
编辑本段2.应用时需要注意的问
1、电流反馈型放大器不能用做积分器
2、电流反馈型放大器在反馈电阻两端不能用并联电容的方法消除振荡
3、电流反馈型放大器的输出和反向输入端不能跨接电容
4、电流型反馈放大器的反馈误差量是运放负管脚的电流值，Vout=Zt×In
5、电流型反馈放大器的反馈电阻不能选择过大的值
6、电流型反馈放大器的反馈阻值会影响放大的稳定性和带宽
7、电流型反馈放大器不能用作电压跟随器的接法
8、电流型反馈放大器的压摆率比较高
9、电流型反馈放大器无增益带宽积这一个参数10、电流型反馈放大器的增益和闭环带宽可以分别的设置11、反馈电阻有一个最佳值，既可以保证最大带宽，也可以保证稳定的放大的不振荡。
12、电流型反馈放大器的同向输入和反相输入的计算公式和电压型的相同13、器件资料的参考电路图中，电流型反馈放大器可以做同向放大和反相放大，问题是在反相输入端的输入电阻非常小在此时的应用是否会产生什么问题？答：我试过反相放大，没问题。
14、电流型反馈放大器的输入端从+到－相当于是一个跟随，+端是输入端，－端是跟随端，那么问题是在反相输入端输入信号时，以上所说的这种跟随作用如何发生？求解！15、电流型反馈放大器的输入偏置电压和输入偏置电流这几个参数是否和电压型反馈的运放相同？答：相同16、用什么方法消除电流反馈型放大器产生的自激？答：调整反馈电阻的大小或输入端加104等滤波电容17、是否还存在电压型反馈的虚短和虚断？答：存在虚断和虚短在使用电流反馈型运放如THS3001时有以下几点需要特别指出：（1）THS3001的最大闭环增益为5时能表现出最好的性能。
（2）THS3001工作在反相放大状态时的频响比同相放大状态时好。
（3）负反馈电阻RF对频响和波形失真有较大影响，因此应使用PDF所推存的值。
（4）当放大的信号频率较高（在几MHz以上）时，若将示波器探头开关放在1：1状态下去测量输出波形，由于探头的影响将产生约100～200pF的电容量并接入输入端，这对高频信号而言，将呈现出较低的阻抗，共结果将使THS3001的输出发生过载发热甚至烧环，因此，建议把示波器探头开关放在10：1状态，这样，对于THS3001来说，相当于接入了一个较大阻抗的负载。
因而可有效防止芯片损坏。
18.运放pdf资料上的反馈电阻的参考取值是有适用条件的。
运放资料上
的数据一般是对于小信号放大而言的，应对不同的场合是要改变数据的，资料上经常是以small signal 为参考的，这点要注意。
19.电流反馈型运放的输出电流较大，为几十毫安不等，当大电压供电时，比如17V供电，芯片发烫是必然的，也不必太紧张，尽量减小它的负荷就行了。