全网最全硬件校招八股文（8）-振荡器与锁相环

写在前面

通过对300份真实面经的分析以及本人秋招实习面试中遇到的问题，我总结了硬件岗位面试中最高频的面试题目。这些问题涵盖了模拟电路、数字电路、电源、信号完整性、嵌入式硬件、PCB设计、电机、常用仪器等核心领域，并附上详细的解答思路，帮助你高效复习。目前已更新248道高频面试题，持续更新中。

适用岗位包括单板硬件研发、嵌入式硬件、PCB Layout、电源设计、射频工程师、硬件测试和FAE(现场应用工程师)。

无论你是大三、大四的本科生还是研一、研二的研究生，都可以从中获得全面的面试备战策略。

工作原理：是将输入信号与一个参考电压进行比较，根据比较结果输出高电平或低电平的信号。比较器通常由一个差分放大器和一个输出级组成。差分放大器负责将输入信号进行放大，并输出一个与输入信号差值有关的电压；输出级则根据差分放大器的输出，通过控制开关和输出缓冲放大器，输出相应的高电平或低电平信号。

2、关键参数与特性

（1）阈值电压：阈值电压是电压比较器开始输出特定电平（如高电平或低电平）的输入电压值。它是电压比较器的一个重要参数，决定了比较器的灵敏度和稳定性。

（2）输出电平：电压比较器的输出电平通常分为高电平和低电平两种。高电平接近于电源电压，低电平接近于地电平。

（3）跃变方向：指的是比较器输出状态随输入电压变化而变化的趋势。当输入电压从低于阈值电压增加到高于阈值电压时，输出从低电平跃变至高电平；反之亦然。

（4）非线性工作区：电压比较器在输入电压接近阈值电压时表现出明显的非线性特性。这是因为在这一区域内，输入电压的微小变化即可导致输出状态的显著变化。

（5）工作电源电压：决定了其输出电平的范围和精度。通常情况下，工作电源电压越高，输出电平的范围和精度越高。

Tips：实际应用【扩展】

1、模拟信号处理：用于检测信号的阈值、触发开关动作等任务。Eg：在音频处理中检测音频信号的峰值电平；在图像处理中检测像素值的阈值实现图像的二值化处理。

2、开关电源：用于监测输出电压是否稳定在规定范围内，并在需要时触发保护机制。

3、波形产生和变换：通过配置适当的参数和电路结构，电压比较器可以将正弦波等连续信号转换为方波或矩形波等离散信号。

4、模数转换：在模数转换器中作为比较器使用，将模拟信号转换为数字信号。

5、保护电路：在电子系统中作为保护电路的一部分，用于检测异常电压并触发相应的保护措施。

2、写出 RC正弦波振荡器的工作原理与起振条件

RC 正弦波振荡器是一种基于电阻（R）和电容（C）元件构成的振荡电路，能够产生稳定的正弦波信号。其工作原理主要依赖于正反馈机制与选频网络的共同作用。

（1）正反馈机制

在 RC 振荡电路中，正反馈是维持振荡的关键。正反馈意味着输出信号的一部分被反馈回输入端，并且与原始输入信号在相位上保持同相或接近同相，从而增强原始信号，形成持续的振荡。在 RC 振荡器中，这通常通过运算放大器（如反相放大器）实现，其中放大器的一部分输出通过 RC 网络反馈回其非反相输入端。

（2）选频网络：

RC 网络不仅作为反馈路径，还起着选频的作用。由于 RC 网络对不同频率信号的响应不同（主要表现为相位和幅度的变化），因此它可以选择性地放大某一特定频率的信号，从而确定振荡频率。在理想情况下，RC 振荡器的振荡频率等于 RC 网络的自然频率， f = 1/2𝜋𝑅𝐶 其中 f 是振荡频率，R 是电阻值，C 是电容值。

RC振荡器能够稳定起振并持续振荡，必须满足以下几个条件：

（1）相位条件：

相位条件也被称为巴克豪森准则（Barkhausen Criterion），它要求振荡器在振荡频率下，反馈信号的相位与输入信号的相位相同，即相位差为 0°或 360°的整数倍。在 RC 振荡器中，这通常通过调整反馈网络的参数（如电阻和电容的值）来实现。

（2）增益条件：

增益条件要求电路在振荡频率下的闭环增益大于 1，以克服信号在振荡过程中的衰减。然而，在实际应用中，为了避免振荡器进入非线性区域而产生失真，闭环增益通常被设计得稍大于 1，并在起振后通过某种方式（如自动增益控制）稳定在这一水平。

（3）幅值稳定条件：

除了相位和增益条件外，RC 振荡器还需要满足幅值稳定条件，即振荡幅度在达到一定水平后能够保持稳定，不会无限增大或减小。这通常通过非线性元件（如二极管）的限幅作用或在电路中引入负反馈来实现。

3、RC 振荡器的构成及原理

1、基本构成

RC 振荡器是一种基于电阻 R 和电容 C 元件构成的电子振荡器，用于产生周期性变化的电压或电流信号。其基本构成包括一个放大器（通常为运算放大器）、正反馈网络（由电阻和电容组成）以及可能的相位补偿网络。在正反馈网络中，电阻和电容串联或并联，以形成振荡所需的相位移动和增益条件。

2、关键元件：

放大器：提供必要的电压或电流增益，以补偿电路中的损耗。
电阻 R：用于限制电流，并参与决定振荡频率和相位移动。
电容 C：储存电荷，与电阻一起形成振荡所需的 RC 时间常数。

3、工作原理

RC 振荡器的工作原理基于正反馈原理，即放大器的一部分输出被反馈回其输入端，以维持振荡。电阻和电容的组合提供了必要的相位移动，并通过放大器的增益维持振荡的幅度。

为了产生稳定的振荡，电路必须满足两个基本条件：

增益条件：闭环增益必须大于 1（但接近 1 避免失真），以确保信号能够不断放大。
相位条件：正反馈网络必须提供足够的相位移动（通常是 180°），加上放

剩余60%内容，订阅专栏后可继续查看/也可单篇购买

全网最全硬件校招八股文文章被收录于专栏

本人bg西电硕，本硕均为电子信息专业。25届秋招主投硬件岗，最终拿下海康，汇川，艾诺，TCL，华为，CVTE，中兴，小米等offer。通过对300份真实面经的分析以及本人秋招实习面试中遇到的问题，我总结了硬件岗位面试中最高频的面试题。这些问题涵盖了模电、数电、硬件测试、PCB设计、电源岗等核心领域，并附上详细的解答思路。其次，我还详细介绍了电源岗、硬测岗、单板硬件岗位的职责、必备技能以及学习路线。