怎么用示波器测电压(求职攻略｜测DCDC输出电压纹波，示波器探头用X1还是X10)

Posted 2023-05-26

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怎么用示波器测电压(求职攻略｜测DCDC输出电压纹波，示波器探头用X1还是X10)

本轮继续解析大疆的硬件工程师岗位笔试题目，本期继续解析5道选择题，设计示波器相关的测试测量知识点、SPI通信、建立时间与保持时间、USB通信速率。

12.关于示波器的以下说法正确的是（）（单选）

A.标有”10X”的无源探头表示探头将信号放大10倍

B.相较于数字万用表，示波器测量电压值的精度通常更低

C.数字示波器机器上标示的200MHz为内部主控芯片的工作频率

D.示波器的模拟带宽是由ADC采样芯片决定的

解析：本题考察了示波器的相关知识。

首先说比较简单的探头，探头上一般会标注“1X”和”10X”，这其实代表着衰减倍数：1X代表衰减一倍，10X代表衰减十倍，因此A选项错误。

数字示波器在机器上一般会标注一些参数，比如“200MHz，1Gsa/s”之类的字样，其中的200MHz其实是指的示波器的带宽。带宽是指一个逐渐升高频率的正弦输入信号显示幅度下降3dB（真实信号的0.707倍）时的频率，因此和内部主控芯片的工作频率没有关系，C选项错误。

而对于1Gsa/s，这个指标指的是示波器的采样率：每秒采样多少个点。示波器的模拟带宽一般由示波器的前端放大器决定，和ADC采样芯片无关，D选项错误。

数字示波器为了尽可能高的带宽和较快速度进行高频信号测量，使用的是并行ADC，工作速度很快，但是分辨率不高。因此实际示波器的直流测量精度通常在满量程的2%左右。而对于数字万用表，通常使用积分型ADC，通过增加积分时间可以提高测量分辨率并减小噪声的影响。我们通常会见到台式的5位半、6位半万用表或是手持的3位半万用表，它们的分辨率一般用10的次方分之一来表示，比如6位代表1/（10^6），即百万分之一的分辨率，精度比示波器测量的要高，因此B选项正确。

13.测量DCDC电源输出电压纹波时，最好采用以下哪种测量方式（）（单选）

A.DC耦合，10：1探头

B.DC耦合，1：1探头

C.AC耦合，10：1探头

D.AC耦合，1：1探头

解析：本题考察DCDC纹波相关的知识。

由于输出电压纹波主要是电容充放电引起的，相当于在直流输出电压上叠加一个交流成分，因此最好使用AC耦合来测量。同时由于纹波电压一般峰峰值在mV级，为了避免示波器探头造成的衰减引入测量误差，所以使用1：1探头，不对测量的纹波电压进行衰减，所以正确答案为D。

对于纹波测量，还牵扯到另外的一些注意事项。由于纹波电压本身峰峰值较小的原因，一旦引入PCB上的干扰信号很容易造成测量结果不准确，而探头接地线过长会造成寄生参数过大，引入不必要的干扰，所以在测量时应使用接地弹簧且接地距离应保证最短。测量方法如下图所示：

14.SPI通信根据极性CPOL和相位CPHA共有多少种工作模式（）（单选）

A.1 B.2

C.3 D.4

解析：本题考察了SPI的相关知识。

CPOL指的是SPI的时钟极性（clock polarity），CPHA指的是SPI的时钟相位（clock phase）。CPOL确定了时钟空闲时刻（发送8bit数据前和发送后的状态）的电平。CPOL=0时，时钟空闲时刻是低电平，时钟有效时是高电平；CPOL=1时，时钟空闲时刻是高电平，时钟有效时是低电平。

SPI相位对应着数据采样时在第几个边沿，CPHA=0时表示第一个边沿，此时再结合CPOL状态可以知道会出现两种情况：CPOL=0时，空闲时低电平，那么第一个边沿就是从低到高，是上升沿；CPOL=1时，空闲时是高电平，那么第一个边沿就是从高到低，是下降沿。类似的，对于CPHA=1时，表示第二个边沿采样，此时CPOL=0时为下降沿，CPOL=1时为上升沿。所以合计共有4种工作模式，本题答案为D。工作模式图解如下图所示：