徹底分析TI類比設計工程師面試問題

徹底分析TI類比設計工程師面試問題

目录

1. 概述
2. 反馈检查
3. 回路增益
4. 关闭独立源
5. 电路类型：比较器
6. 电路参数计算
7. 输出决定
8. 总结
9. 优点
10. 缺点

概述

大家好，欢迎来到本节课程！今天我们将解决一个非常有趣的面试问题。尽管这是一个很简单的电路，但是解决它却非常棘手。我们需要找出在输出端（OPM）的输出是什么。在这个问题中，OPM是理想的，所以增益是无穷大的。为了解决这类电路问题，我们首先需要检查是否存在负反馈。如果存在负反馈，我们可以直接使用虚短概念。虚短概念指的是我们知道运算放大器反相和非反相端的电势是完全相等的。但是在这之前，我们必须先检查是否存在负反馈。如果电路中存在负反馈，就可以直接假设这是一个负反馈电路。然而，事实并非总是如此。为了检查反馈，我们需要计算回路增益。在计算回路增益时，我们会在回路上选择一个节点，并从该节点开始遍历整个回路，然后回到起始节点，看是否有180°的相位差。这是计算回路增益的一种方式。接下来，我们需要关闭所有的独立源。在这里，我们不需要计算回路增益，我们只需要确认是否存在反馈。如果您增大任何节点的电势，然后遍历回路，发现电势逐渐减小，那么这就是一个负反馈电路。然而，在这个问题中我们并不需要这么做。我们可以直接看到，如果重新绘制电路，我们可以得到其中没有反馈存在的结论。

反馈检查

重新绘制电路后，我们可以看到电路的构成。根据电路重画后的图示，我们可以观察到电路中没有任何反馈存在。没有任何反馈部分的输出会被馈回到输入端的任何一个节点。这是因为输出是开路的，并且没有连接。所以，基于这个电路，可以得出结论并没有反馈存在。那么在这种情况下，电路的作用是什么呢？事实上，这个电路就是一个比较器。

回路增益

回路的增益是指，在回路上环绕一圈后返回到同一节点时的电势比。然而，在本例中并不需要计算回路增益。

关闭独立源

为了检查电路的反馈类型，我们需要关闭所有的独立源。在这个电路中，电流源是独立的，所以我们需要将它开路。实际上，我们不需要计算回路增益，我们只需要确认是否存在反馈。

电路类型：比较器

通过重新绘制电路，我们可以得知这个电路的作用是一个比较器。比较器的输出取决于正负端的电势大小。如果正端电势大于负端，则输出为正，反之输出为负。

电路参数计算

重新绘制电路后，我们可以开始计算正负端的电势。根据电路图，我们可以得知正端的电势为0伏，并且地为参考点。而对于电流通过的一侧的电阻，电压降为1伏，即电势差为1伏。同样，另一侧的电阻也会有1伏的电压降。因此，该电阻的电势也为1伏。

输出决定

正负端的电势已经确定。我们可以直接比较两者的电势大小来决定输出。根据电势大小的比较，我们得出0伏大于-1伏的结论。因此，正端的电势大于负端的电势，最终输出为正。

总结

通过此例，我们了解了如何分析一个相对简单但有趣的电路问题。我们首先检查是否存在负反馈，然后计算回路增益，最后关闭独立源。在这个例子中，我们发现电路并不具有负反馈，而是一个比较器。通过计算两个节点的电势，我们确定了输出为正。

优点

• 正确解决了一个棘手的问题
• 展示了如何分析电路反馈的方法
• 深入了解了比较器的工作原理

缺点

• 问题的理解可能会引起一些困惑
• 计算回路增益时可能出现困难

FAQ

Q: 为什么我们需要检查是否存在负反馈？

A: 检查反馈是电路分析的关键一步，因为它会影响电路的行为和性能。

Q: 为什么这个电路被称为比较器？

A: 这个电路被称为比较器是因为它可以根据输入电压的大小来决定输出的电压。

Q: 如何计算电路的回路增益？

A: 计算回路增益需要在回路上选取一个节点，然后遍历整个回路，最后返回到起始节点，并观察电势的变化。

Q: 为什么我们要关闭独立源？

A: 关闭独立源是为了确认电路中是否存在反馈。

Q: 为什么我们要计算正负端的电势？

A: 计算正负端电势是为了确定输出的极性和大小。