每日复习 — 2026-04-21

1. SBC 的 Q&A 看门狗如何检测 MCU 软件功能失效？

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来自 汽车电子（Automotive Electronics）

普通看门狗（Window 模式）只检测 MCU '还在跑'——如果 MCU 陷入一个只会喂狗的死循环，看门狗会乖乖相信一切正常。Q&A 看门狗解决这个问题：SBC 通过 SPI 发送一个随机问题（例如 Q = 0x3A，由内部 LFSR 生成），MCU 必须用约定的算法计算答案（如 CRC16 + 移位），SPI 发回 SBC 比较。MCU 要'作弊'必须真正运行正确的计算路径，不能只是'在跑'。如果主循环跑飞只有 ISR 在喂狗，它无法计算出正确答案 → SBC 拉低 RESET → 强制复位。这是 ASIL D ECU 的外部独立监控核心机制，配合 MCU 内部双核锁步形成双重保护。

2. 为什么 Bessel 滤波器对时域波形保真？

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来自 运算放大器与模拟设计

Bessel 滤波器的特点是线性相位——所有频率分量被延迟相同的时间（恒定群延迟），时域波形形状不变只是整体延后。方波由无穷多正弦分量组成，Butterworth 等滤波器对不同频率延迟不同 → 各分量在时间上错开 → 方波上升沿出现过冲和振铃；Bessel 对所有频率延迟相同 → 方波只是圆滑了一点，没有过冲。选 Bessel 的典型场景：采集方波或脉冲信号、数字通信接收端（保持眼图清晰）、音频瞬态保真。代价：过渡带比 Butterworth 缓慢，陡截止要求下不如 Chebyshev。选择标准：更在乎频域（Butterworth/Chebyshev）还是时域（Bessel）。

3. PCM 的斜率补偿为什么在 D > 50% 时必须？

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来自 电源设计（Power Supply & LDO/Charge Pump）

次谐波振荡：某周期起始电流有个小扰动（略高），由于提前达到 $I_{ref}$ 而提前关断 → 下一周期起始电流更低 → 需要更长时间才能到达 $I_{ref}$ → 本周期 D 更大 → 下下周期起始更高 → 扰动被放大。D < 50% 时扰动自然衰减；D > 50% 时扰动随周期放大 → 形成 $f_{sw}$/2 次谐波振荡 → 输出纹波剧增。解决：在 $I_{ref}$ 上叠加下降斜率 $S_e$ ≥ 0.5 × $S_n$（$S_n$ = $V_{out}$/L 是电感电流下降斜率）。100% 补偿（$S_e$ = $S_n$）对任何 D 都稳定。示例：Buck $V_{out}$ = 5V、L = 10 μH → $S_n$ = 0.5 A/μs → $S_e$ ≥ 0.25 A/μs（推荐 0.5 A/μs）。现代 PCM 控制器都内置斜率补偿，选对芯片即可。

功率电子学（Power Electronics） — 功率变换器分析的两个核心定律是什么？

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伏秒平衡（电感）和安秒平衡（电容）。(1) 伏秒平衡：稳态下一个开关周期内电感电压的积分为零（∫$V_L$ dt = 0）——否则电感电流会无限累积。推出 Buck 的 D = $V_{out}$/$V_{in}$、Boost 的 $V_{out}$/$V_{in}$ = 1/(1−D)、Buck-Boost 的 $V_{out}$/$V_{in}$ = −D/(1−D)。(2) 安秒平衡：稳态下电容电流的积分为零——否则电容电压无限累积。物理意义：电感电流是能量的'动量'，电容电压是能量的'位置'，稳态 = 能量状态不变 = 平均变化率为零。所有稳态分析都从这两个守恒定律开始。

栅极驱动（Gate Driver） — 栅极驱动设计的三个核心矛盾是什么？

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快（开关损耗低）× 稳（无过冲、EMI、误开通）× 简单（无隔离/负压/DESAT）。快需要大 $I_G$ 但带来大 di/dt 和过冲；稳需要小 $I_G$ + 负压 + 箝位 + 三段式但意味着复杂 IC；简单意味着便宜但只能用在低频低压低 dV/dt 场景。SiC 驱动之所以贵 5~10 倍，是因为 SiC 的工作点逼近三角形中心，三个维度都必须同时应对。