FCC Extra (2024–2028) — Questions 311–320

E6C09. What is used to design the configuration of a field-programmable gate array (FPGA)?

用什么来设计现场可编程门阵列（FPGA）的配置？

Explanation · 解析

FPGA 的逻辑配置通过硬件描述语言（如 VHDL、Verilog）编写并综合实现，而非手工布线或卡诺图。

Exam tips · 考试提示

• 中国对应：SDR、数字信号处理常借助 FPGA + HDL 实现。• 易错点：卡诺图用于小规模逻辑化简，不用于 FPGA 配置。• 实际应用：了解 HDL 有助于理解现代软件无线电硬件。

E6C10. In Figure E6-3, which is the schematic symbol for a NOR gate?

在图 E6-3 中，哪一个原理图符号代表或非门（NOR）？

Explanation · 解析

标准图 E6-3 中，或非门符号为“或门”后接小圆圈（反相），本题正确答案为符号 4。

Exam tips · 考试提示

• 中国对应：NOR 也是通用门，可由它搭任何逻辑。• 易错点：与 NAND、OR 符号靠反相圈区分。• 实际应用：控制与逻辑电路常见或非门。

E6C11. In Figure E6-3, which is the schematic symbol for the NOT operation (inversion)?

在图 E6-3 中，哪一个原理图符号代表非（NOT/反相）运算？

Explanation · 解析

标准图 E6-3 中，非门（反相器）是一个三角形后接小圆圈，本题正确答案为符号 5。

Exam tips · 考试提示

• 中国对应：反相器是数字电路基本单元。• 易错点：带小圆圈的三角才是反相，无圈三角是缓冲器。• 实际应用：电平反相、时钟整形常用非门。

E6D01. What is piezoelectricity?

什么是压电效应（压电性）？

Explanation · 解析

压电效应指某些晶体（如石英）在受机械应力时产生电压（正压电），反过来施加电压时会发生机械形变（逆压电），是晶振与滤波器的基础。

Exam tips · 考试提示

• 中国对应：石英晶体、压电蜂鸣器、SAW 滤波器都利用此效应。• 易错点：方向要分清：应力→电压、电压→形变。• 实际应用：晶振、滤波器、麦克风/扬声器核心都靠压电效应。

E6D02. What is the equivalent circuit of a quartz crystal?

石英晶体的等效电路是什么？

Explanation · 解析

石英晶体等效为：串联支路的 RLC 代表机械谐振，再与一个并联电容（电极电容与杂散电容 C0）并联，形成串联与并联两个谐振点。

Exam tips · 考试提示

• 中国对应：晶振手册给出的 L、C、R、C0 即此模型。• 易错点：是“串联 RLC 再并联 C0”，不是纯并联 RLC。• 实际应用：理解等效电路可解释晶振的串联/并联振荡模式。

E6D03. Which of the following is an aspect of the piezoelectric effect?

下列哪项属于压电效应的一个方面？

Explanation · 解析

逆压电效应即“施加电压使材料机械形变”，正压电效应则是“受力产生电压”；两项合称压电效应。

Exam tips · 考试提示

• 中国对应：超声波换能、晶振起振都用到逆压电形变。• 易错点：与磁致伸缩（磁场致形变）区分。• 实际应用：认知压电有助于理解晶振、滤波器工作原理。

E6D04. Why are cores of inductors and transformers sometimes constructed of thin layers?

为何电感与变压器的铁芯有时由薄层叠片构成？

Explanation · 解析

交变磁通在整块铁芯中感应涡流，造成发热损耗；叠片间绝缘把涡流限制在薄片内、增大电阻，从而显著降低涡流损耗。

Exam tips · 考试提示

• 中国对应：工频变压器、电感都用硅钢片叠压，正是为抑制涡流。• 易错点：目的不是省料或降电容，而是降涡流损耗。• 实际应用：自制电源变压器、音频电感用叠片铁心。

E6D05. How do ferrite and powdered iron compare for use in an inductor core?

铁氧体磁芯与铁粉磁芯用作电感磁芯时有何不同？

Explanation · 解析

铁氧体初始磁导率通常很高，因此绕较少匝数就能得到所需电感；铁粉芯磁导率较低但饱和磁通与温度特性往往更好。

Exam tips · 考试提示

• 中国对应：射频扼流圈、天线匹配常用铁氧体磁环（磁珠）。• 易错点：铁氧体磁导率高（非低），但温度稳定性常不及铁粉芯。• 实际应用：绕环匝数计算要先选磁芯材料。

E6D06. What core material property determines the inductance of an inductor?

磁芯材料的哪种特性决定了电感量？

Explanation · 解析

电感量 L 与磁芯磁导率 μ 成正比（L∝μN2A/l），磁导率越高、相同匝数下电感越大；介电常数与电感无关。

Exam tips · 考试提示

• 中国对应：选磁芯先看 μ 值，再算匝数。• 易错点：磁导率（μ）不是介电常数（ε）。• 实际应用：天线调谐、滤波电感设计都依赖 μ。

E6D08. Which of the following materials has the highest temperature stability of its magnetic characteristics?

下列哪种材料的磁特性温度稳定性最高？

Explanation · 解析

在常见磁芯材料中，铁粉芯（powdered iron）的温度系数较小、磁特性随温度变化最稳定；铁氧体温度稳定性相对较差，黄铜/铝不是磁性材料。

Exam tips · 考试提示

• 中国对应：温度敏感电路（如 VFO）常选铁粉芯以稳频。• 易错点：铁氧体磁导率高但温度稳定性不如铁粉芯。• 实际应用：要求频率稳定的振荡器电感优选铁粉芯。