1. 模拟电路设计提升措施
一、课程设计目的
《模拟电子技术》和《数字电子技术》是本专业学生必修的两门重要的技术基础课,《电子电路课程设计》教学环节是以上两门课程的延伸和实践,其目的是:使学生进一步掌握模拟电子技术和数字电子技术的基本知识和内容,让学生学会电子电路设计方法和调试方法,使学生的动手能力以及综合能力得到培养和提高。
二、课程设计内容
本课程设计大致包括四个方能面的内容:
按要求设计出原理电路并画出电路图;
选择相关元件并计算出必要的元件的参数;
实现硬件电路并进行调试;
撰写课程设计报告。
三、能力培养与人格养成教育
通过该课程设计主要培养学生在电子电路读图、绘图、设计等方面的学习能力,培养学生制作和调试硬件电路的动手能力,培养学生将课堂知识用于实践的综合能力;同时在此过程中帮助学生了解工程技术人员应具备的基本素质以及卓越工程师人格的含义。
2. 模拟集成电路设计方法
首先、一定要先把分立元器件学好,学透,比如:电阻、电容、二极管、稳压管、三极管、比较器、运放、
MOSFET等,分立元器件在模拟电路中是最基本也是最小的组成部分,这好比人的组织细胞,要想研究人就要先研究组织细胞。
其次、需要懂得利用这些分立器件的工作特性和条件来组成一个小的单元电路,学会让这个单元电路正常工作,
这就好比各个组织细胞组成了人体的各个器官,模拟电路的各个单元电路正常高效工作就好比人体器官的正常健康。
再次、学会将各个单元电路有机地协调运转,联调可靠运行,这就好比各个器官的协调运动组成了一个健康充满活力的有生命的人。
最后、学会设计和调试电路,借助示波器等测量仪器让电路的参数调整合理并最优化,这就好比利用仪器对人体进行体检,并根据体检报告进行调理,使人精神饱满,健康充满活力。
3. 模拟电路设计手册:应用及解决方案指南丛书
模拟电路是指用来对模拟信号进行传输、变换、处理、放大、测量和显示等工作的电路。
模拟信号是指连续变化的电信号。模拟电路是电子电路的基础,它主要包括放大电路、信号运算和处理电路、振荡电路、调制和解调电路及电源等。
4. 模拟电路设计提升措施有哪些
集成电路按晶体管的性质分为TTL和CMOS两大类,TTL以速度见长,CMOS以功耗低而著称,其中CMOS电路以其优良的特性成为目前应用最广泛的集成电路。在电子制作中使用CMOS集成电路时,除了认真阅读产品说明或有关资料,了解其引脚分布及极限参数外,还应注意以下几个问题。
1、电源问题
(1)CMOS集成电路的工作电压一般在3-18V,但当应用电路中有门电路的模拟应用(如脉冲振荡、线性放大)时,最低电压则不应低于4.5V。由于CMOS集成电路工作电压宽,故使用不稳压的电源电路CMOS集成电路也可以正常工作,但是工作在不同电源电压的器件,其输出阻抗、工作速度和功耗是不相同的,在使用中一定要注意。
(2)CMOS集成电路的电源电压必须在规定范围内,不能超压,也不能反接。因为在制造过程中,自然形成许多寄生二极管,在正常电压下,这些二极管皆处于反偏,对逻辑功能无影响,但是由于这些寄生二极管的存在,一旦电源电压过高或电压极性接反,就会使电路产生损坏。
2、驱动能力问题
CMOS电路的驱动能力的提高,除选用驱动能力较强的缓冲器来完成之外,还可将同一个芯片几个同类电路并联起来提高,这时驱动能力提高到N倍(N为并联门的数量)。
3、输入端的问题
(1)多余输入端的处理。CMOS电路的输入端不允许悬空,因为悬空会使电位不定,破坏正常的逻辑关系。另外,悬空时输入阻抗高,易受外界噪声干扰,使电路产生误动作,而且也极易造成栅极感应静电而击穿。所以“与”门,“与非”门的多余输入端要接高电平,“或”门和“或非”门的多余输入端要接低电平。若电路的工作速度不高,功耗也不需特别考虑时,则可以将多余输入端与使用端并联。
(2)输入端接长导线时的保护。在应用中有时输入端需要接长的导线,而长输入线必然有较大的分布电容和分布电感,易形成LC振荡,特别当输入端一旦发生负电压,极易破坏CMOS中的保护二极管。其保护办法为在输入端处接一个电阻。
(3)输入端的静电防护。虽然各种CMOS输入端有抗静电的保护措施,但仍需小心对待,在存储和运输中最好用金属容器或者导电材料包装,不要放在易产生静电高压的化工材料或化纤织物中。组装、调试时,工具、仪表、工作台等均应良好接地。要防止操作人员的静电干扰造成的损坏,如不宜穿尼龙、化纤衣服,手或工具在接触集成块前最好先接一下地。对器件引线矫直弯曲或人工焊接时,使用的设备必须良好接地。
(4) 输入信号的上升和下降时间不易过长,否则一方面容易造成虚假触发而导致器件失去正常功能,另一方面还会造成大的损耗。对于74HC系列限于0.5us以内。若不满足此要求,需用施密特触发器件进行输入整形。
(5)CMOS电路具有很高的输入阻抗,致使器件易受外界干扰、冲击和静电击穿,所以为了保护CMOS管的氧化层不被击穿,一般在其内部输入端接有二极管保护电路。
输入保护网络的引入使器件的输入阻抗有一定下降,但仍在108Ω以上。这样也给电路的应用带来了一些限制:
(A)输入电路的过流保护。CMOS电路输入端的保护二极管,其导通时电流容限一般为1mA在可能出现过大瞬态输入电流(超过10mA)时,应串接输入保护电阻。例如,当输入端接的信号,其内阻很小、或引线很长、或输入电容较大时,在接通和关断电源时,就容易产生较大的瞬态输入电流,这时必须接输入保护电阻,若VDD=10V,则取限流电阻为10KΩ即可。
(B) 输入信号必须在VDD到VSS之间,以防二极管因正向偏置电流过大而烧坏。因此在工作或测试时,必须按照先接通电源后加入信号,先撤除信号后关电源的顺序进行操作。在安装,改变连接,拔插时,必须切断电源,以防元件受到极大的感应或冲击而损坏。
(C)由于保护电路吸收的瞬间能量有限,太大的瞬间信号和过高的静电电压将使保护电路失去作用。所以焊接时电烙铁必须可靠接地,以防漏电击穿器件输入端,一般使用时,可断电后利用电烙铁的余热进行焊接,并先焊其接地管脚。
(D)要防止用大电阻串入VDD或VSS端,以免在电路开关期间由于电阻上的压降引起保护二极管瞬时导通而损坏器件。
4、CMOS的接口电路问题
(1)CMOS电路与运放连接。当和运放连接时,若运放采用双电源,CMOS采用的是独立的另一组电源。若运放使用单电源,且与CMOS使用的电源一样,则可直接相连。
(2)CMOS与TTL等其它电路的连接。在电路中常遇到TTL电路和CMOS电路混合使用的情况,由于这些电路相互之间的电源电压和输入、输出电平及负载能力等参数不同,因此他们之间的连接必须通过电平转换或电流转换电路,使前级器件的输出的逻辑电平满足后级器件对输入电平的要求,并不得对器件造成损坏。逻辑器件的接口电路主要应注意电平匹配和输出能力两个问题,并与器件的电源电压结合起来考虑。下面分两种情况来说明:
(A)TTL到CMOS的连接。用TTL电路去驱动CMOS电路时,由于CMOS电路是电压驱动器件,所需电流小,因此电流驱动能力不会有问题,主要是电压驱动能力问题,TTL电路输出高电平的最小值为2.4V,而CMOS电路的输入高电平一般高于3.5V,这就使二者的逻辑电平不能兼容。为此可在TTL的输出端与电源之间接一个电阻R(上拉电阻)可将TTL的电平提高到3.5V以上。
(B)CMOS到TTL的连接。CMOS电路输出逻辑电平与TTL电路的输入电平可以兼容,但CMOS电路的驱动电流较小,不能够直接驱动TTL电路。为此可采用CMOS/TTL专用接口电路,如CMOS缓冲器CC4049等,经缓冲器之后的高电平输出电流能满足TTL电路的要求,低电平输出电流可达4mA。实现CMOS电路与TTL电路的连接。 需说明的时,CMOS与TTL电路的接口电路形式多种多样,实用中应根据具体情况进行选择。
5、输出端的保护问题
(1)MOS器件输出端既不允许和电源短接,也不允许和地短接,否则输出级的MOS管就会因过流而损坏。
(2)在CMOS电路中除了三端输出器件外,不允许两个器件输出端并接,因为不同的器件参数不一致,有可能导致NMOS和PMOS器件同时导通,形成大电流。但为了增加电路的驱动能力,允许把同一芯片上的同类电路并联使用。
(3)当CMOS电路输出端有较大的容性负载时,流过输出管的冲击电流较大,易造成电路失效。为此,必须在输出端与负载电容间串联一限流电阻,将瞬态冲击电流限制在10mA以下。
5. 模拟电路设计方法
电路与模拟电路2门课程都是属于电子,通信,自动化等专业必修的专业基础课程,很多学校都在大一开设这2门课程。 电路课程主要内容包括电路模型和电路定律,电阻电路的等效变换,电阻电路的一般分析方法,电路定理,含运算放大器的电阻电路分析,一阶电路分析,二阶电路分析,相量法,正弦稳态电路的分析、三相电路分析,耦合电感和变压器电路分析,非正弦周期电流电路分析,线性动态电路的复频域分析、电路方程的矩阵形式、二端口网络,非线性电路分析等。
模拟电路课程是以模拟电路中的半导体器件为核心,围绕这些关键器件对其应用电路的分析和设计展开讨论,主要内容包括二极管及二极管应用电路,三极管及三极管放大电路,运算放大器及信号的运算和处理,波形发生和变换电路以及电路的频率响应、阻抗匹配、反馈、功率输出等基本概念。
6. 模拟电路设计提升措施方案
脉搏测量属于检测有无脉博的测量,有脉搏时遮挡光线,无脉搏时透光强,所采用的传感器是红外接收二极管和红外发射二极管。用于体育测量用的脉搏测量大致有指脉和耳脉二种方式。这二种测量方式各有优缺点,指脉测量比较方便、简单,但因为手指上的汗腺较多,指夹常年使用,污染可能会使测量灵敏度下降;耳脉测量比较干净,传感器使用环境污染少,容易维护。但因耳脉较弱,尤其是当季节变化时,所测信号受环境温度影响明显,造成测量结果不准确。
7. 模拟电路原理设计及应用
做模拟集成电路要具备的知识:电路分析基础,半导体器件原理,半导体工艺,模拟电子学,数字电路基础,C语言,汇编语言等。
8. 模拟电路工艺
模电即模拟电子技术,是一门研究对仿真信号进行处理的模拟电路的学科。
9. 模拟电路设计需要哪些基础
双核处理器。4GB内存。五六百元的独立显卡。加上24或者27寸的显示器就足够了。电源300瓦就足够。
10. 模拟电子技术电路设计
1、直流稳压电源;
2、示波器;
3、交流调压器;
4、万能板;
5、焊接设备(烙铁,吸锡器等)6、LCR测试仪;7、数字万用表;
8、信号发生器;做实验:1、绘制原理图;2、准备材料;3、搭接电路;4、调节电源及信号;5、测试静态工作点;
6、观看波形或测试数据;
7、数据与原理图对比分析;