集成电路原理及应用
集成电路原理及应用范文第1篇
Abstract: Introduces the basic principle of phase-locked loop and NE564 PLL circuit structure and properties, and the use of phase-locked NE564 demodulating circuit and phase-locked frequency circuit.
关键词:锁相环;NE564;解调;倍频
Key words: phase lock loop;NE564;demodulation;octave
中图分类号:TN492 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)20-0115-01
1锁相环路的基本组成
锁相环是一种以消除频率误差为目的的反馈控制电路。它的基本原理是利用相位误差电压去消除频率误差,当电路达到平衡状态之后,虽然有剩余相位误差存在,但频率误差可以降低到零,实现了无频差的频率跟踪和相位跟踪。
2集成锁相环NE564介绍及应用
NE564 (L564)是超高频通用单片集成锁相环路,在通信及电子技术领域中有着广泛的用途,可用作高速调制解调器、数字频移键控(FSK)信号的产生与接收、锁相频率合成与锁相倍频等。它突破了以往集成锁相环存在的某些局限性,如电源电压偏高(L562是+10～+18 V)、工作频率不够高、接口困难、需增加大量外部电路等。针对这些缺点,在NE564 中作了若干改进:在鉴频器前增加限幅器,可改善调幅抑制;在输入输出处采用肖特基PNP型嵌位晶体管,使这种器件能与π电路兼容;对压控振荡器作了重大改进,使工作频率提高到50 MHz;整个电路采用单一的5 V电源电压工作,简化了电源供给。
2.1 NE564锁相环内部框图和引脚功能如图2所示。如图2(a)所示,A1(LIMITER)为限幅放大器;鉴相器PD(PHASE COMPARATOR)采用双差分模拟相乘器。由压控振荡器反馈的信号从外部由③脚端输入,另外由②脚端去改变双差分电路的偏置电流,控制鉴相器增益,实现了控制环路增益;压控振荡器VCO;输出放大器A2(AMPLIFIER)与直流恢复电路;施密特触发器(POST DETECTION PROCESSOR)
锁相环NE564的主要参数如下:
NE564的最高工作频率为50 MHz,最大锁定范围达±12%fo,输入阻抗大于50 kΩ,电源工作电压5～12V,典型工作电压为5V,典型工作电流为60 mA,最大允许功耗为40 mV,在频偏为±10%、中心频率为5 MHz时,输出的解调电压达140 mVP-P。输入信号为有效值大于或等于200 mVRms。
2.2 NE564基本应用电路――锁相解调电路在锁相解调电路中,信号从第6脚经交流耦合输入,2脚作为压控振荡器增益控制端,12脚和13脚外接定时电容,使振荡在10.7 MHz上,从14脚输出调制信号经过运算放大器IC72放大后输出。
锁相解调原理电路如图3设计所示。按下电源开关K71,用10.7 MHz的调频信号进行锁相解调电路实验。从IN71处输入调频信号(调频信号由高频信号源单元提供,调制信号由低频信号源提供,载波信号大小为Vp-p=2V,调制信号频率为1kHz、VΩP-P=1.5V)。从TT71可以得到输出波形,微调CC70使VCO锁定在10.7MHz,调节W71使输出波形幅度最大且不失真。
实验结果:IN71输入10.7 MHz的FM信号;TT71输出锁相解调信号(调制信号)的频率为1KHz, Vp-p=130MV的正弦波波形信号。
参考文献:
[1]沈伟慈.高频电路[M].西安:西安电子科技大学出版社,2000.
[2]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,1996.
集成电路原理及应用范文第2篇
【关键词】电子技术 电路原理图 技校 识读教学
【中图分类号】G712 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2012）24-0178-02
一 针对技校学生学习现状，激发学识图兴趣
技校学生入学时，多数学习基础差，理论学习能力较低，缺乏学习动力，对理论知识的学习有一种抵触和畏难情绪，尤其是遇到电子技术中的电路图更是无从下手。针对这一现状和这门课的实际教学情况，在教学中可以选择一些生活中常见的电路图实例，如扩音器、直流稳压电源、助听器、简易数字钟、门铃、收音机等，通过展示这些产品和相应的电路图，告诉学生：通过学习，掌握基本电子元件和电路原理图的识读，弄清原理，这些产品都可以通过自己动手制作出来。从而激发学生的学习兴趣，使他们从开始的厌学到想学再到主动去学。
二 采用模块式教学，让学生容易接受
电子技术基础一体化教学主要有模拟电子和数字电子两大模块。在电子制作项目中学生对识读电路原理图有困难，因此，有必要提高他们在识图技巧方面的能力。可以安排一定的课时对其进行电路原理图识读技能训练。根据一体化教学课程安排的特点，本文对电路原理图识读教学分以下三部分进行探讨。
1.模拟电路原理图的识读
电子产品制作课题中元器件较多，教学中一般不要求学生进行定量计算，而是要求学生进行定性分析。从这一点看，教学上要让学生了解交流信号的传输线路，知道交流信号经过的具体元器件及受到的处理，明白经过一个单元电路后信号幅度是增大还是减小。识读电路原理图应从以下几方面来进行教学安排。
第一，分析放大器类型。单级放大器类型有三种，分别是共射极放大器、共基极放大器和共集电极放大器。共射极放大器能放大电流和电压，这种放大器应用最广泛；共集电极放大器只能放大电流不能放大电压，应用也很广泛；共基极放大器的频宽很大，通常用来做高频放大器。放大器类型的判别方法简单，以共射极放大器为例，基极是信号输入电极，集电极是信号输出电极，而共用发射极的，就是共射极放大器。
第二，分析直流电路。有源电路需要直流电压才能工作，振荡器也需要能量的补充，如放大器和变频器。由于电容器具有隔直特性，将电路图中的所有电容器看成开路；由于电感器具有通直特性，将所有电感器看成短路。直流电路的识图方向从右到左，再从上向下。
第三，分析信号传输过程。信号传输过程分析就是信号在该单元电路中如何从输入端传输到输出端，信号在这一传输过程中受到怎样的处理，是放大还是衰减。信号传输的识图方向一般是从左到右。
第四，分析元器件作用。元器件作用分析就是电路中各元器件各起什么作用，有时不必对各个元器件进行详细分析，比如掌握耦合电容的作用后，在进行元器件作用分析时只要判断出某些电容是耦合电容即可。
第五，分析耦合电路。一级放大器的放大量是有限的，实用电路往往采用多级放大器，级间用耦合电路来连接。耦合电路不仅用于两级放大器之间，还用于信号源与第一级放大器之间、最后一级放大器与负载之间的耦合。耦合电路有RC耦合电路、直接耦合电路、LC耦合电路和变压器耦合电路等。
第六，分析电路故障。电路故障分析就是假设电路中元器件出现开路、短路、性能变劣后，对整个电路工作造成的不良影响，使输出信号出现故障现象，比如没有输出信号、输出信号小、信号失真、有噪声等。掌握电路工作原理后，元器件的故障分析将会变得简单。
2.数字电路原理图的识读
中职技校的数字电子技术一体化教学涉及门电路、编码器、译码器、触发器、分频器、计数器、比较器和555定时器等。电子制作中，它们一般以集成块的形式出现，一个集成块里有一个或多个完整的单元电路。数字电路的识图是电路原理图分析中的一个重点。识图方法可以从以下几个方面来分析：
第一，分析集成块特点。一般情况下集成块的内电路不需要分析，它具有规律性，在掌握了它们的共性后，可以方便地分析许多功能相同而型号不同的集成块。一个集成块在电路原理图里通常是一个方框加多个引脚，许多学生初学时觉得原理图大而繁，比起分析分立元器件的电路来更困难而不敢下手。实际上识图也好、检修也好，集成电路比分立元器件电路更为简单。
第二，分析集成块引脚类型。集成块引脚一般有以下几种类型：一是电源引脚。通常电源引脚只有两个，一个接电源的正极，用VCC来表示，一个接电源的负极，用GND来表示。大部分集成电路的电源正极引脚编号最大，电源负极引脚编号是电源正极引脚编号的一半。电源引脚接直流电源为内电路提供工作能量，电子制作中一定不能漏接。二是输入输出引脚。电路原理图中一般输入引脚在集成电路的左侧，输出引脚在集成电路的右侧。三是控制类引脚。控制类引脚的作用是控制集成电路的工作状态，影响输出信号，比如使能、清零、灭灯引脚等。此外，还有一种没用到的引脚，符号一般记为NC。
第三，分析集成电路引脚小圆圈表示的功能。电路原理图中集成电路输入端有小圆圈，输出端也有小圆圈，许多学生几个电路做下来对此更是迷惑不解，因此有必要进行分析。左侧的小圆圈表示的功能为：输入端的小圆圈表示低电平有效，高电平时无效（不起作用）；控制端的小圆圈表示低电平有效，执行控制功能，高电平时无效。右侧的小圆圈表示的功能为：互补输出时表示两个输出反相；单端输出时表示输出与输入反相；译码器中表示低电平输出有效。
第四，数字电路原理图的分析。数字电路原理图主要是信号传输过程的分析。与模拟电路原理图信号传输过程一样，要掌握信号在电路中如何从一个单元电路传输到下一个单元电路，了解经过一个单元电路后信号波形的变化。信号传输的识图方向也是从左到右。
3.复杂电路原理图的识读
电子制作中往往会遇到元器件较多的项目，给学生理解及分析造成极大的不便，通常把复杂电路原理图简化成原理方框图来表示。原理方框图是一种用方框和连线来表示电路工作原理和构成概况的电路图。讲解和分析原理方框图要让学生了解以下几个方面：
第一，原理方框图表示了电路原理图各单元电路之间的信号传输方向，包含了各单元电路之间的传输次序。
第二，根据原理方框图中所标出的电路名称可以知道信号在这一单元电路中的处理过程。
第三，方框图粗略地表达了电路的组成，通常给出复杂电路的主要单元电路名称、位置，以及各部分单元电路之间的连接关系。
参考文献
[1]胡斌.图表细说电子技术识图[M].北京：电子工业出版社，2006
[2]李萍.电子电路识图[M].北京：化学工业出版社，2011
集成电路原理及应用范文第3篇
关键词：多媒体；仿真；电路
中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 06-0172-02
随着半导体集成和微电子技术的迅速发展，集成电路的品种和数量与日俱增，应用也越来越广泛，集成电路变得无处不在。集成电路的使用大大简化了电路的设计，并且使系统及设备的性能指标得到了很大提高。《集成电路原理与应用》课程作为电子测量技术与仪器专业的一门职业技术基础课程，其内容涵盖电路基础、模拟电子技术和数字电子技术等多门课程[1]。在本课程的教学中，我们充分利用了多媒体教学方式，以动画形式展现集成电路的相关知识，大大激发了学生学习的积极性，大大丰富了教学内容，同时，我们充分利用了计算机软件仿真技术，将集成电路的典型应用电路通过ProtelDXP进行仿真实验，摆脱了有限的实验环境的限制，让学生在学习集成电路相关知识的同时掌握了先进的计算机辅助工具，最后，我们给予了学生在万能板上实现电子电路的机会，学生通过亲身体验制作和调试电子电路的过程，让学生具备了一定的分析问题和解决问题的能力，同时收获了通过自己努力实现目标之后的成就感。经过教学实践表明，本课程的教学内容容易实现，安排合理，学生参与的积极性高，取得了很好的教学效果。
一、教学内容的安排
本课程的内容繁杂，讲授时间有限，因此结合我院电子测量技术与仪器专业人才培养方案的要求，将本课程的教学目标定位于应用，教学的重点在于典型集成电路芯片及其典型应用电路的分析讲解、仿真和制作。首先应用线性集成稳压器制作出5～15V可调稳压电源，以供后续的集成电路应用电路使用。接着应用运放集成电路、定时集成电路、功放集成电路、非门集成电路和与非门集成电路制作出贴近生活的电子电路。具体教学内容如表1所示。
二、教学实施的特色
（一）充分利用多媒体教学方式
随着现代科技的发展，我们已经进入了一个信息化的时代，多媒体已经广泛的用于教学领域。多媒体教学以声音、图片、动画等丰富的媒体形式最大程度地调动了学生的视听感官系统，充分展示了教学手段的多样化，改变了传统的“一张嘴一支粉笔一块黑板”的教学模式，为现代教育改革注入了新的生机和活力，从而为本课程改善教学效果带来了福音。
本课程所涉及的集成电路芯片众多，受到经费的限制，不可能一一购买给学生展示，但是采用多媒体教学方式后，就可以将典型芯片的图片一一展示给学生，大大降低了教学成本，同时也丰富了学生的视野。另外，有些集成电路的典型应用电路很多，如果采用板书的方式，受到课时的限制，不可能一一给学生讲解，但是多媒体教学可以迅速地把课程资源显现在学生面前，可以大大节省教师板书的时间，使教师可以传授更多的知识，从而提高教学效率。同时，在电路的展示中配以动画，丰富了电路的生命力，从而大大激发了学生的学习积极性。
（二）充分利用计算机软件仿真技术
随着电子技术和计算机技术的快速发展，电子产品的设计与计算机的联系越来越紧密。作为以社会需求为第一要务的高职教育，在《集成电路原理与应用》课程的教学中，我们充分利用现有硬件条件，充分利用计算机软件仿真技术，培养学生应用集成电路设计和分析电子电路的能力。
我们在教学中使用的软件是ProtelDXP，学生已经在前续《电子CAD》课程中学习了如何使用该软件设计和仿真电子电路。使用ProtelDXP作电路仿真的基本流程[2]如图1所示。
在本课程的学习中，学生在ProtelDXP中通过选择元器件、连接电路、确定元器件参数实现集成电路的应用电路，还可以方便地对电路进行测试和修改，有助于增强学生对学习内容的感性认识，培养学生主动思考的能力，而且可以将本专业所开设的课程联系起来，实现几门课程之间的融会贯通，促使学生学好相关专业课程，并且做到学以致用。
（三）动手制作电子电路
电子产品的设计与制作要求学生有较强的实际动手能力，因此，在本课程的教学中，全班学生以小组（一般4-5人一组）为单位，要求学生在已经绘制好的电路原理图基础上设计出单面PCB图，然后在万能板上制作出相应的电子电路。
学生在电路原理图和单面PCB图的指导下焊接并调试电路。在整个制作和调试过程中，教师主要起指导作用，在必要时帮学生分析故障产生的原因，而学生才是主体，一切问题得由学生自己动手解决，从而大大提高了学生学习的主观能动性。
制作和调试电路在整个教学过程中占用时间是最多的，无论多么简单的电路，总是会有个别小组出现问题。但是，学生正是在不断发现问题、解决问题的过程中加深了对所学知识的理解。另外，电路的调试离不开常用电子仪器仪表如万用表、示波器等的辅助，这也让学生实际体会到了在《电子测量技术》课程所学习知识的实用价值。
三、结束语
在本课程的教学中，通过任务引领，结合先进的计算机技术，学生在学中做，做中学[3]，学做结合，充分调动了学生的学习兴趣和积极性，学生的出勤率很高，而且参与率很高。学生通过动手制作和调试电路，学习能力和动手能力有了较大提高，从一开始遇到问题不知如何是好，到最后能够查找电路中的简单故障，可见学生解决问题的能力有了一定的提高。但是，也存在一些问题。首先，本课程的教学对教师的要求较高，教师不仅要具备深厚的理论知识水平，还要了解集成电路在实际应用中的情况，这就需要加强与企业间的联系，在这方面需要进一步加强。其次，在当前的教学中，受到成本和课时的限制，集成电路芯片多采用引脚数量少的插针式元件，避免使用引脚数量多或贴片封装形式的元件，这与当前集成电路在实际使用中情况有点相悖，在今后的教学中需要改进。
参考文献：
[1]向继文，刘昕.“集成电路原理及应用”教学改革[J].中国电力教育，2011，193（6）：179-180
集成电路原理及应用范文第4篇
电视机是1种比较繁杂的家用电子产品,对于电视机的检验不但需要理解系统的专业基础知识,和对于这些专业知识的灵便运用,还要有熟练的操作技巧。可以说,电视机的维修进程是动脑与动手的亲密配合,是理论与实践的高度统1。提高电视机检验技巧,可以从下面几个方面着手。
1、要具备比较扎实的理论基础
掌握电视机的电路理论知识无比首要,这是进行电路故障分析的基础,没有这个基础,所有的分析、推断都不可能真正展开,而只是胡乱的猜测。对于于掌握电视机的理论,首先是掌握电路的原理框图,其次是熟记电路原理图,理解其工作原理,工作进程。掌握电视机原理框图,就是熟记电视机由电源、高频头电路、小信号处理电路、音频处理电路、行场扫描电路、CPU节制电路等组成,理解各部份之间的工作瓜葛。熟记电路原理框图,可以匡助咱们从总体上掌控电路的工作原理,匡助咱们看懂具体的电路原理图,即便是1些比较目生的、不好理解的局部电路,如果咱们从电路原理框图的角度,了解到此电路应当属于哪1部份,那末咱们在分析此电路时,就会在1个规模内进行假定、分析、推断,这就不易呈现偏差。
其次,要熟记电路原理图,这个熟记,要在理解电路工作原理、工作进程的基础长进行熟记。看电路原理图,首先要总体地看,粗略地看,结合电路原理框图来看。(1)、将原理框图中的每一个框图与电路原理图中对于应的电路找出来,再把每一部份电路的核心元件找出来。(2)、将各部份电路由开关电源、2次电源患上到的直流供电路线在电路原理图上标出来,由于所有的电子电路都离不开直流电源的供电。(3)、将信号的变化流程在电路原理图上标出来。如电视信号从天线输入到高频头,混频后变为固定中频信号输出,再送到小信号处理电路,变为R、G、B3基色信号,送到示放管放大显示图象;此外,再将声音信号送到音频功放电路等。又如,从碟机送入来的视频、音频信号,又怎么经由转换开关以后再显示图象以及声音。(4)、将各种失电压、电压太高或者电流过大所引发的维护的进程标出来。如行管击穿致使的短路,束电流过大,和+B电压升高,集成块破坏所引发的维护。(5)、将CPU接管面板按键信号或者遥控信号所引发的反映流程标出来。如选台,关机,调理音量,调理亮度、颜色,静音,和无信号则自动关机等等。看懂了上面这些内容,那末咱们对于电视机的工作进程已经经是心中有数了。再看细的方面,比如电视机中的集成块的每一个管脚的功能,工作时电压的大小,其外接电路的作用等;每一部份分立元件电路原理图中各个元件的参数,作用;如电视机中的行鼓励、行输出电路中每一个元件的作用等。这些都需要多查资料,多看书才能够掌握。但识读电路不是1个1步到位的事情,而是要不断读,反复读,这是1个认识不断深化的进程。
2、看懂电路板
看懂电路板也是进行电路检验的基础工夫,具体的电路板要比电路原理图要繁杂良多,主要是元器件的摆放没有甚么规律,那些铜箔线弯曲折曲等等,但又必需要看懂电路板,否则在具体操作时就不知从何处下手。要看懂电路板,实质就是将电路原理图中的每一1个元器件在电路板中对于应的位置找出来。怎么识读电路板呢?首先,对于电视电机路板的总体布局要了解。比如说,电源部份支配在电路板的左上角,行扫描部份支配在左下角,即大电流大电压部份的电路就靠患上比较近。高频头部份电路支配在右下角,这样1方面利便外部天线的接入,另外一方面也阔别了大电流的电源电路以及行电路,以免比较弱的电视信号遭到干扰。又如遥控器接管头支配在面板左近,这也使患上处理遥控信号、面板信号的CPU支配在电路板上面且适度靠右面。小信号处理集成电路也支配在高频头左近等等。了解这些规律,有助于咱们识读电路板。其次,识读电路板也要由粗到细,又总体到局部。先将每一部份电路中的症结器件,容易识别的器件找出来,以肯定此部份电路的大概位置。比如开关电源部份的开关管、滤波电容、开关变压器、变压器次级整流2极管等;行扫描电路的行管、逆程电容、高压包、行鼓励3极管、行鼓励变压器;高频头、小信号处理集成块、CPU集成块等等。这些器件都很容易找出来,找出来后对于应电路的位置也就大至肯定了;再将每一部份电路中的那些辅助元器件找出来,这不是很难题的事情,由于每一部份电路的元器件仍是比较集中在1起的,它们就在那些症结元器件左近。此外,它们仍是有标号的,如电源部份的电阻,用R五一一、R五一二、R五一三表示等等。最后,将那些直流电源的供电、信号流程变化所触及经由的症结点,元器件的管脚在电路板上找出来。查找电路板的症结,仍是熟记电路原理图。
3、进行电路的试验
集成电路原理及应用范文第5篇
集成电路设计公司在招聘版图设计员工时，除了对员工的个人素质和英语的应用能力等要求之外，大部分是考查专业应用的能力。一般都会对新员工做以下要求：熟悉半导体器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成电路制造工艺；熟悉集成电路（数字、模拟）设计，了解电路原理，设计关键点；熟悉Foundry厂提供的工艺参数、设计规则；掌握主流版图设计和版图验证相关EDA工具；完成手工版图设计和工艺验证[1，2]。另外，公司希望合格的版图设计人员除了懂得IC设计、版图设计方面的专业知识，还要熟悉Foundry厂的工作流程、制程原理等相关知识[3]。正因为其需要掌握的知识面广，而国内学校开设这方面专业比较晚，IC版图设计工程师的人才缺口更为巨大，所以拥有一定工作经验的设计工程师，就成为各设计公司和猎头公司争相角逐的人才[4，5]。
二、针对企业要求的版图设计教学规划
1.数字版图设计。数字集成电路版图设计是由自动布局布线工具结合版图验证工具实现的。自动布局布线工具加载准备好的由verilog程序经过DC综合后的网表文件与Foundry提供的数字逻辑标准单元版图库文件和I/O的库文件，它包括物理库、时序库、时序约束文件。在数字版图设计时，一是熟练使用自动布局布线工具如Encounter、Astro等，鉴于很少有学校开设这门课程，可以推荐学生自学或是参加专业培训。二是数字逻辑标准单元版图库的设计，可以由Foundry厂提供，也可由公司自定制标准单元版图库，因此对于初学者而言设计好标准单元版图使其符合行业规范至关重要。2.模拟版图设计。在模拟集成电路设计中，无论是CMOS还是双极型电路，主要目标并不是芯片的尺寸，而是优化电路的性能，匹配精度、速度和各种功能方面的问题。作为版图设计者，更关心的是电路的性能，了解电压和电流以及它们之间的相互关系，应当知道为什么差分对需要匹配，应当知道有关信号流、降低寄生参数、电流密度、器件方位、布线等需要考虑的问题。模拟版图是在注重电路性能的基础上去优化尺寸的，面积在某种程度上说仍然是一个问题，但不再是压倒一切的问题。在模拟电路版图设计中，性能比尺寸更重要。另外，模拟集成电路版图设计师作为前端电路设计师的助手，经常需要与前端工程师交流，看是否需要版图匹配、布线是否合理、导线是否有大电流流过等，这就要求版图设计师不仅懂工艺而且能看懂模拟电路。3.逆向版图设计。集成电路逆向设计其实就是芯片反向设计。它是通过对芯片内部电路的提取与分析、整理，实现对芯片技术原理、设计思路、工艺制造、结构机制等方面的深入洞悉。因此，对工艺了解的要求更高。反向设计流程包括电路提取、电路整理、分析仿真验证、电路调整、版图提取整理、版图绘制验证及后仿真等。设计公司对反向版图设计的要求较高，版图设计工作还涵盖了电路提取与整理，这就要求版图设计师不仅要深入了解工艺流程；而且还要熟悉模拟电路和数字标准单元电路工作原理。
三、教学实现
