电路设计
旋转变压器原理及应用电路设计
1. 简介 旋转变压器的工作原理和普通变压器基本相似，区别在于普通变压器的原边、副边绕组是相对固定的，所以输出电压和输入电压之比是常数，而旋转变压器的原边、副边绕组则随转子的角位移发生相对位置的改变，因而其输出电压的大小随转子角位移而发生变化，并与之保持一定函数关系。 旋变特别适合于振动、加速、灰尘 ......
模拟集成电路设计系列博客——5.2.2 二阶开关电容滤波器
5.2.2 二阶开关电容滤波器 类似于一阶的情况，二阶开关电容滤波器结构可以通过参考连续时间滤波器结构来实现。然而，和一阶滤波器一样，一旦确定滤波器结构，其精确的频率响应需要通过离散时间分析求得。使用精确的传输函数，或者是几个精确的近似，可以确定设计环节时所需要的电容比例。 一个二阶连续时间滤波器结 ......
模拟集成电路设计系列博客——5.2.1 一阶开关电容滤波器
5.2.1 一阶开关电容滤波器 在上一节我们讨论过，低频时，开关电容可以等效为电阻。利用这个等效，可以通过有源RC结构来推理设计出开关电容滤波器。然而，尽管这两种结构在低频输入信号（与时钟信号相比）时有着非常相似的表现。但是对于频率靠近时钟信号频率的输入信号来说。开关电容电路只能够通过\(z\)域的 ......
模拟集成电路设计系列博客——5.1.2 开关电容电路的分析
5.1.2 开关电容电路的分析 考虑如下图(a)所示的开关电容电路，其中\(V_1\)和\(V_2\)是两个直流电压源。 为了分析电路的行为，我们从电荷的角度来分析电路。我们知道电容上的电荷\(Q_x\)等于电容容值\(C_x\)乘以电容两端电压\(V_x\)，在数学上，我们有： \[Q_x=C_x ......
RISC-V-数字设计与集成电路（下）
RISC-V-数字设计与集成电路（下） 审查：添加/子的数据路径 将addi加载项添加到数据路径 I-type直接格式 imm[31:0] •指令的高12位（inst[31:20]）复制到立即数的低12位（imm[11:0]） •立即数通过复制inst[31]的值来进行符号扩展，以填充立即数值的高2 ......
RISC-V-数字设计与集成电路（上）
RISC-V-数字设计与集成电路（上） 项目简介 将设计和优化RISC-V处理器 阶段1：设计和演示处理器 第2阶段： ▪ ASIC实验室-实现高速缓存并生成完整的芯片布局 ▪ FPGA实验室-添加视频显示和图形加速器 讨论如何设计处理器 什么是RISC-V？ •加州大学伯克利分校第五代RISC设计 ......
模拟集成电路设计系列博客——5.1.1 开关电容电路基本模块
5.1.1 开关电容电路基本模块 开关电容电路由如放大器，电容，开关和不交叠时钟这些基本模块组成。接下来我们将简单介绍这些模块，以及它们在开关电容电路中使用时存在的非理想性。 如果在开关电容电路中使用理想放大器的话，那么电路的原理会很容易理解。然而实际放大器的一些非理想性在开关电容电路中使用时会造成 ......
模拟集成电路设计系列博客——4.4.5 基于自适应滤波的修调
4.4.5 基于自适应滤波的修调 自适应滤波一般用于数字信号处理应用中，例如模型观察，通道均衡，或者噪声消除。同时也可以使用自适应滤波技术来修调一个给定场景中的连续时间滤波器。一个实现的例子可以参考下图[Kozma, 1991]： 其中自适应修调电路被用于最小化误差信号。在进行修调时，输入到可调滤波 ......
模拟集成电路设计系列博客——4.4.4 Q因子修调
4.4.4 Q因子修调 在一些需要高速或者高度选择的滤波器中，非理想的积分器效应和寄生参数使得电路需要对积分器的极点进行Q因子修调。尽管我们之前讨论过如何通过修调单独的时间常数使得集成滤波器的的因子达到百分之1以内的误差，当\(Q>1\)时，即使Q因子上有微小的误差也可能会在滤波器频率和阶跃效应上产 ......
模拟集成电路设计系列博客—— 4.4.3 频率修调
4.4.3 频率修调 如果有精确的时钟的话，那么可以精确的修调\(G_m/C_A\)。例如，假设设计者有一个精确的时钟频率，称为\(f_{clk}\)，那么一种使用开关电容电路进行修调的方式如下图所示[Viswanathan,1982]： 这个修调电路与我们上一节介绍的固定跨导修调电路很像，除了外部 ......
模拟集成电路设计系列博客—— 4.4.2 固定跨导电路修调
4.4.2 固定跨导电路修调 如之前所讨论，如果不使用修调，比值\(G_m/C\)可能会有百分之30的误差。然而，集成电容的误差一般在这百分之30的误差中只贡献百分之10。因此，对于能够容忍百分之10误差的应用，可以通过一个固定外部电阻来设置\(G_m\)值，如接下来我们所看到的，修调一个\(G_m ......
模拟集成电路设计系列博客—— 4.4.1 修调概述
4.4.1 修调概述 如之前所说，连续时间滤波器的一个缺点是需要额外的修调电路。这是因为由于时间常数会因为工艺偏差而产生大的波动。例如，集成电容可能会有百分之10的偏差，而电阻和跨导可能会有约百分之20的偏差。由于这些组件的构建非常不同，RC或者\(Gm/C\)时间常数积由于工艺偏差可能只会有百分之 ......
模拟集成电路设计系列博客—— 4.3.3 四晶体管MOSFET-C积分器
4.3.3 四晶体管MOSFET-C积分器 一种改进MOSFET-C滤波器线性度的方式是使用四晶体管MOSFET-C积分器，如下图所示[Czarnul,1986]： 对于这个四晶体管积分器的小信号分析，可以将单输入积分器处理成有着\((v_{pi}-v_{ni})\)和反相信号\((v_{ni}-v ......
模拟集成电路设计系列博客——4.3.2 双晶体管MOSFET-C积分器
4.3.2 双晶体管MOSFET-C积分器 MOSFET-C滤波器类似于全差分有源RC滤波器，除了电阻被等效的线性区MOS晶体管所取代。由于有源RC和MOSFET-C滤波器紧密关联，对于设计者来说，一个好处就是可以大量使用在有源RC滤波器上的已有知识。本小节我们讨论双晶体管MOSFET-C积分器。 ......
BOSHIDA DC电源模块如何简化电路设计
BOSHIDA DC电源模块如何简化电路设计 DC电源模块是一种集成了直流电源电路的模块，可以提供稳定的直流电源输出。使用DC电源模块可以简化电路设计，具体步骤如下： 1. 选择合适的DC电源模块：根据电路所需的电压和电流要求，选择合适的DC电源模块。通常，DC电源模块有不同的输出电压和电流等级可供 ......
模拟集成电路设计系列博客——4.3.1 有源RC滤波器
4.3.1 有源RC滤波器 除了Gm-C滤波器外，另一种实现模拟集成滤波器的方案是有源RC滤波器或者MOSFET-C滤波器。在这两个技术中，电流的积分都是通过反馈连接在一个高增益放大器的电容上实现的，这与将电流积分电容连接到地的Gm-C滤波器方案不同。有时这种方案被叫做米勒积分，因为就像两级放大器中 ......
数字电路与逻辑设计（一） | HUST.CS
芯片 74283，并行二进制加法器 74138，3-8 线译码器 输入：\(A_2A_1A_0\) 输出：\(\overline{Y_0} \overline{Y_1}\cdots \overline{Y_7}\) 使能端：\(S_1,\overline{S_2},\overline{S_3}\) ......
2023-11月数字逻辑与电路设计助教总结
一、助教工作的具体职责和任务 十一月开始做实验，我的具体职责包括每周六的早上和下午以及周天早上去实验室协助老师和大家一起做实验，以及收实验报告，周内要批改作业和实验报告及登记成绩。 二、助教工作的每周时长和具体安排 实验：8-9小时/周 批改作业加写他们作业：4-5小时 批改实验报告加登记成绩：3- ......
模拟集成电路设计系列博客——4.2.3 饱和区晶体管跨导器
4.2.3 饱和区晶体管跨导器 总体上来说，基于饱和区晶体管的跨导器会比基于线性区晶体管的跨导器在线性度上差一些，但是基于饱和区的跨导器在速度上有一定的优势。由于饱和区晶体管依赖于MOS管的平方律模型，而这个模型并不是非常精确，尤其是在短沟道工艺下，导致其线性度一般。此外，只有输出电流之差是理想线性 ......
数字电路设计--for循环实现mux
多路选择器mux是数字电路设计中很常见的一种电路结构，平时写verilog也经常会需要用到。 但想象一个场景，输入是256bit信号，输出是8bit信号，选通信号是8bit，如果写一个组合逻辑电路，用case来描述，未免太麻烦了。 因此用for循环来构造mux就更方便了，示例代码如下： 1 modu ......
模拟集成电路设计系列博客——4.2.2 线性区晶体管跨导器
4.2.2 线性区晶体管跨导器 本节我们将讨论使用工作在线性区的晶体管构成的跨导器。需要说明的是，在下面介绍的电路中，并不是所有的晶体管都处于先行区。一些晶体管被偏置在饱和区，但是电路的跨导由一到两个被偏置在线性区的关键晶体管来决定。 首先我们会议一下对于n管来说线性区的电流公式： \[I_D=\m ......
模拟集成电路设计系列博客——4.2.1 固定电阻跨导器
4.2.1 固定电阻跨导器 下图展示两种相似的使用电阻来建立输入差分电压和输出电流的线性关系的电路。为了理解这两个电路的基本原理，我们首先简化假设认为两个晶体管上的\(V_{gs}\)固定，作为结果，我们看到差分电压\(v_i\)出现在(a)的两个\(R_s/2\)两侧以及(b)的\(R_s\)两侧 ......
【硬件设计】数字电路基础--概念、分类与基本运算
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CAN总线接口保护电路设计指南
CAN总线的应用范围广，应用环境相当复杂，一些静电、浪涌等干扰很容易耦合到总线上，并直接作用于CAN总线接口。为了满足一些高等级EMC的要求，有必要添加额外的外围保护电路。 为什么需要保护电路 一般的CAN收发器芯片ESD、浪涌防护等级较低，如SM1500隔离CAN收发器虽隔离耐压为3500VDC， ......
基于CrossLink-NX FPGA的核心板电路设计
引言 Field Programmable Gate Array（简称，FPGA）于1985年由XILINX创始人之一Ross Freeman发明，第一颗FPGA芯片XC2064为XILINX所发明，FPGA一经发明，后续的发展速度之快，超出大多数人的想象，近些年的FPGA，始终引领先进的工艺。在通 ......
模拟集成电路设计系列博客——4.1.4 二阶Gm-C滤波器
4.1.4 二阶Gm-C滤波器 下图展示了一个全差分二阶\(G_m-C\)滤波器，其传输函数可以表达为： \[H(s)=\frac{V_{out}(s)}{V_{in}(s)}=\frac{s^2C_X/(C_X+C_B)+sG_{m5}/(C_X+C_B)+G_{m2}G_{m4}/[C_A(C_ ......
模拟集成电路设计系列博客——4.1.3 一阶Gm-C滤波器
4.1.3 一阶Gm-C滤波器 假设我们希望实现如下图所示系统框图的单端\(G_m-C\)滤波器。 我们可以使用下图所示的电路： 系统框图中的增益通过跨导器来实现，积分通过电容\(C_A\)来实现，而\(C_X\)对应了系统框图中前馈通路\(k_1 s\)。 上面这个一阶\(G_m-C\)滤波器的传 ......
模拟集成电路设计系列博客——4.1.2 全差分积分器
4.1.2 全差分积分器 在集成电路应用中有时我们需要全差分信号。如之前我们在全差分放大器章节讨论过的，全差分电路具有更好的抗噪和抗失真性能。全差分跨导器具有两个输出，一个正极输出（施加正输入电压时电流流出）和一个负极输出（施加正输入电压时电流流入）。由于有着两路输出，全差分积分器可以用两种方式实现 ......
模拟集成电路设计系列博客——4.1.1 Gm-C滤波器基本单元
4.1.1 Gm-C滤波器基本单元 积分器是大部分连续时间滤波器的主要组成单元。为了实现\(G_m-C\)滤波器中的积分器，可以使用如下图所示将一个跨导器和一个电容进行连接。跨导器首先是一个跨导单元（输入电压产生输出电流）此外还需要输出电流和输入电压呈线性关系。因此，跨导器的输出\(i_o\)，在输 ......