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单元电路

《电路单元》是一本大学电工学教材。
  • 高等模拟集成电路

    近年来,随着集成电路工艺技术的进步,电子系统的构成发生了两个重要的变化: 一个是数字信号处理和数字电路成为系统的核心,一个是整个电子系统可以集成在一个芯片上(称为片上系统)。这些变化改变了模拟电路在电子系统中的作用,并且影响着模拟集成电路的发展。 数字电路不仅具有远远超过模拟电路的集成规模,而且具有可编程、灵活、易于附加功能、设计周期短、对噪声和制造工艺误差的抗扰性强等优点,因而大多数复杂系统以数字信号处理和数字电路为核心已成为必然的趋势。虽然如此,模拟电路仍然是电子系统中非常重要的组成部分。这是因为我们接触到的外部世界的物理量主要都是模拟量,比如图像、声音、压力、温度、湿度、重量等,要将它们变换为数字信号,需要模拟信号处理和数据转换电路,如果这些电路性能不够高,将会影响整个系统的性能。其次,系统中的许多功能不可能或很难用数字电路完成,如微弱信号放大,很高频率和宽频带信号的实时处理等。因此,虽然模拟电路在系统中不再是核心,但作为固有的模拟世界与数字系统的接口,其地位和作用仍然十分重要。 片上系统要求将数字电路和模拟电路集成在一个芯片上,这希望模拟电路使用与数字电路相同的制造工艺。随着MOS器件的线宽不断减小,使MOS器件的性能不断提高,MOS数字电路成为数字集成电路的主流,并因此促进了MOS模拟集成电路的迅速发展。为了适应电子系统功能的不断扩展和性能的不断提高,对模拟电路在降低电源电压、提高工作频率、扩大线性工作范围和提高性能指标的精度和稳定度等方面提出更高要求,促进了新电路技术的发展。 作为研究生课程的教材,本书内容是在本科相关课程基础上的深化和扩展,同时涉及实际设计中需要考虑的一些问题,重点介绍具有高工作频率、低电源电压和高工作稳定性的新电路技术和在电子系统中占有重要地位的功能电路及其中的新技术。全书共7章,大致可分为三个部分。第一部分包括第1章和第7章。第1章为MOS模拟集成电路基础,比较全面地介绍MOS器件的工作原理和特性以及由MOS器件构成的基本单元电路,为学习本教材其他内容提供必要的知识。由于版图设计与工艺参数对模拟集成电路性能的影响很大,因此第7章简单介绍制造MOS模拟集成电路的CMOS工艺过程和版图设计技术,读者可以通过对该章所介绍的相关背景知识的了解,更深入地理解MOS器件和电路的特性,有助于更好地完成模拟集成电路的可实现性设计。第二部分为新电路技术,由第2章、第3章和第5章的部分组成,包括近年来逐步获得广泛应用的电流模电路、抽样数据电路和对数域电路,它们在提高工作频率、降低电源电压、扩大线性工作范围和提高性能指标的精度和稳定度方面具有明显的潜力,同时它们也引入了一些模拟电路的新概念。这些内容有助于读者开拓提高电路性能方面的思路。第2章介绍电流模电路的工作原理、特点和典型电路。与传统的以电压作为信号载体的电路不同,这是一种以电流作为信号载体的电路,虽然在电路中电压和电流总是共同存在并相互作用的,但由于信号载体不同,不仅电路性能不同而且电路结构也不同。第3章介绍抽样数据电路的特点和开关电容与开关电流电路的工作原理、分析方法与典型电路。抽样数据电路类似于数字电路,处理的是时间离散信号,又类似于模拟电路,处理的是幅度连续信号,它比模拟电路具有稳定准确的时间常数,解决了模拟电路实际应用中的一大障碍。对数域电路在第5章中结合其在滤波器中的应用介绍,这类电路除具有良好的电性能外,还提出了一种利用器件的非线性特性实现线性电路的新思路。第三部分介绍几个模拟电路的功能模块,它们是电子系统中的关键组成部分,并且与信号和信号处理联系密切,有助于在信号和电路间形成整体观念。这部分包括第4章至第6章。第4章介绍数据转换电路的技术指标和高精度与高速度转换电路的构成、工作原理、特点和典型电路。第5章介绍模拟集成滤波器的设计方法和主要类型,包括连续时间滤波器、对数域滤波器和抽样数据滤波器。第6章介绍通信系统中的收发器与射频前端电路,包括收信器、发信器的技术指标、结构和典型电路。因为载波通信系统传输的是模拟信号,射频前端电路的性能对整个通信系统有直接的影响,所以射频集成电路已成为重要的研究课题。 〖〗高等模拟集成电路〖〗〖〗前言〖〗〖〗本书是在为研究生开设的“高等模拟集成电路”课程讲义的基础上整理而成,由董在望主编,第1、4、7章由李冬梅编写,第6章由王志华编写,第5章由李永明和董在望编写,第2、3章由董在望编写,李国林参加了部分章节的校核工作。 本书可作为信息与通信工程和电子科学与技术学科相关课程的研究生教材或教学参考书,也可作为本科教学参考书或选修课教材和供相关专业的工程技术人员参考。 清华大学出版社多位编辑为本书的出版做了卓有成效的工作,深致谢意。 限于编者水平,难免有错误和疏漏之处,欢迎批评指正。 目录 1.1MOS器件基础及器件模型 1.1.1结构及工作原理 1.1.2衬底调制效应 1.1.3小信号模型 1.1.4亚阈区效应 1.1.5短沟效应 1.1.6SPICE模型 1.2基本放大电路 1.2.1共源(CS)放大电路 1.2.2共漏(CD)放大电路 1.2.3共栅(CG)放大电路 1.2.4共源共栅(CSCG)放大电路 1.2.5差分放大电路 1.3电流源电路 1.3.1二极管连接的MOS器件 1.3.2基本镜像电流源 1.3.3威尔逊电流源 1.3.4共源共栅电流源 1.3.5有源负载放大电路 1.4运算放大器 1.4.1运算放大器的主要参数 1.4.2单级运算放大器 1.4.3两级运算放大器 1.4.4共模反馈(CMFB) 1.4.5运算放大器的频率补偿 1.5模拟开关 1.5.1导通电阻 1.5.2电荷注入与时钟馈通 1.6带隙基准电压源 1.6.1工作原理 1.6.2与CMOS工艺兼容的带隙基准电压源 思考题 2电流模电路 2.1概述 2.1.1电流模电路的概念 2.1.2电流模电路的特点 2.2基本电流模电路 2.2.1电流镜电路 2.2.2电流放大器 2.2.3电流模积分器 2.3电流模功能电路 2.3.1跨导线性电路 2.3.2电流传输器 2.4从电压模电路变换到电流模电路 2.5电流模电路中的非理想效应 2.5.1MOSFET之间的失配 2.5.2寄生电容对频率特性的影响 思考题 3抽样数据电路 3.1开关电容电路和开关电流电路的基本分析方法 3.1.1开关电容电路的时域分析 3.1.2开关电流电路的时域分析 3.1.3抽样数据电路的频域分析 3.2开关电容电路 3.2.1开关电容单元电路 3.2.2开关电容电路的特点 3.2.3非理想因素的影响 3.3开关电流电路 3.3.1开关电流单元电路 3.3.2开关电流电路的特点 3.3.3非理想因素的影响 思考题 4A/D转换器与D/A转换器 4.1概述 4.1.1电子系统中的A/D与D/A转换 4.1.2A/D与D/A转换器的基本原理 4.1.3A/D与D/A转换器的性能指标 4.1.4A/D与D/A转换器的分类 4.1.5A/D与D/A转换器中常用的数码类型 4.2高速A/D转换器 4.2.1全并行结构A/D转换器 4.2.2两步结构A/D转换器 4.2.3插值与折叠结构A/D转换器 4.2.4流水线结构A/D转换器 4.2.5交织结构A/D转换器 4.3高精度A/D转换器 4.3.1逐次逼近型A/D转换器 4.3.2双斜率积分型A/D转换器 4.3.3过采样ΣΔA/D转换器 4.4D/A转换器 4.4.1电阻型D/A转换器 4.4.2电流型D/A转换器 4.4.3电容型D/A转换器 思考题 5集成滤波器 5.1引言 5.1.1滤波器的数学描述 5.1.2滤波器的频率特性 5.1.3滤波器设计的逼近方法 5.2连续时间滤波器 5.2.1连续时间滤波器的设计方法 5.2.2跨导电容(GmC)连续时间滤波器 5.2.3连续时间滤波器的片上自动调节电路 5.3对数域滤波器 5.3.1对数域电路概念及其特点 5.3.2对数域电路基本单元 5.3.3对数域滤波器 5.4抽样数据滤波器 5.4.1设计方法 5.4.2SZ域映射 5.4.3开关电容电路转换为开关电流电路的方法 思考题 6收发器与射频前端电路 6.1通信系统中的射频收发器 6.2集成收信器 6.2.1外差式接收与镜像信号 6.2.2复数信号处理 6.2.3收信器前端结构 6.3集成发信器 6.3.1上变换器 6.3.2发信器结构 6.4收发器的技术指标 6.4.1噪声性能 6.4.2灵敏度 6.4.3失真特性与线性度 6.4.4动态范围 6.5射频电路设计 6.5.1晶体管模型与参数 6.5.2噪声 6.5.3集成无源器件 6.5.4低噪声放大器 6.5.5混频器 6.5.6频率综合器 6.5.7功率放大器 思考题 7CMOS集成电路制造工艺及版图设计 7.1集成电路制造工艺简介 7.1.1单晶生长与衬底制备 7.1.2光刻 7.1.3氧化 7.1.4扩散及离子注入 7.1.5化学气相淀积(CVD) 7.1.6接触与互连 7.2CMOS工艺流程与集成电路中的元件 7.2.1硅栅CMOS工艺流程 7.2.2CMOS集成电路中的无源元件 7.2.3CMOS集成电路中的寄生效应 7.3版图设计 7.3.1硅栅CMOS集成电路的版图构成 7.3.2版图设计规则 7.3.3CMOS版图设计技术 思考题

    标签: 模拟集成电路

    上传时间: 2013-11-12

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  • UPS_基本知识通俗讲稿

    ups基础知识了解,基本单元电路介绍

    标签: UPS 基本知识

    上传时间: 2014-01-15

    上传用户:dgann

  • 基于AT89C51的IC卡智能水表设计

    IC卡智能水表以AT89C51为控制核心,实现IC卡的读写,液晶显示的控制,电磁阀的控制,脉冲的提取,同时具有安全保护电路、记忆单元电路、通信接口电路,完成整个水表信号的读、写处理,监控水表工作的功能。在设计中编程语言使用了C51,并采用模块化设计方法,不仅易于编程和调试,也可减小软件故障率和提高软件的可靠性。本系统具有性能优良、稳定可靠的优点。

    标签: 89C C51 AT 89

    上传时间: 2013-12-02

    上传用户:kao21

  • 基于51单片机的USB接口应用设计

    基于MCS-51单片机系统,以CH372芯片为核心,设计出了USB接口单元电路和驱动程序。并以PC机为宿主机,通过USB接口,利用动态链接库技术完成了PC机与单片机系统间的传输测试。研究表明:在低于1Mbps速率下,能成功实现微机和单片机之间的数据交换,对于较高速率的传输方式,应采用更高...

    标签: USB 51单片机 接口 应用设计

    上传时间: 2013-10-21

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  • 单片机/ISP综合设计实验

    单片机/ISP综合设计实验 概述由于计算机科学和电路集成技术的迅猛发展,电子系统日趋数字化、复杂化和大规模集成化,且电子系统设计原理和大型软件设计的原理极为接近。这些都要求电子类专业的教学重点应由传统的基础功能模块设计转向对大规模复杂系统的分析和管理,加强对学生系统概念的培养。电子信息系列实验装置便是为了满足这种需要而开始研发的。它包含有电子技术实验装置,计算机组成/网际服务实验装置,微机系统与接口实验装置及单片机/ISP综合设计实验装置。该系列实验装置提供了集演示、验证和综合设计的新一代教学平台,并按照教学大纲的要求配置了实验项目和实验内容,此外,用户还可根据自己的需要安排实验内容,发挥创造性才能。单片机技术是一门很实用的技术,单片机在工业控制中独占鳌头,故又称为微控制器。迄今为止,8位单片机仍占有单片机市场的60%以上份额,促进了8位单片机朝着高性能和多功能化方向发展。随着CPLD技术的不断发展,也越来越被广大设计人员重视、应用。单片机/ISP综合设计实验装置实质上是构建了一个以CPLD/FPGA和MCU为中心,能与微机子系统进行通信的综合设计实验平台,它采用的是CPLD/FPGA和MCU双系统核心架构,再与外围设备通过总线方式连接起来。可以完成有关单片机,微机接口,逻辑设计等众多实验,可作为“计算机结构与逻辑设计”,“单片机原理与应用”,“在系统编程技术”,“VHDL设计”,“微型计算机测控技术”和“电子系统综合设计”等课程的综合实验装置。该实验装置在教学实践中的应用,为提高学生的动手能力,加深学生对单片机、CPLD/FPGA技术的理解提供了良好的实验平台,为以后电子系统设计开发打下坚实的基础。除具有单片机,CPLD/FPGA双系统核心构架外,提供了极其丰富的功能单元电路,如A/D、D/A、RTC及通讯接口等,并可根据学生应用的需要方便地扩展其它电路,使其完全能够做出具有复杂性和创造性的综合性实验,另外配置的一些工具模块也能为学生做实验提供方便。1.2 实验装置的特点EEEC-030B型单片机/ISP综合设计实验装置的主要特点如下:􀂋 CPLD/FPGA和MCU双系统架构该系统既能单独作为CPLD/FPGA实验系统或单片机实验系统使用,更能同时使用MCU和CPLD/FPGA系统以充分满足不同类型,不同规模系统设计的需要。适应了当今系统设计的潮流,使该系统功能更加完善。

    标签: ISP 单片机 综合设计 实验

    上传时间: 2013-10-12

    上传用户:363186

  • 基于DSP的语音录播器设计

    本设计讲解了光于DSP的语音录播系统的设计过程,论证了系统的软硬件的可行性。在硬件中,给出各个单元电路,软件中给出部分程序。对于初学者相信会有很大帮助!

    标签: DSP 语音

    上传时间: 2013-10-10

    上传用户:tsfh

  • 精选电子制作图解66例_门宏

    书中以图解的形式介绍了66例无线电和电子制作实例,包括趣味电子制作、收音机制作、无线话筒制作及业余无线电仪表制作四大部分。内容由简到繁,循序渐进,涉及各种电子元器件,包括常用模拟及数字电路器件的结构、性能和使用常识,介绍了放大、振荡、电源、调制、计数、译码、显示、控制等单元电路的工作原理和分析方法,详细阐述了电路组装工艺和调试方法。

    标签: 电子制作 图解

    上传时间: 2013-10-30

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  • 稳压电源设计与技能实训教程_孙余凯

    本书以普及开关稳压电源基础知识、指导设计与检修稳压电源电路为主线,详细讲解了线性稳压电源、PWM开关稳压电源、谐振式开关稳压电源等的设计与维修。先以比较简单的线性稳压电源为切入点,逐步深入,然后再扩展到PwM开关稳压电源和谐振式开关稳压电源,详细讲解各种稳压电源的原理、特点,以及设计时各种单元电路元器件的选择方法,最后讲解开关电源故障的检修方法。

    标签: 稳压电源设计 技能 教程

    上传时间: 2013-11-18

    上传用户:妄想演绎师

  • 怎样识读电子电路图_门宏

    《怎样识读电子电路图》紧扣“怎样识读电子电路图”的主题,系统地介绍了看懂电路图所必须掌握的基础知识和基本方法,并通过具体的电路实例对常用电路进行了具体分析。内容包括电路图的构成要素、电路图符号、电路图的一般画法规则、各种元器件的特点与作用、分析电路图的基本方法与步骤、集成电路和数字电路的看图方法、单元电路的分析方法等。

    标签: 识读 电子电路图

    上传时间: 2013-10-24

    上传用户:simonpeng

  • 基本模型机的设计与实现主要内容: 设计一个较为完整的计算机、并编写一些简单的指令 基本要求: 设计器材: Dais-CMH+/CMH 计算器组成原理教学实验系统一台

    基本模型机的设计与实现主要内容: 设计一个较为完整的计算机、并编写一些简单的指令 基本要求: 设计器材: Dais-CMH+/CMH 计算器组成原理教学实验系统一台,实验用扁平线、导线若干。 设计目的: ⒈ 在掌握部件单元电路实验的基础上,进一步将其组成系统地构造一台基本模型计算机。 ⒉ 为其定义5条机器指令,并编写相应的微程序,上机调试掌握整机概念。 实现较为完整的计算机、并编写一些简单的指令。 设计目标: 本次设计将能在微程序控制下自动产生各部件单元的控制信号,实现特定指令的功能。在该试验中采用五条机器指令:IN(输入)、SUB(二进制减法)、STA(存数)、OUT(输出)、JMP(无条件转移),整体实现二进制数连续相减的功能。上机调试实现这五种指令功能。

    标签: Dais-CMH CMH 模型 指令

    上传时间: 2014-02-18

    上传用户:zwei41