模擬集成電路設(shè)計訓(xùn)練報告(編輯修改稿)
2024-10-01 12:07 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 當(dāng) ω =ω 0時，增益， RC的移相網(wǎng)絡(luò)均為衰減網(wǎng)絡(luò)， V0 + V+ R3 C ω/ω0 A(ω) 1 1 0 1 45176。 90176。 0 ω/ω0 φ(ω) 模擬集成電路設(shè)計實驗 8 通常需要 3 節(jié)以上的 RC 網(wǎng)絡(luò)才能構(gòu)成反饋振蕩器，因為電路必須提供 180 度相移，此處我僅采用了一節(jié) RC 相移網(wǎng)絡(luò)電路，因為在滯回比較電路部分提供了足夠的相移和增益，滿足了振幅起振條件。 RC 在這個振蕩器中充當(dāng)定時元件的功能。 R 和 C 都是定時元件，輸出的兩個門限電壓的計算如下。 輸入高電平 Vih，輸出高電平 Voh 的關(guān)系式子演算如下： Vih = (Voh? Vt1) R1R1 +R2 + ????1 Vih = Voh R1R1 +R2 + ????1 R2R1 + R2 ????1 = ?????? R5R4 +R5 代入上述式子，得表達(dá)式 Vih = Voh R1R1 + R2 +?????? R5R4 + R5 R2R1 +R2 同理可得輸入高電平 Vil，輸出高電平 Vol 的關(guān)系式子 Vil= Vol R1R1 +R2 + ?????? R5R4 +R5 R2R1 + R2 電路工作過程中，假設(shè) t=0 時， Vo=Voh，且 C 上面的起始電壓為零，此時，Voh 通過 R 向 C 充電， C 上的電壓按照指數(shù)規(guī)律上升，直到 Vc 的值等于輸入電壓高電平 Vih 時停止，注意，此處的電容 C 上的電壓等效為這個運算放大器的輸入電壓。這個過程實際上就是零狀態(tài)響應(yīng)。 根據(jù) KVL（基爾霍夫電壓定律），我們可以得出 ????? = ????3+ Vc 將 ????3 = R3 I, i = C d(Vc)??(??)代入上式，可得 ????? = R3 C d(Vc)??(??) +Vc 解出這個一階線性非齊次方程，我得出了 Vc = Vi = Voh(1? e?t??)，其中 ?? = R3 C 模擬集成電路設(shè)計實驗 9 C上面的電壓按照指數(shù)規(guī)律上升，直到其值等于 Vih 時， Vo由 Voh 下躍到 Vol,C又通過 R3 來放電，這是實際上是一個零輸入響應(yīng)過程，通過計算，可以得出以下關(guān)系式： Vc = Vih e?t?? i = Voh??3 e?t?? C上面的電壓按照指數(shù)規(guī)律下降，直到其值等于 Vil 時， Vo 由 Vol 上躍到 Voh,如此循環(huán)往復(fù)，就形成輸出所需要的方波。 C 處充電電壓波形圖 Vil t Vih O Vi t Voh O Vo Vol 模擬集成電路設(shè)計實驗 10 輸出電壓波形圖 經(jīng)過計算可得，振蕩周期為 ?? = 2 R3 C In(1 +2 R2??1) (四 ) 遲滯比較器電路 遲滯比較器電路圖 電壓比較器中的運放一般處于開環(huán)狀態(tài)或接入正反饋 , 運放工作在非線性狀態(tài)。 這個電壓比較器采用的是一個運算放大器電路處于開環(huán)狀態(tài)的差分 反相 放大器電路。 差分放大電路采用 雙端輸入，單端輸出 ， V1 是同相輸入端， V2 是反相輸入端，判斷同相好反相的方法是輸入電壓與輸出電壓的數(shù)值關(guān)系來判定同相和反相端。同相輸入端輸入一個 參考電壓 ，這個參考電壓直接由下拉電阻分壓提供，反相輸入端則輸入由振蕩器輸出的 方波 。當(dāng) V1 電位高于 V2 至少 以上 ,我們就可以認(rèn)為 V1的電位高于 V2, 同相輸入端處于高電位時，輸出端也為高電位。 模擬集成電路設(shè)計實驗 11 設(shè) M1 和 M2 的等效電阻為 r r2， r1=r2，所以 M1 和 M2 寬長比應(yīng)該相等，讓兩邊的電流相等， M3 和 M4 的寬長比也要一致， M5 的電流是 M1 和 M2 的電流的加總， M5 的溝道要較長，防止溝道調(diào)制效應(yīng)的影響太大。 輸出電壓特性圖 上圖中 V’
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