模擬集成電路設計訓練報告-資料下載頁
2024-08-26 12:07本頁面
【導讀】本實驗所采用的EDA工具是Cadence。版圖設計及驗證等方面有著絕對的優(yōu)勢。本實驗中涉及的部分主要是CadencecdsSPICE。SPICE內(nèi)核的電路模擬軟件之一。為了實現(xiàn)保證以及提高電路的功能，在此基礎上，再加上啟動電路、偏置電路、遲滯比較器以及T觸發(fā)器。Q端連接著偏置電路，實際上，偏置電路工作在零電流的條件下的可能性很大，除非長期去預防措施，振蕩電路需要自啟動電路來防止偏置電路停留在零電流狀態(tài)。一旦抵達想要的工作點，還要求啟動電路不能妨礙正常的偏置電路的基準工作點。只要基準偏置電路逃離零電流狀態(tài)，會立即驅(qū)動其自身進入期望的穩(wěn)定狀態(tài)。此外，R1要比R2的阻值大許多，這樣才能讓M1也截止，整個自啟。M1和M2的溝道長度也不能太短，防止溝道調(diào)制效應。
【正文】 設計實驗 21 T 觸發(fā)器電路的輸入輸出仿真結(jié)果 1 T 觸發(fā)器電路的輸入輸出仿真結(jié)果 2 模擬集成電路設計實驗 22 (六 ) 總電路 整個電路分為五個部分，分別是啟動電路、偏置電路、振蕩電路、遲滯電路 以及 T 觸發(fā)器電路。啟動電路防止偏置電路處在零電流的狀態(tài)，在啟動了偏置電路之后停止工作；偏置電路為這個電路提供偏置電壓；振蕩電路用來產(chǎn)生目標方波，遲滯電路將輸出的方波整形； T 觸發(fā)器電路把輸出波形的占空比調(diào)制為 50%。 電路的中心是振蕩電路，振蕩電路的太直需要端來反饋電路來把運算放大器的區(qū)域調(diào)好跑，再來調(diào)整波形的產(chǎn)生。 模擬集成電路設計實驗 23 五、 實驗過程遇到的主要障礙以及解決過程 1. T 觸發(fā)器的電壓 問題 ： 在做 T 觸發(fā)器的過程中，我先使用的是 D 觸發(fā)器的原理圖，在此基礎上連接 T觸發(fā)器，但是它出來的結(jié)果一直不對。 解決 ： 檢查了數(shù)次電路圖之后仍然是一樣的結(jié)果，后來發(fā)現(xiàn)是我的供給電壓出了問題，把供給電壓從 1v 換成了 之后，之前連的電路出來的結(jié)果就顯示正常。 核心所在 ： 在之前的實驗中，我曾經(jīng)做過類似的電路，我理所當然地直接把前面的電路部分復制過來，沒有再關注它的電壓設置情況。所以， 盡量不要復制電路， 因為每個電路都有自己的特殊性， 復制可能導致電路的某個微小部分和具體實際電路不一致，導致工作異常，而這種錯誤很難發(fā)現(xiàn)，因為電路制作者對復制的電路沒有強的“戒備心”，默認為復制的就是好的。 2. 振蕩器的運算放大器的元件參數(shù)設置 問題 ： 在斷開振蕩器，單獨調(diào)整內(nèi)部運算放大器的過程中，我的各個元件的區(qū)始終有一個 CMOS 管調(diào)不到 region2 。 解決 ： 如下圖所示，我把 M13 的寬長比增大，約為左邊 M M8 的兩倍，然后再進行細微的調(diào)整，最后使得各個區(qū)都處在 region2。 模擬集成電路設計實驗 24 核心所在： 我忽略了經(jīng)過 M10 和 M9 的電流應該是差不多的，因此，經(jīng)過 M13 的電流也應該約為左邊 M M8 的兩倍，我的問題就在沒有 細致地分析電路 ，對電路中的電路關系和電路元件設置缺乏清晰的 對應關系。 振蕩器電路示意圖 3. 振蕩器的輸出電壓 問題： 調(diào)好 T 觸發(fā)器之后，我發(fā)現(xiàn)自己振蕩器的輸出電壓，也就是要供給 T 觸發(fā)器的輸入電壓太小，才 200mv，根本無法使得觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，所以我開始改變振蕩器電路的設置，元件的參數(shù)等等，在多次調(diào)節(jié) R R R C0 以及那些 CMOS 管的寬長比的值，但是 M9 的電壓值始終上不去 此處節(jié)點設為 T1 此處節(jié)點設為 T2，這是振蕩電路的輸出節(jié)點 此處節(jié)點設為 T3 模擬集成電路設計實驗 25 解決 ： 如前一面的振蕩電路示意圖所示，我先把振蕩器斷開，調(diào)整好了運算放大器的區(qū)之后再開始調(diào)節(jié)輸出。原先的 R1 我連接的是 GND，后來給 R2 一個 相對較大的電壓值之后，輸出的電壓是所要的結(jié)果（具體結(jié)果見第四節(jié)）。 核心所在： 在給 R1 電壓的時候，我沒有思考太多，按照以往的經(jīng)驗直接給了一個零電壓。具體電路具體分析！ T3 的節(jié)點需要一個大的電壓進行充電和放電，當我直接給了 R1一個零電壓之后， T3 的充放電動作無法周期性循環(huán)，這就直接導致了 T1 和 T2 處的充放電過程，使得 T2 的輸出電壓無法振蕩，無法達到使 T 觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)的目標。 六、 實驗心得 在實驗過程中，我對振蕩電路有了更加深刻的認識 ，對振蕩電路的各個部分也在調(diào)試中有了更精準的把握。 我意識到，在制作電路的過程中，首先要對要做的功能電路有一個理論上的知識儲備，這樣才能在電路出現(xiàn)問題的時候找到對應的切入點，分析問題并且解決問題。其次，在原件的參數(shù)設置過程中，應該大膽嘗試大范圍的參數(shù)，這樣的話可以以實際電路仿真結(jié)果來找到最佳工作點，尤其當自己掌握的理論出現(xiàn)漏洞時，不斷的嘗試各種參數(shù)能為電路找到一個使性能最佳的參數(shù)。再者就是在電路仿真的過程中，要不斷總結(jié)經(jīng)驗，多多鍛煉，但是同時也不能把之前的經(jīng)驗盲目不加分辨的應用在新的電路設計中，我就曾經(jīng)因為不 假 思索地直接復制電路而吃過虧。 模擬集成電路設計實驗 26
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