欢快的双闪灯 ——振荡的基本概念与原理 设计人：XXXX 参考教材:XXXXX 课时：45分钟 授课对象：XXXXXXXXXXXXXXX 时间：XXXXX年XXXX月
目录 【设计理念】 (3) 【学情分析及对策】 (4) 【教材内容及处理】 (4) 【教学目标】 (5) 【教学重点】 (5) 【教学难点】 (6) 【教学手段及教具准备】 (6) 【教学流程图】 (7) 【教学环节】 (8) 【板书设计】 (17) 【教学思考】 (17) 【学生工作页】 (18)
欢快的双闪灯——振荡的基本概念与原理振荡器是一种能量转换装置——将直流电能转换为具有一定频率的交流电能，也称信号发生电路，作用是产生振荡信号，被广泛用于电子工业、医疗、科学研究等方面。例如，在数字电路中提供时钟脉冲信号的电路，将无线电波等各种信号传送到远方的载波信号也是由振荡电路产生的。本教学设计从利用“鱼洗”的机械振荡激发学生的学习兴趣入手，通过问题引出电子振荡现象，并与“荡秋千”这一生活情境进行类比，归纳总结出电子的基本工作原理。然后，将教学内容与实训任务对接，完成电路布局和接线图的绘制。整个教学环节以“任务引领，合作学习”的方式逐步完成教学任务，培养学生的创新精神，拓展思维，达到学以致用，激发兴趣，提升本课程的学习积极性。 【设计理念】 1．基于陶行知“生活即教育”理论。职业教育以培养具备某一职业所需要的技术能力为目标，要求教育与实际的生产劳动相结合。在本教学设计中，我从生活中“鱼洗”的机械振荡现象引出电子振荡现象，利用视频、图片等形式展示实际生活中关于“电子振荡”的应用场景，利用学生原有的知识结构，调动学生好奇、好动的特点，提供更丰富的源于生活的感性材料，主体参与自主探究，从而获取新知识，养成独立思考、仔细观察、认真分析、严谨推理的学习习惯，掌握学习策略，让其探究能力得到提高。
芯片设计和生产流程 大家都是电子行业的人，对芯片，对各种封装都了解不少，但是你 知道一个芯片是怎样设计出来的么？你又知道设计出来的芯片是 怎么生产出来的么？看完这篇文章你就有大概的了解。 复杂繁琐的芯片设计流程 芯片制造的过程就如同用乐高盖房子一样，先有晶圆作为地基，再层层往上叠的芯片制造流程后，就可产出必要的IC芯片（这些会在后面介绍）。然而，没有设计图，拥有再强制造能力都没有用，因此，建筑师的角色相当重要。但是IC设计中的建筑师究竟是谁呢？本文接下来要针对IC设计做介绍。 在IC生产流程中，IC多由专业IC设计公司进行规划、设计，像是联发科、高通、Intel等知名大厂，都自行设计各自的IC芯片，提供不同规格、效能的芯片给下游厂商选择。因为IC是由各厂自行设计，所以IC设计十分仰赖工程师的技术，工程师的素质影响着一间企业的价值。然而，工程师们在设计一颗IC芯片时，究竟有那些步骤？设计流程可以简单分成如下。
设计第一步，订定目标 在IC设计中，最重要的步骤就是规格制定。这个步骤就像是在设计建筑前，先决定要几间房间、浴室，有什么建筑法规需要遵守，在确定好所有的功能之后在进行设计，这样才不用再花额外的时间进行后续修改。IC设计也需要经过类似的步骤，才能确保设计出来的芯片不会有任何差错。 规格制定的第一步便是确定IC的目的、效能为何，对大方向做设定。接着是察看有哪些协定要符合，像无线网卡的芯片就需要符合IEEE802.11等规範， 不然，这芯片将无法和市面上的产品相容，使它无法和其他设备连线。最后则是
确立这颗IC的实作方法，将不同功能分配成不同的单元，并确立不同单元间连结的方法，如此便完成规格的制定。 设计完规格后，接着就是设计芯片的细节了。这个步骤就像初步记下建筑的规画，将整体轮廓描绘出来，方便后续制图。在IC芯片中，便是使用硬体描述语言（HDL）将电路描写出来。常使用的HDL有Verilog、VHDL等，藉由程式码便可轻易地将一颗IC地功能表达出来。接着就是检查程式功能的正确性并持续修改，直到它满足期望的功能为止。 ▲32bits加法器的Verilog范例。 有了电脑，事情都变得容易 有了完整规画后，接下来便是画出平面的设计蓝图。在IC设计中，逻辑合成这个步骤便是将确定无误的HDL code，放入电子设计自动化工具（EDA tool），让电脑将HDL code转换成逻辑电路，产生如下的电路图。之后，反
《电磁波的发射和接收》教学设计 河南省刘玉中 教学目标 1．了解有效地发射电磁波的两个条件。 2．了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用。 3．通过对电磁波的产生、发射、接收过程及基本电路的简单分析，领会无线电波在实际生活、生产中的作用。 4．了解无线电波的波长范围。 教学重点 1．电磁波有效发射的条件，调制的含义及调制方式。 2. 无线电波接收原理。 教学难点 1.无线电波调制的含义及调幅和调频的区别。 2.“电谐振”概念。 教学用具：多媒体投影仪，示波器 教学方法：讲解法，学生自学、讨论法 一、提出问题、引入新课 1．古代人们有那些传递信息的方式？（烽火台，鸽子，驿站，邮差等）2．请问现在我们有那些传递信息的方式？（广播，电视，电话，手机，互联网等） （过渡）：现在的传递方式有线和无线之分，无线主要依靠电磁波，在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波。上节课我们学习了电磁振荡的知识，知道：在LC振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部，电场能和磁场能主要在不同元件之间相互转化，辐射出去的电磁能或者电磁波很少。那么如何才能有效地发射和接收电磁波呢？ 二、新课过程
（一）无线电波的发射 师：要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有哪些特点呢？（学生阅读教材，然后回答。） 生：1.要有足够高的振荡频率。因为频率越高，发射电磁波的本领越大。 2.振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，只有这样才能有效 地把电磁能（电磁波）传播出去。 师：要满足上述两述条件，就需要把振荡电路改造变成开放电路（教师在黑板上画出图1、图2、图3、图4），那么如何改造呢？同学们仔细观察一下，图1到图4是如何变化？ 师生讨论得出：图2中，电容器的极板倾斜，张口变大，便于把电磁能辐射出去；线圈的匝数变少，其自感系数变小，便于发射高频率的电磁波。图3中电容器极板间的距离增大，正对面积减少，线圈匝数进一步减少，便于发射较高频率的电磁波，图4中电容器极板间的距离进一步增大，正对面积减少至为零，线圈匝数为零，以便能够发射更高频率的电磁波。 图1 图2 图3 图4 师：那么，实际中的开放电路是如何发射电磁波的呢？ 图5 师：在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地
实验七（选）集成电路RC正弦波振荡器 一、实验目的 1、掌握桥式RC正弦波振荡器的电路构成及工作原理。 2、熟悉正弦波振荡器的调整、测试方法。 3、观察RC参数对振荡频率的影响，学习振荡频率的测定方法。 二、实验仪器 1、双踪示波器 2、低频信号发生器 3、频率计 三、预习要求 1、复习RC桥式振荡器的工作原理 2、完成下列列填空题: （1）图7-1中，正反馈支路是由组成，这个网络具有特性，要改变振荡频率，只要改变或或的数值即可。 （2）图7-1中，R P和3R3组成反馈，其中是用来调节放大器的放大倍数，使A U≥3的。 四、实验内容 1、按图7-1接线，注意电阻R P=Rl需预先调好再接入。 2、用示波器观察输出波形。 思考: （1）若元件完好，接线正确，电源电压正常，而V0 = 0，原因何在?应怎么办? （2）有输出但出现明显失真，应如何解决? 3、用频率计测上述电路输出频率，若无频率计可按图7-2接线，用李沙育图形法测定，测出V0的频率f01并与计算值比较。 4、改变振荡频率
在实验箱上设法使文氏桥电阻R= l0K+20K，先将1R P调到30K ，然后在Rl与地端串入1个20K电阻即可。 注意：改变参数前，必须先关断实验箱电源开关，检查无误后再接通电源，测 f 0之前，应适当调节2R P 使V 无明显失真后，再测频率。 5、测定运算放大器放大电路的闭环电压放大倍数A uf 先测出图7-1电路的输出电压V0值后，关断实验箱电源，保持R p2及信号发生 器频率不变，断开图7-1中"A"点接线，把低频信号发生器的输出电压接至一个l KΩ的电位器上，再从这个lKΩ电位器的滑动接点取V i接至运放同相输入端。 如图7-3所示调节V i使V0等于原值，测出此时的V i值，则： A uf=V0 / V i = 倍 图7-1 图7-3
集成电路构成的振荡电路大全集成电路构成的振荡电路大全 在电子线路中，脉冲振荡器产生的CP脉冲是作为标准信号和控制信号来使用的，它是一种频率稳定、脉冲宽度和幅度有一定要求的脉冲。这种振荡器电路不需要外界的触发而能自动产生脉冲波，因此被称为自激振荡器。一个脉冲波系列是和这个脉冲的基本频率相同的正炫波以及许多和这个脉冲基本频率成整数倍的正炫波谐波合成的，所以脉冲振荡器有时叫做多谐振荡器。用集成电路构成的振荡器比用分立元件构成的工作要可靠的多，性能稳定。本电路汇编了用各种集成电路构成的大量振荡器电路。供读者在使用时参考。 -、门电路构成的振荡电路 1、图1是用CMOS与非门构成的典型的振荡器。当反相器F2输出正跳时，电容立即使F1输入为1，输出为0。电阻RT为CT对反相器输出提供放通电路。当CT放电达到F1的转折电压时，F1输出为1，F2输出为0。电阻连接在F1的输出端对CT反方向充电。当CT被充到F1的转折电压时，F1输出为0，F2为1，于是形成形成周期性多谐振荡。其振荡周期T=2。2RtCt。电阻Rs是反相器输入保护电阻。接入与否并不影响振荡频率。 2、图2是用TTL的非门构成的环形振荡器。三个非门接成闭环形。假定三个门的平均传输延迟时间都是t，从F1输入到F3输出共经过3t的延迟，Vo输出就是Vi的输入，所以输出端的振荡周期T=6t。该电路简单，但t数值一般是几十毫微秒，所以振荡频率极高，最高可达8MHz。 3、图3是用TTL非门电路组成的带RC延时电路的RC环形振荡器。当a点由高电平跳变为低电平时，b点电位由低边高，经门2使C点电位由高变低，同时又经耦合到d点，使d点电位上跳为高电平，所以门3输出即e点电位为低。随着c充电电流减少，d点电位逐渐降低，低到关门电压时门3关闭，e点由低变高，再反馈到门1，使b点由高变低，d点下降到较负的电压值，保证门3输出为高。当c放电使d点上升到开门电压时，门3打开，e点又由高变低，输出电压Vo又回复为低电平，如此交替循环变化形成连续的自激振荡。振荡周期T=2.2RC。R可用作频率微调，一般R值小于1k欧姆。RS是保护电阻。
项目四：集成电路RC 正弦振荡器 一、项目名称：集成电路RC 正弦振荡器 二、项目训练目标： 1、掌握桥式RC 振荡器的电路构成及原理 2、熟悉正弦波振荡器的调整方法 3、观察RC 参数对振荡频率的影响 4、熟悉数字存储示波器的使用 三、项目培训内容及评分标准 （一）培训内容： 1、桥式RC 振荡器的电路构成及原理 (1)RC 串并联选频网络 R1 vi （2）RC 桥式振荡器
9R 2、正弦波振荡器的调整方法 （1）若电路不能起振，可以顺时针调节9W4减小负反馈深度，提高放大倍数使电路起振。 （2）若出现波形失真，可逆时针方向调节9W4增大负反馈深度，减小放大倍数使波形不失真。 （3）若改变9W3后出现不起振的现象，可以顺时针调节9W4使电路起振。 3、频率计算及波形 (二)评分标准及细则：
四、教学总课时：3 其中教师讲解、演示节数：1 学生训练课时:1 技能考核课时:1 五、训练地点：电子综合室 六、学生分组：三人一组 七、每组所需设备：实训台、示波器 八、每组所需工具；数字万用表 九、每组所需材料：连接导线 十、项目实施程序： （一）回顾RC桥式振荡器的组成及原理 1、RC串并联选频网络
R1 vi 2、 RC 桥式振荡器 9R 思考：（1）若元件完好，接线正确，电源电压正常，而 VO=0，原因何在，应怎么办？ （2）有输出但出现明显失真，应如何解决？ （二）教师演示： 1、电路连接
2、示波器接法 3、调整方法 （1）调节9W4使电路起振 （2）调节9W3改变振荡频率 注意：正弦波振荡器的调整方法 （1）若电路不能起振，可以顺时针调节9W4减小负反馈深度，提高放大倍数使电路起振。 （2）若出现波形失真，可逆时针方向调节9W4增大负反馈深度，减小放大倍数使波形不失真。 （3）若改变9W3后出现不起振的现象，可以顺时针调节9W4使电路起振。 （三）学生实作： 步骤： 1、学生选择元件，把9W3调整到10K，按图接线。 2、接通电源，连接上示波器，调节9W4使电路起振且波形不失真，记录频率，与实际计算值比较。 3、调节电位器，用示波器观察输出波形，记录频率完成表格
第一章 1．按规模划分，集成电路的发展已经经历了哪几代？它的发展遵循了一条业界著名的定律，请说出是什么定律？ 晶体管-分立元件-SSI-MSI-LSI-VLSI-ULSI-GSI-SOC。MOORE定律 2．什么是无生产线集成电路设计？列出无生产线集成电路设计的特点和环境。 拥有设计人才和技术，但不拥有生产线。特点：电路设计，工艺制造，封装分立运行。 环境：IC产业生产能力剩余，人们需要更多的功能芯片设计 3．多项目晶圆（MPW）技术的特点是什么？对发展集成电路设计有什么意义？ MPW：把几到几十种工艺上兼容的芯片拼装到一个宏芯片上，然后以步行的方式排列到一到多个晶圆上。意义：降低成本。 4．集成电路设计需要哪四个方面的知识？ 系统，电路，工具，工艺方面的知识 第二章 1．为什么硅材料在集成电路技术中起着举足轻重的作用? 原材料来源丰富，技术成熟，硅基产品价格低廉 2．GaAs和InP材料各有哪些特点? P10,11 3．怎样的条件下金属与半导体形成欧姆接触？怎样的条件下金属与半导体形成肖特基接触？ 接触区半导体重掺杂可实现欧姆接触，金属与掺杂半导体接触形成肖特基接触 4．说出多晶硅在CMOS工艺中的作用。P13 5．列出你知道的异质半导体材料系统。 GaAs/AlGaAs, InP/ InGaAs, Si/SiGe, 6．SOI材料是怎样形成的，有什么特点? SOI绝缘体上硅，可以通过氧隔离或者晶片粘结技术完成。特点：电极与衬底之间寄生电容大大减少，器件速度更快，功率更低 7. 肖特基接触和欧姆型接触各有什么特点？ 肖特基接触：阻挡层具有类似PN结的伏安特性。欧姆型接触：载流子可以容易地利用量子遂穿效应相应自由传输。 8. 简述双极型晶体管和MOS晶体管的工作原理。P19,21 第三章 1．写出晶体外延的意义，列出三种外延生长方法，并比较各自的优缺点。 意义：用同质材料形成具有不同掺杂种类及浓度而具有不同性能的晶体层。外延方法:液态生长，气相外延生长，金属有机物气相外延生长 2．写出掩膜在IC制造过程中的作用，比较整版掩膜和单片掩膜的区别，列举三种掩膜的制造方法。P28,29 3．写出光刻的作用，光刻有哪两种曝光方式？作用：把掩膜上的图形转换成晶圆上的器件结构。曝光方式有接触与非接触两种。 4．X射线制版和直接电子束直写技术替代光刻技术有什么优缺点？ X 射线（X-ray）具有比可见光短得多的波长，可用来制作更高分辨率的掩膜版。电子
实验三集成电路RC正弦波振荡器 一、实验目的 1．掌握桥式RC正弦波振荡器的电路构成原理。 2．熟悉正弦波振荡器的高速测试方法。 3．观察RC参数对振荡频率的影响，学习振荡频率的测定方法。 二、预习要求 1．复习RC桥式振荡器的工作原理。 2．图5-2所示电路中，调节R1起什么作用，两个二极管起什么作用？ 三、实验原理与参考电路 1．基本RC桥式振荡 电路如图所示，它由两部分组成，即放大电路和选频网络 V F 。由图中可知由于Z1、Z2和R1、R f正好形成一个四臂电桥，因此这种振荡电路常称为RC桥式振荡电路。 Z1 Z2R 图 5-1RC 桥式振荡电路 由图可知， 在 时，经RC反馈网络传输到运放同相端的电压与 同相，即有和。这样，放大电路和由Z1、Z 2 组成的反馈网络刚好形成正反馈系统，可以满足相位平衡条件，因而有可能振荡。 实现稳幅的方法是使电路的R f /R1值随输出电压幅度增大而减小。起振时要求放大器的增益>3,例如，R f用一个具有负温度系数的热敏电阻代替，当输出电压 增加使R f的功耗增大时，热敏电阻R f减小，放大器的增益下降，使的幅值下降。如果参数选择合适，可使输出电压幅值基本恒定，且波形失真较小。 由于集成运放接成同相比例放大电路，它的输出阻抗可视为零，而输入阻抗远比RC 串并联网络的阻抗大得多，可忽略不计，因此，振荡频率即为RC串并联网络的 。RC串并联网络构成正弦振荡电路的正反馈,在处,正反馈系数
，而R 1和R f 当构成电路中的负反馈，反馈系数 。F +与 F -的关系不同，导致输出波形的不同。 2．如图5-2 ，RC 桥式振荡电路由RC 串并联网络和同放大电路组成，图中RC 选频网络形成正反馈电路，并由它决定振荡频率f0,Ra 和Rb 形成负反馈回路，由它决定起振的幅值条件和调节波形的失真与稳幅控制。 在满足1 212,R R R C C C ====的条件下，该电路的： 振荡频率 01 2f RC π= 起振幅值条件 13a b vf a R R A R += ≥ 即 2b a R R ≥ 式中43,//b d d R R R r r =+为二极管的正向动态电阻。 四、实验内容 1．按图5-2所示电路接线。 2．用示波器观察输出波形。 Vo 图5-2 3 ．按表5.1内容测试数据 4．调整Rp 观察波形的变化。
中国集成电路设计行业概况研究-行业概述 （一）行业概述 1、集成电路设计行业概况 集成电路系采用特种电路设计及加工工艺，集成于半导体晶片上的微型电子电路产品。集成电路相比传统的分立电路，通过降低体积减小材料耗用量，大幅降低了制造成本，同时，其微小的体积及元件的紧密排布提高了信息的切换速度并降低了能耗，使得集成电路比分立电路在成本及效率上均有较大的优势。自1958 年第一块集成电路于德州仪器问世以来，集成电路产品发展迅速，广泛用于各种电子产品，成为信息时代中不可或缺的部分。 伴随现代信息技术产业的快速发展，集成电路产业作为现代信息技术产业的基础和核心，已成为关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业，在推动国家经济发展、社会进步、提高人们生活水平以及保障国家安全等方面发挥着广泛而重要的作用，是当前国际竞争的焦点和衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志之一。随着国内经济不断发展以及国家对集成电路行业的大力支持，中国集成电路产业快速发展，产业规模迅速扩大，技术水平显著提升，有力推动了国家信息化建设。 完整的集成电路产业链包括设计、芯片制造、封装测试等环节，各环节具有各自独特的技术体系及特点，已分别发展成独立、成熟的子行业。
其中，集成电路设计系根据终端市场的需求设计开发各类芯片产品，集成电路设计水平的高低决定了芯片的功能、性能及成本； 集成电路制造通过版图文件生产掩膜，并通过光刻、掺杂、溅射、刻蚀等过程，将掩膜上的电路图形复制到晶圆基片上，从而在晶圆基片上形成电路； 集成电路封装测试包括封装和测试两个环节，封装是保护芯片免受物理、化学等环境因素造成的损伤，增强芯片的散热性能，实现电气连接，确保电路正常工作；测试主要是对芯片产品的功能、性能测试等，将功能、性能不符合要求的产品筛选出来。 2、集成电路行业产品分类 集成电路产品依其功能，主要可分为模拟芯片（Analog IC）、存储器芯片（Memory IC）、微处理器芯片（Micro IC）、逻辑芯片（Logic IC）。 模拟芯片是处理连续性的光、声音、速度、温度等自然模拟信号，按技术类型可分为只处理模拟信号的线性芯片和同时处理模拟与数字信号的混合芯片；按应用分类可分为标准型模拟芯片和特殊应用型模拟芯片。标准型模拟芯片包括放大器、信号界面、数据转换、比较器等产品。特殊应用型模拟芯片主要应用于通
集成电路构成的振荡电路大全 在电子线路中，脉冲振荡器产生的CP脉冲是作为标准信号和控制信号来使用的，它是一种频率稳定、脉冲宽度和幅度有一定要求的脉冲。这种振荡器电路不需要外界的触发而能自动产生脉冲波，因此被称为自激振荡器。一个脉冲波系列是和这个脉冲的基本频率相同的正炫波以及许多和这个脉冲基本频率成整数倍的正炫波谐波合成的，所以脉冲振荡器有时叫做多谐振荡器。用集成电路构成的振荡器比用分立元件构成的工作要可靠的多，性能稳定。本电路汇编了用各种集成电路构成的大量振荡器电路。供读者在使用时参考。 -、门电路构成的振荡电路 1、图1是用CMOS与非门构成的典型的振荡器。当反相器F2 输出正跳时，电容立即使F1输入为1，输出为0。电阻RT为CT对反相器输出提供放通电路。当CT放电达到F1的转折电压时，F1输出为1，F2输出为 0。电阻连接在F1的输出端对CT反方向充电。当CT被充到F1的转折电压时，F1输出为0，F2为1，于是形成形成周期性多谐振荡。其振荡周期T=2。 2RtCt。电阻Rs是反相器输入保护电阻。接入与否并不影响振荡频率。 2、图2是用TTL的非门构成的环形振荡器。三个非门接成闭环形。假定三个门的平均传输延迟时间都是t，从F1输入到F3输出共经过3t的延迟，Vo输出就是Vi的输入，所以输出端的振荡周期T=6t。该电路简单，但t数值一般是几十毫微秒，所以振荡频率极高，最高可达8MHz。
3、图3是用TTL非门电路组成的带RC延时电路的RC环形振荡器。当a点由高电平跳变为低电平时，b点电位由低边高，经门2使C点电位由高变低，同时又经耦合到d点，使d点电位上跳为高电平，所以门3输出即e点电位为低。随着c充电电流减少，d点电位逐渐降低，低到关门电压时门3关闭，e点由低变高，再反馈到门1，使b点由高变低，d点下降到较负的电压值，保证门3输出为高。当c放电使d点上升到开门电压时，门3打开，e点又由高变低，输出电压 Vo又回复为低电平，如此交替循环变化形成连续的自激振荡。振荡周期T=2. 2RC。R可用作频率微调，一般R值小于1k欧姆。RS是保护电阻。 4、图4是用与非门构成的晶体振荡器。该振荡器精度比较高，一般在10^-5，一般将其基准振荡信号作为时间基准来使用。由于受晶体体积的限制，晶体振荡器产生的脉冲频率都比较到，通常是几百KHZ~几MKZ。要想得到频率较低的标准
第六章电磁振荡和电磁波 §6—1电磁振荡 教学目标： 1.理解并分析L C回路产生振荡电流的过程 2.掌握电磁振荡的概念 3.了解无阻尼振荡和阻尼振荡 教学重点： 分析振荡电流的产生过程 教学难点： 理解振荡电流的产生过程 教具： 电容器，电感线圈，灵敏电流计，电源，导线，电键，电脑，视频投影仪，视频展示台等 教学过程： 引课： 广播电台、电视台是利用电磁波向四周发送声音和图象信号的，地面对人造卫星，洲际导弹及宇宙飞船的控制及联系都是利用的电磁波，就是手机、BP机也是利用的电磁波，那么电磁波到底是什么呢？它是怎样产生的，有什么性质以及怎样利用它来传播各种信号呢？这一章我们就来探讨这个问题.正象机械振动能够产生机械波一样，电磁振荡能够产生电磁波。首先我们从电磁振荡开始学习，先来观察一个实验。
讲授新课 一、 电磁振荡的产生： 1.实验：介绍实验器材和电路图 由此复习：①电容器充放电。 ②自感现象和自感电动势的方向和大小。 2.现象：电流表指针左右摆动。 3.分析现象： 这表明电路里产生了大小和方向都做周期性变化的电流—— 振荡电流。 能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路。 L 和C 组成的电路，是一种简单的振荡电路，简称L C 回路。 问：振荡电流是直流电还是交流电？为什么？ 介绍振荡电流的频率与照明交流电的频率。 L
照明电路：50H z 电子技术中的振荡电流：几千赫兹到几十万兆赫兹 4.分析过程：（讨论四个过程和四个状态中各量的变化情况） ①老师利用课件引导学生分析前两个，把结果填入表
格中。其余的让学生分析。然后把几个学生的答案在视频展示台上展示。 ②画出q、I和e自的图象。 5.电磁振荡的概念： 在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化，这种现象叫做电磁振荡。二、阻尼振荡、无阻尼振荡(学生自学) 在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡应该永远持续下去，电路中振荡电流的振幅应该永远保持不变，这种振荡叫做无阻尼振荡或等幅振荡。 事实上，任何电路都有电阻，要消耗能量，还有一部分能量要辐射到周围空间中去。这样，振荡电路的能量将逐渐损耗，振荡电流的振幅将逐渐减小，直到最后停止振荡。这种振荡叫做阻尼振荡或减幅振荡。 如果能适时地把能量补充到振荡电路中，用来补偿电路中的能量损耗，那么在振荡电路中也可以得到无阻尼振荡。实际工作中需要的等幅振荡是用振荡器来产生的。 三、练习： 1.在L C振荡电路中,当电容器放电完毕瞬间,以下说法正确的是:[AB C] A.电容器极板间的电压等于零,磁场能开始向电场能转化; B.电流达到最大值,线圈产生的磁场能达到最大值; C.如果没有能量辐射损耗,这时线圈的磁场能等于电容器开始放电时电容器的电场能;
电子报/2007年/12月/23日/第019版 职业技能 用集成电路组成的振荡器（下） 上海苏成富 二、触发器组成的振荡电路 图8是用CMOS D触发器组成的占空比可调的脉冲发生器。设电路初始状态Q端为低电平，为高电平。端通过R B对C B充电，使C B两端电压逐渐上升，直至达到置位电平，则端由高变低，Q端由低变高，C A开始被充电，C A两端电压逐渐上升(同时C B通过R B并联的二极管D1放电)，直至达到复位电平，Q端又由高变低，Q端由低变高，完成一个脉冲振荡周期。如果输出脉冲从Q端输出，脉冲持续时间TA=0.7R B C AO截止时间T B=0，7R B C B，重复频率f=1／(T A+T B)。由此可知，决定时间常数T B与T日的是两个完全分开的RC网络，可独立调节其数值而互不影响，实现占空比可调节的脉冲发生器。该脉冲发生器与数据端D、触发端CP的状态无关。 图9是用D触发器组成的多功能振荡器。该振荡器具有起振／停振控制、相位控制的占空比可调控制的功能。V C为起停控制电压，当V C为低电平时，由于二极管D1、D3的钳位作用，使D触发器的复位端R和置位端S的电位为0.6V左右，此值小于门限电平，D触发器维持原状。当V C由低向高跳变时，D触发器输出状态取决于输入电压Vp。若Vp为低电平，输出电压V0也为低电平；若Vp为高电平，V0也为高电平。由此可见，Vp决定了振荡波形的起始电压，也即振荡器的相位，所以Vp又可称为相位控制电压。振荡器的振荡过程同图8电路一样，这里不再赘述。 图10是用施密特触发器附加一个电阻和一个电容组成的振荡器电路。当输出端为“1”时，经电阻R向电容C充电直至上限阈值电压V T+，输出由“1”变为“0”。然后，电容C上的电压经R向输出端放电至下限阈值电压V T-时，输出由“0”变”1”，如此周而复始，电路引起振荡。 图11是用施密特触发器组成的占空比可调的多谐振荡器。用两个可调电阻R1和R2分别与两个极性相反的二极管相接后并联。当改变电阻R1的阻值时，可改变振荡器的充电时间常数，从而改变输出脉冲高电平的宽度T1；当改变电阻R2的阻值时，可改变振荡器的放电时间常数，从而改变输出脉冲低电平的宽度T2。 三、555集成电路组成的振荡器电路 图12是用通用的555时基电路组成的典型振荡器。当电源接通时，由于②脚处于零电平，所以输出端③脚是高电平；当Vc充电到≥2／3Vcc时，③脚由高变低，电路内部放电管导通，电容C经R B的放电管(⑦脚)放电，到Vc≤1／3Vcc时，输出又由低变高，C再次充电。如此周期重复，形成振荡。电路振荡周期T=0.7(RA+2RB)C。改变RA、RB可改变其振荡频率。 图13(a)～(c)是用555电路组成的另一类振荡器，其原理与图12类同。在图12中调节R、C 的值，可改变充放电时间，因此充放电的时间常数不能单独调整。在图13三个电路中，设置了充放电引导二极管，充放电电阻RA、RB可以单独调节，在RA=RB的情况下，可以获得占空比为50%的方波。 四、其他集成电路组成的振荡电路 图14是用TTL的数据选择器1570组成的振荡器，T750四位二选一，每片有4位，每位有DO、D1两路数据输入端和一路输出端Q，每片有一个选择控制端A和功能控制端S。图中，R、C组成积分延时环节，利用电容C的充放电控制选择控制端A的电位V A，使其在门限电平VT 上下变化，从而实现电路不断自动翻转产生方波信号输出的目的。其振荡周期T=2RC。
电磁振荡 【教学目标】 知识与技能：1.知道振荡电流、振荡电路、LC回路的概念。2.LC回路中振荡电流的产生过程。3.知道在电磁振荡过程中，LC回路中的能量转化情况。4.知道电磁振荡的周期和频率。 过程与方法：通过结合生活中各种相应现象及常识，理解电磁振荡在人们生活中的地位。 情感、态度与价值观：1.体会物理知识在生活中的重要作用，培养勇于探索的精神。2.培养学生实验探求知识的意识，增强求知欲望。 【教学重难点】 重点：电磁振荡过程中电场能与磁场能的相互转化规律。 难点：LC回路振荡过程中电场强度和磁感应强度的相互转化规律。 【教学方法】演示分析法，类比推理法 【教学用具】电感线圈一个（L>500 H，R<500Ω），200μF金属化纸介电容一个，示波器、学生电源各一台，单刀双掷开关一个，LC回路振荡过程模拟课件一份，导线若干 【教学过程】 （一）引入新课 教师：上节课我们已经了解了电磁波的发现历程，初步认识了电磁波。在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要。从移动电话到广播电视，从互联网到航空导航，从卫星遥感到宇宙探测，它们的工作和运 行都要利用电磁波。可是，电磁波是怎样产生的？它有哪些性质？ 它是怎样传送信息的？要解决这些问题，我们首先来学习有关电 磁振荡的知识。 （二）进行新课 一.电磁振荡的产生 实验演示：（1）出示电路图投影片，照电路图连接电路。 （2）引导学生分析：将S扳到a点，电容器是充电还是放电？上极板带何种电荷？ 学生得出结论：电容器充电，上极板带正电。
（3）提示学生注意观察示波器图象，然后将开关S扳到b点。 提问学生：你观察到什么信号？ 学生回答：振幅逐渐减小的正弦交流信号。 分析上述电路的主要组成部分，并指出示波器和电源分别用来显示信号波形和充电，板书LC回路定义。 1.LC回路：由自感线圈和电容器组成的电路叫做LC回路。 ［演示］多媒体课件演示，从电容器放电瞬间开始，LC回路在振荡过程中，电容器的带电量和极板间场强，自感线圈中的电流和磁感应强度的变化规律，将结果填入表格，板书小标题和表格。 2.LC回路的工作特点（图表和图象） 板书图象。 （2）放电充电放电充电 分析上述电流的变化特点，板书振荡电流概念。 3.振荡电流、大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫振荡电流，实际振荡电流的频率很高，是高频正弦交流。 继续分析振荡电流的来源，板书振荡电路概念。 4.振荡电路，能够产生振荡电流的电路叫振荡电路，LC回路是一种简单的振荡电路。 分析上图中各量随时间的变化关系，板书电磁振荡的概念。
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一、石英晶体的基本特性及其等效电路 1、压电效应 按一定的方位角切下的石英晶体薄片（方形、圆形或棒形），叫做石英品片。在晶片的两个对面上喷涂上一对金展极板，再加封装，就构成石英晶体谐振器，如图： 在切得的晶片上加压力时，晶片表面会产生电荷；当加在晶片上的压力变为拉力时，晶片表面电荷的极性也随之改变。反之，如果把电压加到晶片上，则晶片产生机械压力；当所加电压反向吋，晶片上的压力变为拉力。以上现象叫做石英晶片的压电效应。如图： 若在石英晶体谐振器的极板上加以交变电压，晶体就会产生机械振动。此机械振动又使晶体表面产生交变电压，如此便产生一个循环过程。一般情况下，机械振动和交变电压的振幅都非常微小，只有当外加交变电压的频率为某一个特定频率时，振幅才突然增大，这种现彖叫做压电谐振。 谐振时电流达最大，它相当于回路的串联谐振现彖。产生压电谐振时的频率，叫做晶体谐振器的谐振频率。2、符号和等效电路 从石英谐振器的等效电路可知，这个电路有两个谐振频率，当1八C、R支路串联谐振时，等效电路的阻抗最小，串联谐振频率为投影片投影片 (a) @)
/s=l/2n J LC 当等效电路并联谐振时，并联谐振频率为 /p=l/2 Ji V L (C"C / (C + C°)) /s和帀两个频率非常接近。 图b为石英谐振器的电抗-频率特性，在/s和/p之间 为电感性，在此区域之外为电容性。 二、石英晶体振荡电路 石英晶体振荡电路是形式多样的，但基本电路只有两 类，即并联品体振荡电路和串联晶体振荡电路。 投影片 晶体在回路屮一定是起电感L的作用，即振荡频率在 晶体振荡器的/s和/p之间。 振荡回路的谐振频率表示式为 振荡频率基本上是rh晶体的固有频率/s所决定，而与 C'的关系很小，即由于C'不稳定所引起的频率漂移是很小的， 故其振荡频率稳定度高。
芯片制造工艺流程 芯片制作完整过程包括芯片设计、晶片制作、封装制作、成本测试等几个环节，其中晶片片制作过程尤为的复杂。下面图示让我们共同来了解一下芯片制作的过程，尤其是晶片制作部分。 首先是芯片设计，根据设计的需求，生成的“图样” 1，芯片的原料晶圆 晶圆的成分是硅，硅是由石英沙所精练出来的，晶圆便是硅元素加以纯化（99.999%），接着是将些纯硅制成硅晶棒，成为制造集成电路的石英半导体的材料，将其切片就是芯片制作具体需要的晶圆。 晶圆越薄，成产的成本越低，但对工艺就要求的越高。 2，晶圆涂膜
晶圆涂膜能抵抗氧化以及耐温能力，其材料为光阻的一种， 3，晶圆光刻显影、蚀刻 该过程使用了对紫外光敏感的化学物质，即遇紫外光则变软。通过控制遮光物的位置可以得到芯片的外形。在硅晶片涂上光致抗蚀剂，使得其遇紫外光就会溶解。这是可以用上第一份遮光物，使得紫外光直射的部分被溶解，这溶解部分接着可用溶剂将其冲走。这样剩下的部分就与遮光物的形状一样了，而这效果正是我们所要的。这样就得到我们所需要的二氧化硅层。 4、搀加杂质
将晶圆中植入离子，生成相应的P、N类半导体。 具体工艺是是从硅片上暴露的区域开始，放入化学离子混合液中。这一工艺将改变搀杂区的导电方式，使每个晶体管可以通、断、或携带数据。简单的芯片可以只用一层，但复杂的芯片通常有很多层，这时候将这一流程不断的重复，不同层可通过开启窗口联接起来。这一点类似所层PCB板的制作制作原理。更为复杂的芯片可能需要多个二氧化硅层，这时候通过重复光刻以及上面流程来实现，形成一个立体的结构。 5、晶圆测试 经过上面的几道工艺之后，晶圆上就形成了一个个格状的晶粒。通过针测的方式对每个晶粒进行电气特性检测。一般每个芯片的拥有的晶粒数量是庞大的，组织一次针测试模式是非常复杂的过程，这要求了在生产的时候尽量是同等芯片规格构造的型号的大批量的生产。数量越大相对成本就会越低，这也是为什么主流芯片器件造价低的一个因素。
正弦波振荡器练习题 一、选择题 1、振荡器的振荡频率取决于。（） A．供电电源B．选频网络C．晶体管的参数D．外界环境2、为提高振荡频率的稳定度，高频正弦波振荡器一般选用。（） A．LC正弦波振荡器B．晶体振荡器C．RC正弦波振荡器 3、设计一个振荡频率可调的高频高稳定度的振荡器，可采用（） A．RC振荡器B．石英晶体振荡器C．互感耦合振荡器D．并联改进型电容三点式振荡器 4、串联型晶体振荡器中，晶体在电路中的作用等效于。( ) A．电容元件B．电感元件C．大电阻元件D．短路线 5、振荡器是根据反馈原理来实现的，反馈振荡电路的波形相对较好。（） A、正、电感 B、正、电容 C、负、电感 D、负、电容 6、振荡器的频率稳定度高。（） A．互感反馈B．克拉泼电路C．西勒电路D．石英晶体 7、石英晶体振荡器的频率稳定度很高是因为（） A．低的Q值B．高的Q值C．小的接入系数 D. 大的电阻 8、正弦波振荡器中正反馈网络的作用是（）A．保证产生自激振荡的相位条件 B．提高放大器的放大倍数，使输出信号足够大
C ．产生单一频率的正弦波 D ．以上说法都不对 9、在讨论振荡器的相位稳定条件时，并联谐振回路的Q 值越高，值ω???越大，其相位稳 定性 （ ） A 、越好 B 、越差 C 、不变 D 、无法确定 10、并联型晶体振荡器中，晶体在电路中的作用等效于 ( ) A ．电容元件 B ．电感元件 C ．电阻元件 D ．短路线 11、克拉拨振荡器属于 振荡器。 ( ) A . RC 振荡器 B .电感三点式振荡器 C .互感耦合振荡器 D .电容三点式振荡器 12、振荡器与放大器的区别是 （ ） A ．振荡器比放大器电源电压高 B ．振荡器比放大器失真小 C ．振荡器无需外加激励信号，放大器需要外加激励信号 D ．振荡器需要外加激励信号，放大器无需外加激励信号 13、如图所示电路，以下说法正确的是 （ ） A ． 该电路由于放大器不能正常工作，不能产生正弦波振荡 B ． 该电路由于无选频网络，不能产生正弦波振荡 C ． 该电路由于不满足相位平衡条件，不能产生正弦波振荡 D ． 该电路满足相位平衡条件，可能产生正弦波振荡 14、改进型电容三点式振荡器的主要优点是 （ ）
电磁振荡·教案 一、教学目标 1．理解LC回路中产生振荡电流的过程．了解电容器的充电、放电作用及电感阻碍电流变化的作用． 2．会分析振荡电流变化过程中，电场能和磁场能的相互转化的规律，并会分析振荡电流在一个周期变化过程中，电容器上电荷的变化情况及电感线圈中电流的大小和方向的变化情况． 3．知道阻尼振荡和无阻尼振荡的区别，以及振幅减小的原因． 4．通过观察演示实验，概括出电磁振荡等概念，培养学生的观察能力、类比推理能力，以及理解和概括能力． 二、重点、难点分析 1．先通过观察演示实验，总结得到几个基本概念：振荡电路，振荡电流，电磁振荡现象等．这部分知识，基本概念很抽象，研究对象多是看不见摸不着的电磁场及其运动，理解起来也较为困难，所以做好演示实验是关键，再辅以类比推理和生动的比喻、描述，能增强可接受性． 2．LC回路产生电磁振荡是本章本单元的重点，也是难点．电磁振荡产生的物理过程较为抽象，所以重点应放在电路中电场能和磁场能的相互转化上；分析指出何时电场能转化为磁场能，何时磁场能转化为电场能；何时电场能最大，何时磁场能最大．与之对应的也要指出电路里电流何时最大，何时为零．
其次还要明确电场能和磁场能相互转化的条件是电感线圈的自感电动势的作用和电容器的充放电作用．为了增强可理解性，此处可借助于单摆或弹簧振子的简谐振动，来类比、形容电磁振荡过程中能量的转化情况． 三、教具 1．LC振荡电路演示仪(含晶体管振荡器)等． 2．大屏幕示波器(用于观察振荡电流的波形)． 3．如有条件，可用计算机和彩显，使用三维动画软件，模拟LC电路中的振荡过程． 四、主要教学过程 (一)引入新课 无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等，传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波． 现代社会的各个部门，几乎都离不开“电磁波”，可以说“电”作为现代文明的标志，“电磁波”就是现代文明的神经中枢，或者叫现代化的代名词． 那么，电磁波是什么？它是怎样产生的？就要从电磁振荡开始学习． (二)主要教学过程设计 1．电磁振荡．
《电磁振荡》教案 一、教学目标 1．知识目标 认识 LC 回路产生电磁振荡的现象，了解振荡电路和振荡电流的定义；知道LC回路中振荡电流的产生过程，了解振荡电流产生的物理原因，理解振荡电流产生的物理实质；理解LC振荡电路中的能量转化情况，掌握振荡电路的变化规律；知道无阻尼振荡和阻尼振荡的概念。 2．能力目标 通过电磁振荡的观察、分析和应用，归纳电磁振荡问题的分析思路和方法，培养学生综合运用物理知识分析问题、解决问题的能力和良好的学习习惯，提高学生的综合素质。 3．情感目标 结合电磁振荡的实验、分析和探索过程，培养学生独立钻研、大胆探索、实事求是的科学精神，感受物理学科研究的方法和意义，促进学生全面和谐的发展。 二、教学重点 LC回路的工作过程及相关物理量的变化规律。 三、教学难点 振荡电流产生的物理原因和物理实质。 四、教学方法
实验、讨论、类比等启发式讲授与多媒体辅助教学相结合。 五、教具 电容C、线圈L、电流表G、电池组、开关、导线、晶体管振荡器、示波器。阻尼振荡示教板、无阻尼振荡示教板。实物展示仪、多媒体教学系统等。 六、教材分析 全日制普通高级中学教科书（试验修订本·必修加选修）物理（第二册），第十九章《电磁振荡和电磁波》讲述电磁振荡、电磁场和电磁波的概念以及电磁波的发射、传播和接收的初步知识，是以前学过的电磁学以及振动和波的知识的继续和发展，并跟以后将要学习的物理光学知识相联系，为认识光的电磁本性做准备。 《电磁振荡》是本章的第一节，LC回路产生电磁振荡是本章及本节的重点，也是各类考查的热点。由于电磁振荡的产生不如机械振动直观，课本用了较大的篇幅详细分析LC回路产生电磁振荡的过程，并配以示意图和电路中的电流、电荷周期变化的图线，以帮助学生理解，使学生建立起较完整的电磁振荡概念。电磁振荡是指电荷、电场、电流、磁场等随时间做周期性变化的现象。教材中还介绍了无阻尼振荡和阻尼振荡两种典型的振荡类型。教材中还将机械振动与电磁振荡进行类比，找出它们的共性和个性。对电磁振荡过程还从能量转化的角度来分析，通过与机械振动中能量的转换的对比来加深学生的理解。 七、教学设计 (一)引入新课
终于有人讲透了芯片设计流程！（电子人必读） 芯片，指的是内含集成电路的硅片，所以芯片又被称集成电路，可能只有2.5厘米见方大小，但是却包含几千万个晶体管，而较简单的处理器可能在几毫米见方的芯片上刻有几千个晶体管。芯片是电子设备中最重要的部分，承担着运算和存储的功能。 一、高大上的芯片设计流程 一颗芯片的诞生，可以分为设计与制造两个环节。芯片制造的过程就如同用乐高盖房子一样，先有晶圆作为地基，再层层往上叠的芯片制造流程后，就可产出想要的IC 芯片，然而，没有设计图，拥有再强大的制造能力也无济于事。 在IC 生产流程中，IC 多由专业IC 设计公司进行规划、设计，像是联发科、高通、Intel 等知名大厂，都自行设计各自的IC 芯片，提供不同规格、效能的芯片给下游厂商选择。所以，IC设计是整个芯片成型最重要的一环。 先看看复杂繁琐的芯片设计流程：
芯片制造的过程就如同用乐高盖房子一样，先有晶圆作为地基，再层层往上叠的芯片制造流程后，就可产出必要的IC 芯片（这些会在后面介绍）。然而，没有设计图，拥有再强制造能力都没有用，因此，建筑师的角色相当重要。 但是IC 设计中的建筑师究竟是谁呢？接下来要针对IC 设计做介绍： 在IC 生产流程中，IC 多由专业IC 设计公司进行规划、设计，像是联发科、高通、Intel 等知名大厂，都自行设计各自的IC 芯片，提供不同规格、效能的芯片给下游厂商选择。因为IC 是由各厂自行设计，所以IC 设计十分仰赖工程师的技术，工程师的素质影响着一间企业的价值。然而，工程师们在设计一颗IC 芯片时，究竟有那些步骤？设计流程可以简单分成如下。 1、设计第一步，定目标 在IC 设计中，最重要的步骤就是规格制定。这个步骤就像是在设计建筑前，先决定要几间房间、浴室，有什么建筑法规需要遵守，在确定好所有的功能之后在进行设计，这样才不用再花额外的时间进行后续修改。IC 设计也需要经过类似的步骤，才能确保设计出来的芯片不会有任何差错。 规格制定的第一步便是确定IC 的目的、效能为何，对大方向做设定。接着是察看有哪些协定要符合，像无线网卡的芯片就需要符合IEEE 802.11 等规范，不然，这芯片将无法和市面上的产品相容，使它无法和其他设备连线。最后则是确立这颗IC 的实作方法，将不同功能分配成不同的单元，并确立不同单元间连结的方法，如此便完成规格的制定。 设计完规格后，接着就是设计芯片的细节了。这个步骤就像初步记下建筑的规画，将整体轮廓描绘出来，方便后续制图。在IC 芯片中，便是使用硬体描述语言（HDL）将电路描写出来。常使用的HDL 有Verilog、VHDL 等，藉由程式码便可轻易地将一颗IC 地功能表达出来。接着就是检查程式功能的正确性并持续修改，直到它满足期望的功能为止。 ▲32 bits 加法器的Verilog 范例