专用集成电路AD的设计
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ad736原理
AD736是一款专用于测量电压的集成电路。
它是由ADI(Analog Devices
Inc.)公司生产的一款高性能、精确度较高的电压测量芯片。
下面是AD736的工作原理的简要说明:
AD736是一款True
RMS(有效值)电压转换器。
它的主要功能是测量交流电压的有效值,即以电压的平方平均值作为参考。
AD736的输入是交流电压信号,可以是正弦波、方波或其他复杂波形的交流信号。
它通过内部的精确运算放大器将输入信号放大,并通过整流电路将其转换为直流信号。
在转换过程中,AD736内部使用了一个快速响应的四象限乘法器,它将输入信号与一个参考电平相乘,并输出乘积信号。
这个乘积信号经过低通滤波器进行平均,并通过一个精确的校准电路进行调整,以得到准确的有效值输出。
AD736还提供了一个带有输出缓冲器的电流输出,可用于外部电路的连接。
总之,AD736通过精确的电压放大、整流、乘法和滤波等处理,能够准确测量交流电压信号的有效值,并提供相应的输出。
这使得它在许多需要测量电压的应用中得到广泛使用,如功率监测、音频处理、工业自动化等领域。
ad电路设计AD电路设计是一个非常重要的技术,它可以帮助电子设计师实现他们的创意,并将其转换成真实的电路来实现他们的想法。
AD电路设计主要分为元件选择、布线、调试、封装等几个步骤。
元件选择是构建电路的重要环节,需要有良好的理解材料和原理,这里我们可以借助开源的电路库或元件分析工具来辅助我们的选择。
布线是安置电路各元件之间的电连接,它决定了电子设备的稳定性和容错性。
此时,我们可以通过查找资料、模拟计算等来确定电路的各项参数以及布线的顺序,以保证电路的健壮性和可靠性。
调试是AD电路设计的核心,它会时刻检测电路的合理性、运行状态以及参数的精确度,以便确保电路的稳定性和性能优越性。
最后,封装是给予电子装置完备的外形尺寸,主要是为了将电子设备的各部分完整地连接,并附加上防护外壳以减少其外围环境的影响。
AD电路设计涉及到编程、数据分析、调试、电路设计等复杂技术,它能够实现数字信号的处理、模拟信号的分析,以及大量可视化数据的实时显示,这些技术都能带给我们更加丰富的设计体验。
为了满足不同的客户需求,AD电路设计也可以变得更加灵活,可以增加功能、优化算法、提升设计效率等,这些才是电子设计师最感兴趣的。
AD电路设计有着广泛的应用,从工业控制、智能家居、车载电子设备到航空、军事等领域,它几乎涵盖了各种领域的设计和制作。
AD电路设计有着很深的历史,在当今社会,它能够实现更深入的功能,已经渗透到了科技发展中这么多的细分领域。
因此,AD电路设计是一个非常重要的技术,能够帮助电子设计师实现他们的创意,并将其转换成真实的电路来实现他们的想法。
它简化了设计流程,并大大提高了设计效率。
未来,AD电路设计将更加普遍,它将在不同的领域大显身手,为人们带来更加强大的功能和更加智能的体验。
AD设计流程
AD设计流程是指使用Altium Designer软件进行电路设计的流程。
具体步骤包括:定义电路需求、绘制电路原理图、选择元器件、进行电路仿真、布局电路板等。
在原理图设计阶段,需要放置元件、调整元件位置、进行连线、标注编号等。
在PCB设计阶段,需要导入原理图到PCB、布局、走线、设置板子尺寸等。
最后,生成生产文件,将文件打包压缩并送到制板厂加工。
如果需要外部厂家焊接,还需要提供BOM文件、贴片坐标文件和装配文件。
Altium Designer的设计流程如下:
1.新建封装库,在其中新建元件封装。
2.新建元件库,并在其中新建元器件。
3.新建工程组,并在其中新建PCB工程。
4.在PCB工程中添加原理图文件,进行原理图设计,包括放置元器件、连线等。
5.在PCB工程中添加PCB文件,设置板框,进行PCB设计,包括布局、布线、
铺铜等。
6.进行DRC(设计规则检查),确保原理图和PCB设计无误。
7.输出生产文件,一般为gerber文件,也可以直接给PCB源文件(没有保密
性)。
8.在PCB加工这段时间,可以导出BOM,采购元器件。
9.PCB和元器件都回来之后,可以自己焊接或者发给贴片焊接加工厂。
10.板子焊接好之后,进行硬件软件的调试。
集成电路的设计流程集成电路,这听起来是不是特别高大上?就像是一座超级复杂的微观城市,每一个小小的元件都是城市里的建筑或者居民,它们组合在一起,就能完成各种神奇的功能。
今天,我就来给大家讲讲这个神奇的集成电路是怎么设计出来的。
我有个朋友叫小李,他就是干集成电路设计这行的。
有一次我问他:“你这集成电路设计,是不是就像搭积木一样简单呀?”他听了直摇头,笑着说:“哪有那么容易啊!这就好比是要建造一个独一无二的宇宙空间站,每个细节都得精心规划。
”集成电路的设计流程那可是相当复杂的。
最初得有个设想,这就像是要写一个故事之前先有个主题一样。
设计师们得知道这个集成电路是用来做什么的,是要让手机运行得更快,还是让汽车的控制系统更智能呢?这时候,他们得和客户或者相关的产品团队进行交流。
就像一群探险家聚在一起商量要去探索的目的地。
我想象他们的对话大概是这样的:产品经理说:“我们希望这个集成电路能让我们的智能手表续航更久。
”设计师就会问:“那具体要达到多久呢?还有,手表上其他功能对功耗的限制是怎样的?”这就开始了一场你来我往的问答,就像一场激烈的乒乓球赛,目的就是把这个集成电路的功能需求确定得清清楚楚。
确定好需求之后,就要进行架构设计了。
这一步就像是设计一座大楼的框架。
设计师要决定这个集成电路里有哪些主要的功能模块,这些模块之间怎么连接。
这时候他们又得像一群超级规划师一样,得考虑到各种情况。
比如说,要计算每个模块大概需要占用多少空间,就像在规划大楼的时候要考虑每个房间的大小一样。
而且还得考虑数据在这些模块之间流动的速度,这就好比是大楼里的交通流量规划。
我问小李:“这架构设计是不是很头疼啊?”小李皱着眉头说:“哎呀,那可不是一般的头疼。
就像你要把一团乱麻理清楚,还得让它变成一个漂亮的图案。
”接着就是电路设计啦。
这就好比是给大楼的框架里填充各种设施。
设计师要根据架构设计来确定每个模块里具体的电路元件,比如说晶体管怎么连接,电阻电容的值是多少。
目录A/D转换系统设计.................................................................................................................... - 1 -摘要和关键词.......................................................................................................................................... - 1 - 第一章设计任务与要求.......................................................................................................... - 2 -1.1、设计题目......................................................................................................................................... - 2 -1.2、设计目的......................................................................................................................................... - 2 -1.3、设计要求......................................................................................................................................... - 2 -1.4、完成的任务..................................................................................................................................... - 2 - 第二章方案比较与论证.......................................................................................................... - 2 -2.1、方案设想......................................................................................................................................... - 2 -2.2器件选择............................................................................................................................................ - 2 - 第三章芯片简介...................................................................................................................... - 3 -3.1 ADC0808简介................................................................................................................................... - 3 -3.1.1ADC0808的内部逻辑结构..................................................................................................... - 3 -3.1.2ADC0808引脚结构................................................................................................................. - 3 -3.2、8051单片机引脚图与引脚功能简介 ............................................................................................ - 5 -3.2.1、电源: ................................................................................................................................... - 5 -3.2.2 时钟: ....................................................................................................................................... - 5 -3.2.3控制线: .................................................................................................................................... - 5 -3.2.4、I/O线.................................................................................................................................. - 6 -3.3、8255A .............................................................................................................................................. - 6 - 第四章设计方案及程序流程图.............................................................................................. - 7 -4.1、设计方案...................................................................................................................................... - 7 -4.2、系统框图......................................................................................................................................... - 7 -4.3、程序流程图..................................................................................................................................... - 7 - 第五章PROTEUS仿真电路................................................................................................... - 8 -5.1、复位电路......................................................................................................................................... - 8 -5.2、振荡源............................................................................................................................................. - 9 -5.3、二分频电路................................................................................................................................... - 10 -5.4、AD转换电路 ................................................................................................................................ - 10 -5.5、显示电路....................................................................................................................................... - 11 -5.6 8255A电路...................................................................................................................................... - 11 -5.7总电路仿真...................................................................................................................................... - 12 - 第六章程序............................................................................................................................ - 12 -第七章感想体会.................................................................................................................... - 14 -第八章参考文献.................................................................................................................... - 15 -A/D转换系统设计摘要和关键词A/D转换是指将模拟信号转换为数字信号,这在信号处理、信号传输等领域具有重要的意义。
基于单片机的AD转换电路与程序设计单片机(MCU)是一种集成了处理器核心、内存、输入输出接口和各种外围设备控制器等功能的集成电路。
MCU通常用于嵌入式系统,广泛应用于各个领域,例如家电、工业控制、汽车电子等。
其中,AD转换是MCU中的一个重要模块,用于将模拟信号转换成数字信号。
在应用中,常常需要将外部的温度、湿度、压力或光照等模拟信号进行转换和处理。
AD转换电路一般由模拟输入端、引脚连接、采样保持电路、比较器、取样调节电路、数字输出端等部分组成。
模拟输入端负责接收外部的模拟量信号;引脚连接将模拟输入信号引到芯片的模拟输入端;采样保持电路负责将引脚输入的模拟信号进行采样和保持,保证AD转换的准确性;比较器用于将模拟信号与参考电压进行比较,判断信号的大小;取样调节电路用于调整模拟信号的边界;数字输出端将模拟信号转换成数字信号输出给MCU。
在程序设计方面,MCU通常使用C语言进行编程。
程序设计分为初始化和数据处理两个步骤。
初始化阶段主要包括设置IO口、初始化外设、设置模拟输入通道等工作。
数据处理阶段主要包括数据采样、数值转换、数据处理和输出等工作。
下面以一个简单的温度采集系统为例进行说明。
首先,在初始化阶段,需要设置IO口和外设,以及设置模拟输入通道。
具体步骤如下:1.设置IO口:根据具体需要配置MCU的引脚功能和工作模式。
2.初始化外设:根据需要初始化ADC模块,包括设置采样频率、参考电压等参数。
3.设置模拟输入通道:选择需要转换的模拟输入通道。
接下来,在数据处理阶段,需要进行数据采样、数值转换和数据处理。
具体步骤如下:1.数据采样:使用ADC模块进行模拟信号的采样,将采样结果保存到寄存器中。
2.数值转换:将采样结果转换成数字信号,可以使用如下公式进行转换:数字信号=(ADC采样结果/采样最大值)*参考电压3.数据处理:根据具体需求进行数据处理,例如计算平均值、最大值或最小值,也可以进行滤波或校正。
A/D转换器的设计
一.实验目的:
(1)设计一个简单的LDO稳压电路
(2)掌握Cadence ic平台下进行ASIC设计的步骤;
(3)了解专用集成电路及其发展,掌握其设计流程;
二.A/D转换器的原理:
A/D转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量。
模拟量可以是电压、电流等电信号,也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。
但在A/D转换前,输入到A/D转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号。
符号框图如下:
数字输出量
常用的几种A/D器为;
(1):逐次比较型
逐次比较型AD由一个比较器和DA转换器通过逐次比较逻辑构成,从MSB 开始,顺序地对每一位将输入电压与内置DA转换器输出进行比较,经n次比较而输出数字值。
其电路规模属于中等。
其优点是速度较高、功耗低,在低分辩率(<12位)时价格便宜,但高精度(>12位)时价格很高。
(2): 积分型
积分型AD工作原理是将输入电压转换成时间(脉冲宽度信号)或频率(脉冲频率),然后由定时器/计数器获得数字值。
其优点是用简单电路就能获得高分辨率,但缺点是由于转换精度依赖于积分时间,因此转换速率极低。
初期的单片AD转换器大多采用积分型,现在逐次比较型已逐步成为主流。
(3):并行比较型/串并行比较型
并行比较型AD采用多个比较器,仅作一次比较而实行转换,又称FLash(快速)型。
由于转换速率极高,n位的转换需要2n-1个比较器,因此电路规模也极大,价格也高,只适用于视频AD转换器等速度特别高的领域。
串并行比较型AD结构上介于并行型和逐次比较型之间,最典型的是由2个n/2位的并行型AD转换器配合DA转换器组成,用两次比较实行转换,所以称为Half flash(半快速)型。
还有分成三步或多步实现AD转换的叫做分级型AD,而从转换时序角度又可称为流水线型AD,现代的分级型AD中还加入了对多次转换结果作数字运算而修正特性等功能。
这类AD速度比逐次比较型高,电路规模比并行型小。
一.A/D转换器的技术指标:
(1)分辨率,指数字量的变化,一个最小量时模拟信号的变化量,定义为满刻度与2^n的比值。
分辨率又称精度,通常以数字信号的位数来表示。
(2)转换速率,是指完成一次从模拟转换到数字的AD转换所需的时间的倒数。
积分型AD的转换时间是毫秒级属低速AD,逐次比较型AD是微秒级,属中速AD,全并行/串并行型AD可达到纳秒级。
采样时间则是另外一个概念,是指两次转换的间隔。
为了保证转换的正确完成,采样速率必须小于或等于转换速率。
因此有人习惯上将转换速率在数值上等同于采样速率也是可以接受的。
常用单位ksps 和Msps,表示每秒采样千/百万次。
(3)量化误差,由于AD的有限分辩率而引起的误差,即有限分辩率AD的阶梯状转移特性曲线与无限分辩率AD(理想AD)的转移特性曲线(直线)之间的最大偏差。
通常是1 个或半个最小数字量的模拟变化量,表示为1LSB、1/2LSB。
(4)偏移误差,输入信号为零时输出信号不为零的值,可外接电位器调至最小。
(5)满刻度误差,满度输出时对应的输入信号与理想输入信号值之差。
(6)线性度,实际转换器的转移函数与理想直线的最大偏移,不包括以上三种误差。
三、实验步骤
此次实验的A/D转换器用的为逐次比较型,原理图如下:
由于用到的是CSMC05MS的PDK,所以具体的电路搭建如下:
对其进行仿真,点击launch->ADE L得到如下的窗口:
设置运行时间为100u,model libraries设置为CSMC05MS的.scs文件,参考值为tt,点击运行得到如下的结果:
其中上图为输入,下图为输出。
对原理图进行版图设计如下:
对上版图进行DRC验证,其方法如下:
对版图导出GDS文件,与.drc规则文件放在同一个文件夹下。
具体如下:
如果没错则不弹出窗口,有错就对着窗口修改,直到没有错误。
进行DRC验证后进行LVS验证:其方法如下:
对版图导出GDS文件,原理图导出的CDL网表与.LVS规则文件放在同一个文件夹下。
具体步骤如下:
如果有错就按提示窗口进行修改,直到没有错误为止。
LVS后要进行参数提取及后仿真,参数提取即LPE的方法如LVS的方法。
Lpe后会生成.DAT文件,对其可以用spectre进行后仿真。
设计体会:
本次课程设计是A/D转换器设计,最终原理图的设计与仿真和版图的DRC 验证都已经成功运行,但由于工艺链掌握的不是很熟悉,版图的后仿真没有成功。
通过此次设计,了解了cadence版图设计的流程,同时对专用集成电路设计这门课程有了更深入的认识。
希望以后会有更好的机会去深入了解及应用此软件。