CMOS模拟集成电路设计-ch14振荡器

一种与比较器延迟无关的高精度CMOS振荡器秦松;王磊【摘要】提出了一种采用0.18 μm CMOS工艺制作的浮动初始电压(FIV)型高精度振荡器电路.浮动初始电压(FIV)技术用以消除比较器延迟对振荡器频率的影响,同时利用器件的匹配特性使得振荡频率仅和RC相关.此外通过适当的温度系数补偿,此振荡器可以在-40 ～125℃达到+0.5％的精度,并且仅占0.035 mm2的芯片面积.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2017(030)005【总页数】4页(P94-97)【关键词】浮动初始电压;RC振荡器;CMOS;比较器延迟【作者】秦松;王磊【作者单位】帝奥微电子有限公司研发部,上海201103;帝奥微电子有限公司研发部,上海201103【正文语种】中文【中图分类】TN432当前，片上基准振荡器被广泛应用于各种集成电路中，如生物医学传感器、MCU、无线传感器网络、DDR接口、SoC等[1-2]。

阻容型振荡器，包括张弛振荡器，通常可以通过标准CMOS工艺实现。

晶体振荡器能够达到10 ppm的精度级别，然而由于晶体无法集成，所以晶体振荡器的体积大，成本高并且起振慢。

LC振荡器可以实现和晶振相近的精度和相位噪声，然而其功耗却在数百mW以上，并不适合当前大部分设备对低功耗的要求。

此外，传统的补偿型RC振荡器，如环形振荡器或含反馈环路的张弛振荡器，尽管也可以实现约1%的精度，但其电路结构比较复杂，导致功耗和面积较大[3-7]。

本文对传统张弛振荡器进行了改进，提出了浮动初始电压(FIV)技术，用简单的电路结构实现了高精度的振荡器，同时兼具低功耗和占用较小芯片面积的优点。

讨论了传统张弛振荡器存在的问题，同时分析了浮动初始电压振荡器的工作原理以及各种非理想因素对振荡器精度的影响。

1.1 传统张弛振荡器图1是一种常用的传统张弛振荡器结构[8-9]。

该振荡器通过给电容充放电实现振荡：(1)t1阶段，电容C通过Iref充电；(2)当VC电压超过Vref时，比较器翻转并使放电开关导通，给电容C放电；(3)当电容C放电到Vref以下，比较器再次翻转，放电开关关闭，电容开始充电。

模拟CMOS集成电路设计研究生课程实验报告一、概述在现代集成电路设计领域，模拟CMOS集成电路设计一直是一个备受关注的课题。

本实验旨在通过对模拟CMOS集成电路设计相关内容的学习和实践，加深对该领域的理解，并提升设计实践能力。

本文将介绍实验内容、实验过程和实验结果，并结合个人观点对模拟CMOS集成电路设计进行探讨。

二、实验内容1. 实验名称：基于CMOS工艺的运算放大器设计与仿真2. 实验目的：通过对基本运算放大器的设计与仿真，理解模拟CMOS 集成电路设计的基本原理和方法。

3. 实验要求：设计一个基于CMOS工艺的运算放大器电路，并进行仿真验证。

4. 实验器材与软件：PSPICE仿真软件、计算机、基本电路元件。

三、实验过程1. 设计基本运算放大器电路a. 根据理论知识，选择合适的CMOS工艺器件，并进行电路拓扑设计。

b. 计算电路的主要参数，如增益、带宽、输入输出阻抗等。

c. 优化设计，满足实际应用需求。

2. 运算放大器电路仿真a. 在PSPICE软件中建立电路模型。

b. 分析仿真结果，验证设计参数是否符合预期。

c. 优化设计，使得电路性能达到最佳状态。

四、实验结果经过反复设计与仿真，最终得到了一个基于CMOS工艺的运算放大器电路。

在PSPICE软件中进行仿真测试，结果表明设计的运算放大器电路性能良好，能够满足设计要求。

在输入端加入正弦波信号，输出端得到经过放大和处理的信号，验证了电路的正常工作。

五、总结与回顾通过本次实验，我深刻理解了模拟CMOS集成电路设计的基本原理和方法。

从初步设计到最终仿真，我逐步掌握了电路设计与优化的过程，并将理论知识应用到实践中。

在今后的学习和工作中，我将继续深入研究模拟CMOS集成电路设计，不断提升自己的技能。

六、个人观点与理解模拟CMOS集成电路设计是一个复杂而又具有挑战性的领域。

在实验过程中，我深刻意识到了理论知识与实际应用的紧密通联，只有不断实践与探索，才能够更好地理解与掌握。

CMOS正弦振荡器设计摘要振荡器是用来产生重复电子讯号（通常是正弦波或方波）的电子元件。

其构成的电路叫振荡电路。

能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。

种类很多，按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等；按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。

广泛用于电子工业、医疗、科学研究等方面。

本文旨在设计一种CMOS正弦波发生电路，并分析产生正弦波的条件和具体的振荡电路产生条件和原理以及关键部分的电路参数设计，并给出实验结果。

本课题的主要研究内容是设计了正弦波发生电路并对其进行了模拟仿真，最后经过模拟仿真的性能参数：开环增益80dB,单位增益带宽10MHz以上,相位裕度60度；共模抑制比80dB；输出范围-2V-2V；转换速率10V/us以上，建立时间800n以下。

满足以上性能参数的运放在振荡电路的应用中获得了良好的仿真效果。

此设计的驱动电压频率为120kHz和230kHz，输出正弦波幅度2V左右。

设计的电路基本满足本课题要求。

关键词振荡器；反馈网络；选频网络；运放电路；电路仿真AbstractOscillator are used to produce electronic signals repeat (usually is a sine wave or square wave) of electronic components. It consists of the circuit called oscillating circuit. Can convert dc frequency signal output has certain exchange of electronic circuit or device. Many species, according to the circuit structure can be divided into resistance and capacitance and inductance and capacitance oscillator oscillator crystal oscillator, tuning fork oscillator, etc.; The output waveform can be divided into sine wave, square wave, sawtooth wave oscillator, etc. Widely used in the electronics industry, medical, scientific research, etc.This paper aims to design a CMOS circuit happened sine wave, and the analysis of the specific conditions and the sine wave oscillator circuit produce conditions and principle and key parts of the circuit design parameters, and the experiment results are given.This topic is the main research contents design the circuit and its happened sine wave simulation, finally after simulation of performance parameters: open-loop gain 80 dB, units gain bandwidth 10 MHz above, the margin of the phase 60 degrees; Common mode rejection ratio 80 dB; Output-2 V-2 V; Conversion rate 10 V/us above, build time 800 n the following. Meet the performance parameters above the on the application of the oscillating circuit won the good simulation result. This design of driving voltage frequency for 120 kHz and 230 kHz, output sine wave amplitude around 2V. The circuit design basic meet this topic requirements.Key wordsOscillator; The feedback network; Frequency selective network; Amplifier; Circuit simulation目录摘要 .......................................................................................................................................... II Abstract .................................................................................................................................. III第一章绪论 (1)1.1 振荡器的发展 (1)1.2课题研究的意义 (2)1.3课题研究的内容 (3)第二章振荡器简介 (4)2.1振荡器 (4)2.1.1 振荡器分类 (4)2.1.2 振荡器构成 (4)2.1.3 振荡器的应用 (4)2.2 正弦波振荡器 (5)2.2.1 正弦振荡器分类 (5)2.2.2 正弦振荡器的电路组成 (5)2.2.3 正弦振荡器的工作原理 (6)2.3 RC正弦波振荡器 (7)2.3.1 RC选频网络及其特性 (7)2.3.2 RC文氏电桥振荡电路 (9)2.4 LC正弦波振荡器 (10)2.4.1 LC并联电路的频率特性 (10)2.4.2 变压器反馈式振荡电路 (11)2.4.3三点式振荡电路 (12)2.5 本章小结 (13)第三章振荡运放设计 (14)3.1 运放简介 (14)3.1.1 运放的基本结构 (14)3.1.2 运放主要参数 (15)3.1.3理想运算放大器 (16)3.2本设计运放结构 (17)3.3尺寸设计 (18)3.4 运放仿真结果 (20)3.5本章小结 (24)第四章正弦振荡器设计 (25)4.1 电路设计 (25)4.1.1电路图 (25)4.1.2参数确定 (26)4.2 仿真结果 (28)4.3 版图 (29)4.3.1版图设计的目标 (29)4.3.2版图设计的内容 (29)4.3.3版图设计 (29)4.4 本章小结 (31)结论 (32)参考文献 (33)附录一 (34)致谢 (38)第一章绪论1.1 振荡器的发展“摆”可以说是人类历史上的第一代振荡器，这个时候的振荡器主要是用来记录时间，所以也有人把振荡器叫做时钟，第一代振荡器的出现，给人类的生活带来了质的飞跃，从此，人类有了统一的计时工具。

基于标准CMOS工艺压控振荡器（VCO）设计作者：南志坚刘鸿旗来源：《科技资讯》2014年第02期摘要：近年来随着无线通信系统的迅猛发展和CMOS工艺的不断进步，对CMOS 无线射频收发机要求越来越高。

低成本、小型化、宽频带、低噪声、更高的工作频段是未来射频收发机设计所要努力的方向。

压控振荡器（voltage-controlled oscillator， VCO）作为频率综合器的关键组成部分，对频率综合器的频率覆盖范围、相位噪声、功耗等重要性能都有直接影响，文章经过对VCO性能参数的分析，介绍了一些压控振荡器性能优化方法。

关键词：振荡器施密特触发器环形振荡器 CSA中图分类号：TD61 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0123-02压控振荡器（voltage-controlled oscillator， VCO）是一种以电压输入来控制振荡频率的电子振荡电路，是现代无线电通信系统的重要组成部分。

在当今集成电路向尺寸更小、频率更高、功耗更少、价格更低发展的趋势下，应用标准工艺设计生产高性能的压控振荡器已是射频集成电路中的一个重要课题。

尤其在通信系统电路中，压控振荡器（VCO）是其关键部件，可以毫不夸张地说在电子通信技术领域，VCO几乎与电流源和运放具有同等重要地位。

1 压控振荡器（VCO）原理1.1 概述压控振荡器是在振荡器的基础上引入控制端，实现电压控制振荡频率的功能。

振荡器是通过自激方式把直流电能变换为交流电能的一种电子线路。

构成VCO的第一步，是实现一个振荡器，然后添加一个中间级使输入电压可以控制振荡频率（但在有些情况，控制信号可能为电流）。

人们通常把压控振荡器称为调频器，用以产生调频信号。

1.2 压控振荡器基本架构和原理压控振荡器主要有环形振荡器和负阻型振荡器两种结构，环形振荡器具有线性度好，功耗小，成本低，易于集成，调节范围宽，结构简单易于实现等优点，因此在时钟类型的应用和低中频通信系统中得到了广泛的应用。

CORRECTIONS TO SOLUTIONS MANUALIn the new edition, some chapter problems have been reordered and equations and figure refer-ences have changed. The solutions manual is based on the preview edition and therefore must be corrected to apply to the new edition. Below is a list reflecting those changes.The “NEW” column contains the problem numbers in the new edition. If that problem was origi-nally under another number in the preview edition,that number will be listed in the“PREVIEW”column on the same line.In addition,if a reference used in that problem has changed,that change will be noted under the problem number in quotes. Chapters and problems not listed are unchanged.For example:NEW PREVIEW--------------4.18 4.5“Fig. 4.38” “Fig. 4.35”“Fig. 4.39” “Fig. 4.36”The above means that problem4.18in the new edition was problem4.5in the preview edition.To find its solution, look up problem 4.5 in the solutions manual. Also, the problem 4.5 solution referred to “Fig. 4.35” and “Fig. 4.36” and should now be “Fig. 4.38” and “Fig. 4.39,” respec-tively._____________________________________________________________________________ CHAPTER 3NEW PREVIEW--------------3.1 3.83.2 3.93.3 3.113.4 3.123.5 3.133.6 3.143.7 3.15“From 3.6” “From 3.14”3.8 3.163.9 3.173.10 3.183.11 3.193.12 3.203.13 3.213.14 3.223.15 3.13.16 3.23.17 3.2’3.18 3.33.19 3.43.20 3.53.21 3.63.22 3.73.23 3.103.24 3.233.25 3.243.26 3.253.27 3.263.28 3.273.29 3.28 CHAPTER 4NEW PREVIEW--------------4.1 4.124.2 4.134.3 4.144.4 4.154.5 4.164.6 4.174.7 4.18“p. 4.6” “p. 4.17”4.8 4.194.9 4.204.10 4.214.11 4.224.12 4.234.13 4.24“p. 4.9” “p. 4.20”4.14 4.1“(4.52)” “(4.51)”“(4.53)” “(4.52)”4.15 4.24.16 4.34.17 4.44.18 4.5“Fig. 4.38” “Fig. 4.35”“Fig. 4.39” “Fig. 4.36”4.19 4.6“Fig 4.39(c)” “Fig 4.36(c)”4.20 4.74.21 4.84.22 4.94.23 4.104.24 4.114.25 4.254.26 4.26“p. 4.9” “p. 4.20”CHAPTER 5NEW PREVIEW--------------5.1 5.165.2 5.175.3 5.185.4 5.195.5 5.205.6 5.215.7 5.225.8 5.235.9 5.15.10 5.25.11 5.35.12 5.45.13 5.55.14 5.65.15 5.75.16 5.85.17 5.95.18 5.10“Similar to 5.18(a)” “Similar to 5.10(a)”5.19 5.115.20 5.125.21 5.135.22 5.145.23 5.15CHAPTER 6NEW PREVIEW--------------6.1 6.76.2 6.86.3 6.9“from eq(6.23)” “from eq(6.20)”6.4 6.106.5 6.11“eq (6.52)” “eq (6.49)”6.6 6.16.7 6.26.8 6.36.9 6.46.10 6.56.11 6.66.13 6.13“eq (6.56)” “eq (6.53)”“problem 3” “problem 9”6.16 6.16“to (6.23) & (6.80)” “to (6.20) & (6.76)”6.17 6.17“equation (6.23)” “equation (6.20)”CHAPTER 7NEW PREVIEW--------------7.27.2“eqn. (7.59)” “eqn. (7.57)”7.177.17“eqn. (7.59)” “eqn. (7.57)7.197.19“eqns 7.66 and 7.67” “eqns 7.60 and 7.61”7.217.21“eqn. 7.66” “eqn. 7.60”7.227.22“eqns 7.70 and 7.71” “eqns. 7.64 and 7.65”7.237.23“eqn. 7.71” “eqn. 7.65”7.247.24“eqn 7.79” “eqn 7.73”CHAPTER 8NEW PREVIEW--------------8.18.58.28.68.38.78.48.88.58.98.68.108.78.118.88.18.98.28.108.38.118.48.138.13“problem 8.5” “problem 8.9”CHAPTER 13NEW PREVIEW--------------3.17 3.17“Eq. (3.123)” “Eq. (3.119)”CHAPTER 14 - New Chapter, “Oscillators”CHAPTER 15 - New Chapter, “Phase-Locked Loops”CHAPTER 16 - Was Chapter 14 in Preview Ed.Change all chapter references in solutions manual from 14 to 16. CHAPTER 17 - Was Chapter 15 in Preview Ed.Change all chapter references in solutions manual from 15 to 17. CHAPTER 18 - Was Chapter 16 in Preview Ed.NEW PREVIEW--------------18.316.3“Fig. 18.12(c)” “Fig. 16.13(c)”18.816.8“Fig. 18.33(a,b,c,d)” “Fig. 16.34(a,b,c,d)”Also, change all chapter references from 16 to 18.。

一种应用于唤醒电路的高精度RC振荡器朱明旺;李天望【摘要】设计了一种应用于唤醒电路、能够完全集成的33.7 kHz RC振荡器.该振荡器采用了由NMOS电压跟随器和一个由PTAT基准电流源提供偏置的快速翻转复制反相器构成的局部电压调整电路.该技术能够降低振荡器核心电路的功耗,降低核心电路对电源电压变化的灵敏度.振荡器基于NEX chip 0.15 μm CMOS工艺进行设计,在-40～80℃的温度范围内最大相对频率变化约为0.353％,在-40～40℃的温度范围内相对频率变化约为±0.62‰,能够适应国内各地区的应用环境.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2018(018)008【总页数】5页(P23-27)【关键词】唤醒电路;PTAT基准电流源;局部电压调整电路;RC振荡器【作者】朱明旺;李天望【作者单位】湘潭大学,湖南湘潭411105;湘潭大学,湖南湘潭411105;湖南国科微电子股份有限公司,长沙410100【正文语种】中文【中图分类】TN4021 引言随着通信技术和集成电路技术的发展，物联网得到更广泛的应用，在物联网的各个节点中使用很多传感器电路来检测环境信息，这些电路仅在接收和发送数据时处在工作状态，并且工作状态仅在整个时钟周期中占很小部分，其他时候则会处在休眠状态以降低电路功耗[1,2]。

振荡器电路可以产生基准时钟信号，通过配合计时器产生唤醒信号完成对后续电路的控制，如何保证处在休眠状态的电路精确唤醒对时钟源的精度提出了很高的要求。

一般来说，对频率精度要求高的应用场合会使用晶体振荡器，但晶体振荡器不能在芯片内部集成，因而增加了电路系统面积和成本，并且具有功耗较大、不利于低功耗设计的实现等缺点，尽管国外也有研究人员设计出了具有较低功耗或者较高精度的RC振荡器[3-6]。

本文设计了一种在较宽温度范围内都具有较好频率稳定性的RC振荡器，在-40～40℃的温度范围内相对频率变化约为±0.62‰，能够适应国内各地区的应用环境。

模拟cmos集成电路设计课后答案中文【篇一：北邮模拟cmos集成电路设计实验报告】=txt>姓名学院专业班级学号班内序号实验一:共源级放大器性能分析一、实验目的1、掌握synopsys软件启动和电路原理图（schematic）设计输入方法；2、掌握使用synopsys电路仿真软件custom designer对原理图进行电路特性仿真；3、输入共源级放大器电路并对其进行dc、ac分析，绘制曲线；4、深入理解共源级放大器的工作原理以及mos管参数的改变对放大器性能的影响二、实验要求1、启动synopsys，建立库及cellview文件。

2、输入共源级放大器电路图。

3、设置仿真环境。

4、仿真并查看仿真结果，绘制曲线。

三、实验结果1、电路图2、仿真图四、实验结果分析器件参数：nmos管的宽长比为10，栅源之间所接电容1pf，rd=10k。

实验结果：输入交流电源电压为1v，所得增益为12db。

由仿真结果有：gm=496u，r=10k，所以增益av=496*10/1000=4.96=13.91 db实验二:差分放大器设计一、实验目的1.掌握差分放大器的设计方法；2.掌握差分放大器的调试与性能指标的测试方法。

二、实验要求1.确定放大电路；2.确定静态工作点q；3.确定电路其他参数。

4.电压放大倍数大于20db，尽量增大gbw，设计差分放大器；5.对所设计电路进行设计、调试；6.对电路性能指标进行测试仿真，并对测量结果进行验算和误差分析。

三、实验结果随着r的增加，增益也增加。

但从仿真特性曲线我们可以知道，这会限制带宽的特性，w/l增大时，带宽会下降。

为保证带宽，选取w/l=30，r=30k的情况下的数值，保证了带宽，可以符合系统的功能特性，实验结果见下图。

1.电路图【篇二：集成电路设计王志功习题答案1-5章】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。

74hc14中文资料74HC14的作用:六反相斯密特触发器74HC14引脚图:图1 引脚功能74HC14真值表:真值表:Y=AInput输入 output输出A YL HH L74HC14电气参数:极限参数:Switching Characteristics开关特性 at VCC = 5V and TA = 25? 采用施密特触发器74HC14的光耦接收整形电路:图2 光电耦合器接收整形电路采用施密特触发器74HC14的方波振荡器电路图3 方波振荡器施密特触发器.主要用要将上下沿较缓或奇变较大的的数字信号变为方波形式以利数字信号接收电路识别.比如一串高频数字信号方波经过一个并普通光耦后波加一个74HC14进行整形形可能奇变的后级不能识别,编辑本段74HC14概述:74HC14是一款高速CMOS器件，74HC14引脚兼容低功耗肖特基TTL(LSTTL)系列。

74HC14遵循JEDEC标准no.7A。

74HC14实现了6路施密特触发反相器，可将缓慢变化的输入信号转换成清晰、无抖动的输出信号。

编辑本段特性: 应用: 波形、脉冲整形器非稳态多谐振荡器单稳多谐振荡器兼容JEDEC标准no.8-1AESD保护:HBM EIA/JESD22-A114-A超过2000 VMM EIA/JESD22-A115-A超过200 V温度范围 -40,+85 ? -40,+125 ?编辑本段主要参数:典型电源电压:5.0V正向输入阀值电压:VT+=1.6V负向输入阀值电压:VT-=0.8V驱动电流: +/-5.2mA传输延迟:12ns @5V逻辑电平:CMOS引脚:14封装类型:DIP 《简爱》是一本具有多年历叱癿文学着作。

至今已152年癿历叱了。

它癿成功在于它详细癿内容,精彩癿片段。

在译序丣,它还详细地介绍了《简爱》癿作者一些背景故事。

仍丣我了解到了作者夏洛蒂,勃郎特癿许多事。

奵出生在一丢年经济困顿、多灾多难癿家庭;屁住在一丢进离尘器癿穷乡僻壤;生活在革命势头正健,国家由农民向工业国过渡,新兴资产阶级日益壮大癿时代,这些都给奵癿小说创作上打上了可见癿烙印。

cmos模拟集成电路设计书关于cmos模拟集成电路设计的书籍推荐当涉及到CMOS模拟集成电路设计时，学习正确的知识和技术非常重要。

而书籍是学习的重要资源之一。

在这篇文章中，我将向大家推荐几本关于CMOS模拟集成电路设计的书籍，并逐步解释它们的主题和内容。

CMOS模拟集成电路设计是电子工程师必须掌握的一项重要技能。

随着集成电路技术的发展，CMOS模拟集成电路的设计需求也越来越多。

因此，学习和理解CMOS模拟集成电路设计原理和技术，对于专业人士以及正在学习该领域的学生来说是至关重要的。

书籍推荐：1.《CMOS模拟集成电路设计》（作者：Razavi B.）这本书是CMOS模拟集成电路设计的经典教材之一，广泛用于大学本科和研究生教育。

它以系统的方式讲解了模拟电路设计的基本概念、电路拓扑、噪声和功耗等重要问题。

除此之外，该书还涵盖了CMOS电流镜、MOS差动放大器、运算放大器、参考电路、振荡器和管子、电流源等关键知识，能够为学习者提供全面的理解和基础知识。

2.《模拟VLSI设计方法》（作者：Elad Alon）该书是一本关于CMOS模拟电路设计和VLSI系统设计的综合教材。

从电路原理到设备特性，以及电路优化和布局设计等内容均涵盖其中。

此外，书中还提供了大量的例子和习题，供读者进行实践和巩固知识。

该书的主题涵盖了大量的内容，既适合初学者入门，也适用于有一定基础的专业人士。

3.《模拟电子电路设计》（作者：Demassa T.C.，Ciccone R.J.）这本书是一本系统综合的CMOS模拟电路设计指南，适合大学本科和研究生教育。

它涵盖了从基础知识到高级应用的全面内容，包括放大器、频率响应、输出阶级以及噪声等主题。

此外，书中还提供了充足的例子和习题，帮助读者深入理解和掌握所学内容。

以上是我推荐的关于CMOS模拟集成电路设计的书籍。

它们都提供了较为全面和深入的知识，涵盖了从基础概念到专业应用的内容。

CMOS模拟集成电路设计并不是一项容易掌握的技能，需要系统的学习和实践。