数模混合信号电路设计_第一讲

1 数模混合课程设计 FM调频发射机设计 2

目 录 1课程整体安排 .......................................................... 1 1.1课程简介 ........................................................ 1 1.2课程的地位和作用 ................................................ 2 1.3目的和任务 ...................................................... 2 2设计的内容及要求 ...................................................... 4 2.1基本要求部分 .................................................... 4 2.2发挥部分 ........................................................ 4 2.3制作要求 ........................................................ 4 2.4时间安排 ........................................................ 5 2.5课堂纪律要求 .................................................... 5 2.6考核要求 ........................................................ 5 3方案的论证及比较 ...................................................... 6 3.1方案1 ........................................................... 6 3.2方案2 ........................................................... 6 3.3方案3 ........................................................... 7 3.4 方案的选择 ...................................................... 9 4系统总体设计 ......................................................... 10 4.1系统功能要求 ................................................... 10 4.2系统组成 ....................................................... 10 5系统硬件设计 ......................................................... 12 5.1电源电路部分 ................................................... 12 5.2数字电路部分 ................................................... 14 5.2.1单片机电路 ................................................ 14 5.2.2复位、晶振以及按键电路 .................................... 17 5.2.3 LED显示电路 .............................................. 18 5.3键盘电路 ....................................................... 19 5.3.1单片机键盘和键盘接口概述 ................................... 19 5.3.2单片机键盘接口和键功能的实现 ............................... 20 5.4调频调制发射电路 ............................................... 22 5.4.1调频调制电路的特点 ......................................... 22 5.4.2BH1415结构图 ............................................... 23 5.4.3调频调制电路的组成 ......................................... 24 5.5音频检测电路 ................................................... 28 6 FM调频发射器的软件设计 .............................................. 29 6.1 BH1415的控制方式 .............................................. 29 6.2键盘控制BH1415的发射频率值 .................................... 29 7电路原理图及PCB设计 ................................................. 32 7.1Altium Designer设计流程： ...................................... 32 7.1.1.原理图设计流程 ........................................... 32 7.1.2 PCB设计流程 .............................................. 32 7.2 PCB绘图要求： ................................................. 32 8仪器及组装要求 ....................................................... 34 3

数模混合电路设计中的模块化方法在数模混合电路设计中，模块化方法是一种常见且有效的设计技术。

通过将复杂的电路划分为几个独立的模块，分别设计和测试这些模块，最后将它们组合起来，可以降低整个系统设计的复杂度，提高设计效率，同时有利于模块的重用和维护。

首先，模块化方法可以帮助设计人员更好地理清整个系统的结构和功能。

将复杂的系统划分为若干个功能模块，每个模块实现一个特定的功能或者子系统，使得整个系统更易于理解和管理。

设计人员可以专注于每个模块的设计和调试，而不必被整个系统的复杂性所困扰。

同时，模块化方法还可以促进团队合作，不同成员可以分工合作，各自负责设计和测试不同的模块，最后整合成一个完整的系统。

其次，模块化方法有利于提高设计的可重用性。

设计人员可以将一个模块在不同的系统中重复使用，节约设计时间和成本。

同时，由于模块独立设计和测试，可以更容易地对模块进行修改和升级，而不必影响整个系统的设计。

这种可重用性还有助于未来系统的升级和维护，降低了系统的维护成本和风险。

另外，模块化方法可以提高设计的可测试性和可靠性。

每个模块都可以独立测试，便于发现和纠正错误，保证模块的正确功能。

在整合阶段，可以通过接口测试和整体测试验证各个模块的协作和兼容性，保证整个系统的稳定性和可靠性。

此外，如果某个模块出现故障或需升级，可以只修改相应的模块而不影响整个系统的运行。

在实际应用中，模块化方法需要设计人员事先对整个系统进行合理的结构分解和模块划分，设计良好的接口和通讯协议，避免模块之间的耦合过高。

同时，还需要统一的标准和设计规范，以确保各个模块的接口和功能一致性，降低整合过程中的风险。

总的来说，数模混合电路设计中的模块化方法是一种高效、灵活和可靠的设计技术。

通过模块化设计，设计人员可以降低整个系统设计的复杂度，提高设计效率和可维护性，同时有利于设计的可重用性和可测试性。

在实际应用中，合理运用模块化方法可以帮助设计人员更好地完成复杂电路系统的设计任务，提高设计质量和效率。

江苏经贸职业技术学院毕业设计（论文）题目：数字和模拟混合系统的设计201 5 年05 月10 日数字和模拟混合系统的设计摘要本文通过讨论数模混合电路系统的设计。

了解数模混合系统电路的现状，了解数模混合电路在实际应用中有哪些难点，知道模混合系统电路的缺陷，通过成功案例的分析，找到解决模混合系统电路的缺陷，使数模混合电路更加完善。

文章首先了解数模混合电路系统设计的特点，通过软件的分析，对数模混合电路的发展状况进行了解，对数模混合电路的干扰进行分析，如何解决这些问题进行探讨，以及遗留的问题进行分析，对数模混合电路的一些关键问题进行阐述。

以及数模混合电路的集成电路进行的数字、模拟模块的划分。

以便了解更多的关于数模混合电路的知识。

关键词现状难点缺陷解决方法The desig n of digital and an alog mixed systemAbstract This paper discusses the design of mixed circuit system. The status quo of mixed circuit knowledge, understand the mixed circuit and what are the difficulties in the practical applicati on, know the defect mode of hybrid system circuit, through the an alysis of successful cases, find a solution to the defect mode mixing circuit, the mixed circuit more perfect.Firstly, understand the characteristics of digital analog hybrid circuit design system, through the software analysis, to understand the development of mixed circuit, analyze the interferenee in mixed sig nal circuits, discusses how to solve these problems, and the rema ining problems are analyzed, some key problems of mixed circuit were described. Division and analog IC circuit, the digital simulation module. In order to understand more about the mixed circuit knowledge.Keywords Prese nt situatio nThe difficultyDefectSolutio n引言 (5)第一章数模混合电路的现状分析 (6)1.1 数模混合电路的现状 (6)1.2 数模混合电路问题的产生 (6)1.3 数模混合电路的现有解决方案 (6)第二章数模混合电路案例 (7)2.1 模拟电路部分. (7)2.2 数字电路部分. (7)2.3 数模混合时钟电路 (7)2.3.1 模拟电路原理图 (8)2.3.2 模拟电路仿真图 (8)2.3.3 数模混合时钟电路显示仿真图 (9)第三章数模混合电路的问题与分析 (10)3.1 数模混合电路的解决分割问题方案 (10)3.1.1 按电路功能分割接地面 (10)3.1.2 采用局部接地 (11)3.1.3 采用“统一地平面” (12)3.1.4 数字和模拟电源做为电源面分割 (13)3.2 数模混合电路缺陷解决方案不足 (13)3.3 解决方案实施重点 (13)3.4 数模混合电路未来的发展 (13)第四章数模混合电路噪音解决方案的的总结 (14)参考文献 (15)由于数字技术的飞速发展，数模混合系统在社会中得到广泛运用，特别在计算机技术等电子产品中的高速发展中普及，在现在通信、控制及检测领域中，信号的处理都是运用了模数混合技术。

硬件工程师必读攻略-如何通过仿真有效提高数一、数模混合设计的难点二、提高数模混合电路性能的关键三、仿真工具在数模混合设计中的应用四、小结五、混合信号PCB设计基础问答前言：数模混合电路的设计，一直是困扰硬件电路设计师提高性能的瓶颈。

众所周知，现实的世界做进一步的处理。

模拟信号和数字信号的转变是否实时、精确，是电路设计的重要指标。

除现实世界中众多干扰，噪声也是困扰数模电路性能的主要因素。

本文通过Ansoft公司的“AD-Mix Signal Noise Design Suites” 数模混合噪声仿真设计软件噪声干扰和优化设计的途径，以达到改善系统性能目的。

11、在高速设计中，如何解决信号的完整性问题？差分布线方式是如何实现的？对于只有一答：信号完整性基本上是阻抗匹配的问题。

而影响阻抗匹配的因素有信号源的架构和输出阻性，走线的拓朴(topology)架构等。

解决的方式是靠端接(termination)与调整走线的拓朴。

差分对的布线有两点要注意，一是差分阻抗决定)要一直保持不变，也就是要保持平行。

平行的方式有两种，一为两条线走在同(over-under)。

一般以前者side-by-side实现的方式较多。

要用差分布线一定是信号源和接的时钟信号是无法使用差分布线的。

12、一块PCB板中有多个数/模功能块时，常规做法是要将数/模地分开，并分别在一点相连互连接也大成问题。

但有人采用另外一种办法，即在确保数/模分开布局，且数/模信号走线相连到这个地平面上，这样做有何道理，请专家指教。

答：将数/模地分开的原因是因为数字电路在高低电位切换时会在电源和地产生噪声，噪声的且由数字区域电路所产生的噪声较大而模拟区域的电路又非常接近，则即使数模信号不交叉割的方式只能在模拟电路区域距产生大噪声的数字电路区域较远时使用。

另外，数模信号走路径(return current path)会尽量沿着走线的下方附近的地流回数字信号的源头，若数模信路区域内。

数模混合电路的PCB设计
高速PCB 设计中，数模混合电路的PCB 设计中的干扰问题一直是一个难题。

尤其模拟电路一般是信号的源头，能否正确接收和转换信号是PCB 设计要考虑的重要因素。

文章通过分析混合电路干扰产生的机理，结合设计实践，探讨了混合电路一般处理方法，并通过设计实例得到验证。

0 前言
印制电路板(PCB)是电子产品中电路元件和器件的支撑件，它提供电路元件和器件之间的电气连接。

现在有许多PCB 不再是单一功能电路，而是由数字电路和模拟电路混合构成的。

数据一般在模拟电路中采集和接收，而带宽、增益用软件实现控制则必须数字化，所以在一块板上经常同时存在数字电路和模拟电路，甚至共享相同的元件。

考虑到它们之间的相互干扰问题以及对电路性能的影响，电路的布局和布线必须要有一定的原则。

混合信号PCB 设计中对电源传输线的特殊要求以及隔离模拟和数字电路之间噪声耦合的要求，增加了设计时布局和布线的复杂度。

在此，通过分析高密度混合信号PCB 的布局和布线设计，来达到要求的PCB 设计目标。

1 数模混合电路干扰的产生机理
模拟信号与数字信号相比，对噪声的敏感程度要大得多，因为模拟电路的工作依赖连续变化的电流和电压，任何微小的干扰都能影响它的正常工作，而数字电路的工作依赖在接收端根据预先定义的电压电平或门限对高电平或低电平的检测，具有一定的抗干扰能力。

但在混合信号环境中，数字信号相对模拟信号而言是一种噪声源。

数字电路工作时，稳定的有效电压只有高低电平两种电压。

当数字逻辑输出由高电压变为低电压，该器件的接地管脚就会放电，产生开关电流，这就是电路的开关动作。

数字电路的速度越快，其开关时间一般也。

电子设计中的模拟混合信号设计在电子设计中，模拟混合信号设计是一项至关重要的工作。

模拟混合信号设计是将模拟和数字电路相结合，以满足复杂系统的需求。

在当今高科技领域中，模拟混合信号设计应用广泛，例如通信、医疗、汽车等领域。

本文将介绍模拟混合信号设计的基本概念、技术要点以及应用领域。

首先，模拟混合信号设计是指在电路设计中同时考虑模拟和数字信号处理。

模拟信号是连续变化的信号，而数字信号是以数字形式表示的信号。

模拟混合信号设计要求设计师具备深厚的模拟电路和数字电路知识，能够将两者结合起来，实现系统的高性能和可靠性。

在模拟混合信号设计中，需要考虑以下几个关键要点。

首先是模拟信号的采集和处理。

模拟信号的采集一般通过传感器或转换器获取，然后需要经过滤波、放大、滞环等处理，以保证信号质量和准确性。

其次是数字信号的处理和控制。

数字信号通常需要进行AD/DA转换、数字滤波、数据处理等步骤，以实现对信号的数字化处理和控制。

最后是模拟与数字电路的接口设计。

模拟和数字电路之间需要设计合适的接口电路，以确保信号的传输和转换达到预期效果。

模拟混合信号设计在实际应用中有着广泛的领域。

在通信领域，模拟混合信号设计可以用于射频调制解调、信号处理等方面，以实现高速和稳定的通信系统。

在医疗领域，模拟混合信号设计可以用于生物信号检测、医疗仪器控制等方面，帮助提高医疗诊断和治疗水平。

在汽车领域，模拟混合信号设计可以用于驾驶辅助系统、车载娱乐系统等方面，提升汽车性能和安全性。

总的来说，模拟混合信号设计是电子设计领域的重要部分，需要设计师具备深厚的电路设计知识和技能。

通过合理的模拟混合信号设计，可以实现系统的高性能和可靠性，满足不同领域的需求。

希望未来在电子设计领域的工程师们能够不断提升自己的技术水平，为社会科技发展做出更大的贡献。

混合信号电路设计及仿真一、引言混合信号电路作为数字和模拟两类信号的结合，设计复杂度高，涉及领域广泛，因此对于混合信号电路设计及仿真有着更高的要求和挑战。

在本文中，我们将会探讨混合信号电路及设计的关键技术以及相应的仿真分析方法。

二、混合信号电路的概念混合信号电路可以理解为将模拟和数字两种信号混合在一起的电路。

其中模拟信号指的是连续可变的电压/电流，数字信号指的是离散的0/1二进制信号。

混合信号电路利用数字电路的计算和控制能力，通过模拟电路实现其它各种功能，具有数字电路高可靠性、计算精度高和制造工艺的优点以及模拟电路的高保真度等优点。

三、混合信号电路的基本原理混合信号电路在设计中需要考虑各种信号波形的变化，对于模拟信号来说，需要考虑幅度、频率和相位等变化，对于数字信号来说，则需要考虑信号的时间特性和线性度。

混合信号电路的主要部分包括模拟电路和数字电路两部分。

其中，模拟电路包括运放电路、滤波电路、放大器等，数字电路则包括计数器、多路选择器、比较器等。

混合信号电路的设计中，需要考虑到电路的噪声、功耗和干扰等问题，比如在模拟电路中需要考虑信噪比，而在数字电路中需要考虑信号干扰问题。

四、混合信号电路的设计过程混合信号电路的设计过程中，需要注意以下几个方面：1.电路的功能：首先需要确定电路所需要实现的功能，并对其进行分析和优化。

2.电路原理图：接下来需要绘制电路原理图，其中需要包括各种模块和电路及其连接方式。

3.电路模型：根据电路原理图，建立相应的电路模型来进行仿真分析。

4.电路 PCB 布局：电路 PCB 的布局是电路设计中十分重要的一步，不仅需要考虑到电路连接方式，还需要考虑到电路 EMF 防护、功率分配等问题。

5.电路测试和调试：完成电路设计的最后一步是测试和调试。

测试过程中通常需要对电路进行综合分析和比较噪声效果等测试，以确定电路的优化方向，并对其进行调试。

五、混合信号电路的仿真分析混合信号电路仿真分析是评估和验证混合信号电路性能和功能的重要途径。

cadence数模混合课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解数模混合电路的基本概念，掌握Cadence软件中数模混合电路的设计流程；2. 掌握数模混合电路中模拟电路与数字电路的接口技术，了解其相互影响；3. 学会使用Cadence软件进行数模混合电路的仿真与优化。

技能目标：1. 能够运用Cadence软件设计简单的数模混合电路；2. 能够分析数模混合电路中可能出现的常见问题，并运用所学知识进行解决；3. 具备一定的电路调试与优化能力，提高实际工程应用中的问题解决能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对数模混合电路设计的兴趣，激发其创新意识；2. 增强学生团队协作意识，培养良好的沟通与协作能力；3. 强化质量意识，使学生认识到严谨的工程态度在电路设计中的重要性。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。

学生特点：高年级学生，已具备一定的电子电路基础知识，具有较强的学习能力和自主性。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，强调实际操作，以项目为导向，提高学生的实际工程能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，针对性地进行指导，确保课程目标的实现。

通过课程学习，使学生能够独立完成数模混合电路的设计与优化，为后续相关课程和实际工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 数模混合电路基本概念：包括模拟电路、数字电路特点，数模混合电路的定义及其在电子系统中的应用。

教材章节：第二章 数模混合电路基础2. Cadence软件操作：介绍Cadence软件的基本操作，原理图绘制，电路仿真等。

教材章节：第三章 Cadence软件操作3. 数模混合电路设计流程：讲解从电路设计、原理图绘制、仿真测试到PCB 设计的完整流程。

教材章节：第四章 数模混合电路设计流程4. 接口技术：分析模拟电路与数字电路之间的接口技术，包括信号转换、阻抗匹配等。

教材章节：第五章 接口技术5. 电路仿真与优化：介绍仿真方法，参数设置，优化策略等，提高电路性能。