可用于片上集成的绝对值电路
数字集成电路的分类
数字集成电路的分类数字集成电路有多种分类方法，以下是几种常用的分类方法。
1.按结构工艺分按结构工艺分类，数字集成电路可以分为厚膜集成电路、薄膜集成电路、混合集成电路、半导体集成电路四大类。
图如下所示。
世界上生产最多、使用最多的为半导体集成电路。
半导体数字集成电路（以下简称数字集成电路）主要分为TTL、CMOS、ECL三大类。
ECL、TTL为双极型集成电路，构成的基本元器件为双极型半导体器件，其主要特点是速度快、负载能力强，但功耗较大、集成度较低。
双极型集成电路主要有TTL(Transistor-Transistor Logic)电路、ECL(Emitter Coupled Logic)电路和I２L(Integrated Injection Logic)电路等类型。
其中TTL电路的性能价格比最佳，故应用最广泛。
ECL，即发射极耦合逻辑电路，也称电流开关型逻辑电路。
它是利用运放原理通过晶体管射极耦合实现的门电路。
在所有数字电路中，它工作速度最高，其平均延迟时间tpd可小至1ns。
这种门电路输出阻抗低，负载能力强。
它的主要缺点是抗干扰能力差，电路功耗大。
MOS电路为单极型集成电路，又称为MOS集成电路，它采用金属－氧化物半导体场效应管(Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor,缩写为MOSFET)制造，其主要特点是结构简单、制造方便、集成度高、功耗低，但速度较慢。
MOS集成电路又分为PMOS(P-channel Metal Oxide Semiconductor，P沟道金属氧化物半导体)、NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconductor，N沟道金属氧化物半导体)和CMOS(Complement Metal Oxide Semiconductor，复合互补金属氧化物半导体)等类型。
MOS电路中应用最广泛的为CMOS电路，CMOS数字电路中，应用最广泛的为4000、4500系列，它不但适用于通用逻辑电路的设计，而且综合性能也很好，它与TTL电路一起成为数字集成电路中两大主流产品。
cmos绝对值电路
cmos绝对值电路
CMOS（互补金属氧化物半导体）绝对值电路用于生成输入信号的绝对值。
这种电路通常通过将正负输入信号进行适当的放大和处理，以产生输出信号的绝对值。
以下是一个简单的CMOS绝对值电路的基本示意图：
Vdd
|
|
R
|
Vin ----|---- M1 ----- OUT
|
|
|
M2
|
|
Gnd
其中，Vin是输入信号，OUT是输出信号。
M1和M2是CMOS 传输门（传输门由PMOS和NMOS晶体管组成）。
R是连接M1的电
阻。
工作原理：
当Vin为正时，NMOS晶体管M1导通，PMOS晶体管M2截断。
电流通过R和M1，从而形成一个电压降，产生正的输出电压。
当Vin为负时，PMOS晶体管M2导通，NMOS晶体管M1截断。
电流同样通过R和M2，但是电压极性导致输出电压为正。
通过这种方式，该电路能够在输出端产生输入信号的绝对值。
需要注意的是，这只是一个简化的示意图，实际设计中需要更复杂的电路来确保稳定性、性能和适应不同输入幅度的要求。
此外，CMOS绝对值电路的精度和带宽通常取决于具体的应用需求。
MC34063稳压器件附送部分经典电路
都是来源于网络的治疗，整理整理，与大家分享学习，我想还是免费的好。
34063由于价格便宜，开关峰值电流达1.5A，电路简单且效率满足一般要求，所以得到广泛使用。
1. MC34063 DC/DC变换器控制电路简介：MC34063是一单片双极型线性集成电路，专用于直流-直流变换器控制部分。
片内包含有温度补偿带隙基准源、一个占空比周期控制振荡器、驱动器和大电流输出开关，能输出1.5A的开关电流。
它能使用最少的外接元件构成开关式升压变换器、降压式变换器和电源反向器。
特点：*能在3.0-40V的输入电压下工作*短路电流限制*低静态电流*输出开关电流可达1.5A（无外接三极管）*输出电压可调*工作振荡频率从100HZ到100KHZ2.MC34063引脚图及原理框图MC34063 电路原理振荡器通过恒流源对外接在CT 管脚(3 脚)上的定时电容不断地充电和放电以产生振荡波形。
充电和放电电流都是恒定的，振荡频率仅取决于外接定时电容的容量。
与门的C 输入端在振荡器对外充电时为高电平，D 输入端在比较器的输入电平低于阈值电平时为高电平。
当C 和D输入端都变成高电平时触发器被置为高电平，输出开关管导通;反之当振荡器在放电期间，C 输入端为低电平，触发器被复位，使得输出开关管处于关闭状态。
电流限制通过检测连接在VCC（即6脚）和7 脚之间采样电阻（Rsc）上的压降来完成，当检测到电阻上的电压降接近超过300 mV 时，电流限制电路开始工作，这时通过CT 管脚(3 脚) 对定时电容进行快速充电以减少充电时间和输出开关管的导通时间，结果是使得输出开关管的关闭时间延长。
线性稳压电源效率低，所以通常不适合于大电流或输入、输出电压相差大的情况。
开关电源的效率相对较高，而且效率不随输入电压的升高而降低，电源通常不需要大散热器，体积较小，因此在很多应用场合成为必然之选。
开关电源按转换方式可分为斩波型、变换器型和电荷泵式，按开关方式可分为软开关和硬开关。
51单片机超详细教程PPT(绝对值)
00
3区
外部
FFH 80H 7FH (低128B) 00H (高128B) 专用 寄存器 内部 RAM 0000H
1FH 18H 17H 10H 0FH 08H 07H 00H
2区
工作寄存器区
1区 0区
数据存储器
内部RAM存储器
RAM位寻址区位地址表
单元地址 MSB
2FH 2EH 2DH 2CH 2BH 2AH 29H 28H 27H 26H 25H 24H 23H 22H 21H 20H 7F 77 6F 67 5F 57 4F 47 3F 37 2F 27 1F 17 0F 07 7E 76 6E 66 5E 56 4E 46 3E 36 2E 26 1E 16 0E 06 7D 75 6D 65 5D 55 4D 45 3D 35 2D 25 1D 15 0D 05
门电路PPT
3.2.2 二极管与门
其输入输出及真值表如表 3.2.1和3.2.2所示
其输出Y和输入A、B是与的关系，
即
Y AB
表3.2.1
表3.2.2
A BY
A BY
0V 0V 0.7V 规定3V以上为“1” 0 0 0
0V 3V 0.7V
或门
与门
即Y=A+B，对偶式为YD＝
与非门
或非门
AB。正负逻辑的使用依个人 的习惯，但同一系统中采用
或非门
与非门
一种逻辑关系，本书采用
异或门
同或门
正逻辑
同或门
异或门
3.1 概述
3. 高低电平的实现
在数字电路中，输入输出
都是二值逻辑，其高低电平用
“0”和“1”表示。其高低电平
的获得是通过开关电路来实现，
兼容型（ FET ＋BJT ）
数字集成电路的基本逻辑单元是集成逻辑门，因 此本章先介绍CMOS和TTL数字集成逻辑门的结构、 工作原理
3.2 半导体二极管门电路
3.2.1半导体二极管的开关特性 1. 稳态开关特性 将图3.1.2中的开关用二极管代替，则可得到图 3.2.1所示的半导体二极管开关电路
符号如图3.3.1所示
D
D
BG
G
S
S
(a)标准符号
(b)简化符号
图3.3.1 增强型NMOS管的符号
3.3.1 MOS管的开关特性 NMOS共源极接法电路如图3.3.2（a）所示，输出特性 如(b)所示
图3.3.2 NMOS管共源极接法电路及其输出特性
3.3.1 MOS管(绝缘栅）的开关特性
《测控电路》分析题
与脉宽 B 成正比，也即与相位差 成正比。Uo 的下降沿来到时，发出锁存指令，将计数器
计的脉冲数 N 送入锁存器。延时片刻后将计数器清零。这样锁存器锁存的数 N 为在 Us 和
Uc 的一个周期内进入计数器的脉冲数，它反映 Us 和 Uc 的相位差 。 鉴相器的鉴相范围为 0-- ，它不能鉴别 Us 和 Uc 哪个相位超前。鉴相器要求 Us 和 Uc
3
28.图示电路是异或门鉴相电路？Us 和 Uc 为将调相信号与参考信号整形后形成占空比为 1：1 的方波信号，试述其工作原理，该鉴相电路存在那些问题。 答：将调相信号与参考信号整形后形成占空比为 1：1 的方波信号 Us 和 Uc，将它们送到异
或门 DG1，异或门输出 Uo 的脉宽 B 与 Us 和 Uc 的相位差 相对应。Uo 用作门控信号，只有
I R0
uo2 ui2 R2
ui1 uo1 R1
ui2 ui1 R0
；
uo1
(1
R1 R0
)ui1
R1 R0
ui2
；
uo2
(1
R R
2 0
)ui
2
R2 R0
ui1
；
uo2
uo1
(1
R1 R2 R0
)(u i 2
ui1 )
；
K d12
(u o 2 (u i 2
uo1 ) ui1 )
当U cm =U sm ，上二式分别可简化为U1m
2U cm
cos 2
U 2 m 2U cm sin 2
这种鉴相器的特性要比 Ucm>>Usm 时要好，因为正弦函数的自变量变化范围减小了一半。因 此，在用作鉴相器时，常取 Ucm=Usm。 25.为什么图 3-32 所示电路实现的是调频，而图 3-52 所示电路实现的是脉冲调宽，它们的关 键区别在哪里？
【2024版】电子技术基础-第4章
（ a）
（ b）
（ c）
非线性集成电路
3
（ d）
（ e）
（a）为圆壳式
（b）为双列直插式 （c）为扁平式 （d）为单列直插式 （e）为菱形式
（ a）
（ b）
（ c）
（ d）
（ e）
4
4.1 直接耦合放大电路
两级直接耦合放大电路如图4-1所示
图4 –1 两级直接耦合放大器电路
5
4.1.1 直接耦合放大器和组成及其零点漂移现 象
KCMR20lgAuddB Au c
15
4.2 集成运算放大电路概述
1．集成运放电路的组成及各部分的作用
集成运算放大器实质上是一种双端输入、单端输出，具有高 增益，高输入阻抗、低输出阻抗的多极直接耦合放大电路。
当给他施加不同的反馈网络时，就能实现模拟信号的多种数 学运算功能（如比例、求和、求差、积分、微分……），故被称 为集成运算放大电路，简称集成运放。
1．零点漂移现象 当输入电压为0时，由于温度等原因，输出电压uo≠0。 并且随温度的变化而变化。 输入信号为0，而输出信号不为0的现象称为零点漂移简称 零漂 ( zero drift )。
图４-２ 直接耦合放大电路的零点漂移
6
２.产生零点漂移的原因
产生零点漂移的原因很多，如温度的变化（包括环境温 度的变化及三级管工作时由于管耗引起的结温变化），电源 电压的波动以及电路元件以及电路元件参数的变化等，都会 引起放大电路的零点漂移。其中又以温度的变化使三级管参 数随之变化引起的漂移最为严重。当温度上升时，将引起 ICBO及β增大，Ube减小。从而使静态工作点Q上移，集电极电 流IC增加，产生零点漂移现象。
(3)输出信号的响应参数 在书的69页，不再列出。
集成电路的工作原理
集成电路的工作原理集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是由许多电子元件（如晶体管、电阻、电容等）以微型化的形式集成在一个芯片上的电子电路。
它是电子技术领域的重要成果，广泛应用于电子设备中，如计算机、手机、电视等。
集成电路的工作原理基本上可以用“半导体材料的PN结”的工作原理来解释。
PN结是指由P型半导体与N型半导体相接构成的结。
在PN结的两侧，由于P型半导体中的电子集中，形成带正电荷的区域，称为“P区”；而N型半导体中电子较多，形成带负电荷的区域，称为“N区”。
PN结两侧电荷的不平衡会形成电势差，使电子从N区向P区移动，空穴从P区向N区移动。
这种电子和空穴的移动形成了一个载流子的流动，即电流的产生。
在集成电路中，一般通过掺杂等工艺制造出P区和N区，形成PN结。
此外，还需要添加金属接触点，使外部电源可以接入，以控制电流的流动方向和大小。
这样，当外部电源加上正向电压时，即使PN结两侧电势差增大，使电子从N区向P区移动，空穴从P区向N区移动。
通过控制电源的电压，可以控制电流的大小。
集成电路的工作原理是依托于晶体管的工作原理，晶体管是能控制电流的一个重要电子元件。
晶体管可以根据输入信号的强弱来控制输出电流的大小。
在集成电路中，晶体管被大量应用，形成了各种不同的逻辑门，如与门、或门、非门等。
通过将许多逻辑门相互连接，可以构成更加复杂的电路，实现各种不同的功能。
集成电路的工作原理还包括数字信号和模拟信号的处理。
数字信号是用离散的数值来表示信息的信号，而模拟信号是用连续的数值来表示信息的信号。
集成电路可以将输入的模拟信号转换为数字信号，通过逻辑电路进行处理，再将数字信号转换为输出的模拟信号。
这样，可以实现各种复杂的信号处理功能。
总之，集成电路的工作原理是基于PN结和晶体管的工作原理。
通过控制电源的电压和控制信号的输入，实现了电子元件之间的相互作用，从而实现各种功能。
集成电路的微型化、高集成度、可靠性高等特点，使得它成为现代电子技术的基础和核心。
AD值
一、引言集成温度传感器实质上是一种半导体集成电路，它是利用晶体管的b-e结压降的不饱和值VBE与热力学温度T和通过发射极电流I的下述关系实现对温度的检测：式中，K—波尔兹常数； q—电子电荷绝对值。
集成温度传感器具有线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点，得到广泛应用。
集成温度传感器的输出形式分为电压输出和电流输出两种。
电压输出型的灵敏度一般为10mV/K，温度0℃时输出为0，温度25℃时输出2.982V。
电流输出型的灵敏度一般为1mA/K。
二、AD590简介AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。
它的主要特性如下：1、流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：mA/K式中：—流过器件（AD590）的电流，单位为mA；T—热力学温度，单位为K。
2、AD590的测温范围为-55℃～+150℃。
3、AD590的电源电压范围为4V～30V。
电源电压可在4V~6V范围变化，电流变化1mA，相当于温度变化1K。
AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。
4、输出电阻为710MW。
5、精度高。
AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55℃～+150℃范围内，非线性误差为±0.3℃。
三、AD590的应用电路1、基本应用电路图1（a）是AD590的封装形式，图1（b）是AD590用于测量热力学温度的基本应用电路。
因为流过AD590的电流与热力学温度成正比，当电阻R1和电位器R2的电阻之和为1kW 时，输出电压VO随温度的变化为1mV/K。
但由于AD590的增益有偏差，电阻也有误差，因此应对电路进行调整。
调整的方法为：把AD590放于冰水混合物中，调整电位器R2，使VO=273.2mV。
或在室温下(25℃)条件下调整电位器,使VO=273.2+25=298.2（mV）。
但这样调整只可保证在0℃或25℃附近有较高精度。
职业技能鉴定国家题库《维修电工》(700题)题库(附答案)
职业技能鉴定国家题库《维修电工》高级(700题）题库(附答案)一、单项选择题1、 一含源二端网路，测得开路电压为100V ，短路电流为10A ，当外接10Ω负载电阻时，负载电流为(b )A 。
A.10B.5C.20D.22、 共发射级放大电路中，当负载电阻增大时，其电压放大倍数的值将(c )。
A.不变 B.减小 C.增大 D.迅速下降3、 在多级放大电路的级间耦合中，低频电压放大电路主要采用(A )耦合方式。
A.阻容 B.直接 C.变压器 D.电感4、 多级放大器的总电压放大倍数等于各级放大电路电压放大倍数之(C )。
A.和 B.差 C.积 D.商5、 关于磁场的基本性质下列说法错误的是(d )。
A.磁场具有能的性质B.磁场具有力的性质C.磁场可以相互作用D.磁场也是由分子组成 6、 磁极周围存在着一种特殊物质，这种物质具有力和能的特性，该物质叫(b )。
A.磁性 B.磁场 C.磁力 D.磁体7、 如果一直线电流的方向由北向南，在它的上方放一个可以自由转动的小磁针，则小磁针的N 极偏向(A )。
A.西方B.东方C.南方D.北方 8、 把3块磁体从中间等分成6块可获得(D )个磁极。
A.6 B.8 C.10 D.129、 关于相对磁导率下面说法正确的是(b )。
A.有单位B.无单位C.单位是亨/米D.单位是特 10、 在磁路中与媒介质磁导率无关的物理量是(c )。
A.磁感应强度 B.磁通 C.磁场强度 D.磁阻11、 以下列材料分别组成相同规格的四个磁路，磁阻最大的材料是(c )。
A.铁 B.镍 C.黄铜 D.钴12、 在磁路中下列说法正确的是(c )。
A.有磁阻就一定有磁通B.有磁通就一定有磁通势C.有磁通势就一定有磁通D.磁导率越大磁阻越大13、 磁阻的单位是(b )。
A.亨/米B.1/亨C.米/亨D.亨14、 在铁磁物质组成的磁路中，磁阻是非线性的原因是(A )是非线性的。
A.磁导率 B.磁通 C.电流 D.磁场强度15、 在一个磁导率不变的磁路中，当磁通势为5安匝时，磁通为1韦；当磁通势为10安匝时，磁通为(c )韦。
交流电差分取绝对值芯片
交流电差分取绝对值芯片1.引言1.1 概述交流电差分取绝对值芯片是一种重要的电子元件，用于处理交流电信号。
随着电子技术的不断发展，交流电信号的处理变得越来越重要。
交流电信号通常是以正负变化的方式进行传输，因此在一些应用场合中，需要将交流电信号的幅值进行取绝对值的操作，从而得到一个单一的正数值。
交流电差分取绝对值芯片可以实现这一功能，它通过差分电路将输入的交流电信号进行分离，然后通过非线性元件将正负信号的绝对值转换为正数值。
这样，无论输入信号的正负变化如何，输出的信号都是一个正数值，方便后续的信号处理。
交流电差分取绝对值芯片具有很强的通用性，可以广泛应用于各种电子系统中。
例如，在音频处理中，可以使用交流电差分取绝对值芯片来处理音频信号，提取出音频信号的振幅信息。
在电力系统中，交流电差分取绝对值芯片可以用于电压检测、电流检测等方面。
此外，在仪器仪表、通信系统等领域也有广泛的应用。
本文将首先介绍交流电差分取绝对值芯片的理论基础，包括差分电路的原理和非线性元件的工作原理。
然后，将详细讲解交流电差分取绝对值芯片的设计原理，包括电路结构、工作模式等方面。
最后，通过总结和展望的方式对交流电差分取绝对值芯片进行评价和展望，为读者提供一个深入了解该芯片的视角。
通过本文的撰写，旨在使读者对交流电差分取绝对值芯片有一个清晰的认识，并能够理解其在电子系统中的应用和意义。
无论是对于电子工程师还是对于电子技术爱好者来说，本文都能够提供一定的参考和帮助。
因此，对于进一步推动交流电差分取绝对值芯片的发展和应用具有一定的实际意义。
文章结构部分的内容可以如下编写：1.2 文章结构本文主要分为以下几个部分：1. 引言：通过对交流电差分取绝对值芯片的概述，介绍其在电路设计中的重要性和应用场景。
2. 理论基础：详细阐述了交流电差分取绝对值芯片的相关理论知识，包括电流与电压的差分测量原理，差分运算放大器的基本原理等。
3. 设计原理：分析了交流电差分取绝对值芯片的设计原理和关键技术，包括信号处理电路的设计思路、电路拓扑结构的选择和参数的优化等。
运算放大器原理及应用
集成运算放大器将电路的元器件和连线制作在同一硅片上，制成了集成电路。
随着集成电路制造工艺的日益完善，目前已能将数以千万计的元器件集成在一片面积只有几十平方毫米的硅片上。
按照集成度（每一片硅片中所含元器件数）的高低，将集成电路分为小规模集成电路(简称SSI) ，中规模集成电路(简称MSI), 大规模集成电路(简称LSI)和超大规模集成电路(VLSI)。
运算放大器实质上是高增益的直接耦合放大电路，集成运算放大器是集成电路的一种，简称集成运放，它常用于各种模拟信号的运算，例如比例运算、微分运算、积分运算等，由于它的高性能、低价位，在模拟信号处理和发生电路中几乎完全取代了分立元件放大电路。
集成运放的应用是重点要掌握的内容，此外，本章也介绍集成运放的主要技术指标，性能特点与选择方法。
一、集成运算放大器简介1. 集成运放的结构与符号1. 结构集成运放一般由4部分组成，结构如图1所示。
图1 集成运放结构方框图其中：输入级常用双端输入的差动放大电路组成，一般要求输入电阻高，差摸放大倍数大，抑制共模信号的能力强，静态电流小，输入级的好坏直接影响运放的输入电阻、共模抑制比等参数。
中间级是一个高放大倍数的放大器，常用多级共发射极放大电路组成，该级的放大倍数可达数千乃数万倍。
输出级具有输出电压线性范围宽、输出电阻小的特点，常用互补对称输出电路。
偏置电路向各级提供静态工作点，一般采用电流源电路组成。
2. 特点：142○1 硅片上不能制作大容量电容，所以集成运放均采用直接耦合方式。
○2 运放中大量采用差动放大电路和恒流源电路，这些电路可以抑制漂移和稳定工作点。
○3 电路设计过程中注重电路的性能，而不在乎元件的多一个和少一个 ○4 用有源元件代替大阻值的电阻 ○5 常用符合复合晶体管代替单个晶体管，以使运放性能最好 3. 集成运放的符号从运放的结构可知，运放具有两个输入端v P 和v N 和一个输出端v O ，这两个输入端一个称为同相端，另一个称为反相端，这里同相和反相只是输入电压和输出电压之间的关系，若输入正电压从同相端输入，则输出端输出正的输出电压，若输入正电压从反相端输入，则输出端输出负的输出电压。
BL6513
当电流电压的相位差超过 90 度时，P 为负，表明反向用电。 三相计量芯片的主要功能是计量三相平均功率的和（绝对值和或代数和），并输出与功 率成正比的频率信号。 当采用代数相加时，三相功率和为：
PTOTAL = PA + PB + PC
如果三相中有一相为负时，其值会与其它为正项互相抵消。 当采用绝对值相加时，三相功率和为：
DGND VDD
REVP
IAP, IAN； IBP, IBN；
ICP, ICN AGND
REF
VN, VCP VBP, VAP ADDSEL
SCF CLKIN CLKOUT S0, S1
F1, F2
说明 高速校验脉冲输出脚，输出频率正比与平均有功功率的大小，可以 有多种工作模式选择。 内部数字电路接地点。 正电源（+5V），提供模拟和数字部分电源，正常工作时电源电压应 该保持在+4.75V~+5.25V 之间。 负向有功功率指示信号，在任何一相中，当电流通道和电压通道输 入信号的相位差大于 90°时，该脚输出高电平。 三相电流采样信号的正,负输入脚。最大差分输入电压为±500mV。
（VDD =5V，AGND=DGND=0V，使用片内基准电压源，CLKIN=3.58MHz，温度-40~+85°C）
参数 t1
t2 t3 t4
t5 t6
数值 160ms
t2 周期的一半 75ms
CLKIN/4
说明 F1 和 F2 的高电平脉宽，在低功率时，F1、F2 输出定脉宽，为 160ms。 当计量大功率时，F1（F2）输出周期小于 320ms 时，F1（F2）的脉宽 为 F1 和 F2 综合周期的一半。 F1、F2 输出低速脉冲周期，见 BL6513 计算公式 F1 上升沿到 F2 上升沿之间的时间 高速输出脉冲 CF 的高电平脉宽。计量小功率时，CF 定脉宽为 75ms； 计量大功率时，CF 输出周期小于 150ms 时，CF 的脉宽为周期的一半。 CF 输出高速脉冲频率，见 CF 与 F1、F2 之间关系及 BL6513 计算公式 F1、F2 之间的最小时间间隔
二.二阶RC有源滤波器的设计—— MultiSim仿真
湖南人文科技学院毕业设计二阶RC有源滤波器的设计报告滤波器是一种能够使有用频率信号通过，而同时抑制（或衰减）无用频率信号的电子电路或装置，在工程上常用它来进行信号处理、数据传送或抑制干扰等。
有源滤波器是由集成运放、R、C组成，其开环电压增益和输入阻抗都很高，输出阻抗又低，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用，但因受运算放大器频率限制，这种滤波器主要用于低频范围。
设计几种典型的二阶有源滤波电路：二阶有源低通滤波器、二阶有源高通滤波器、二阶有源带通滤波器，研究和设计其电路结构、传递函数，并对有关参数进行计算，再利用multisim 软件进行仿真，组装和调试各种有源滤波器，探究其幅频特性。
经过仿真和调试，本次设计的二阶RC有源滤波器各测量参数均与理论计算值相符，通频带的频率响应曲线平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零，衰减率可达到|-40Db/10oct|,滤波效果很理想。
1965年单片集成运算放大器的问世，为有源滤波器开辟了广阔的前景；70年代初期，有源滤波器发展引人注目，1978年单片RC有源滤波器问世，为滤波器集成迈进了可喜的一步。
由于运放的增益和相移均为频率的函数，这就限制了RC有源滤波器的频率范围，一般工作频率为20kHz左右，经过补偿后，工作频率也限制在100kHz以内。
1974年产生了更高频的RC有源滤波器，使工作频率可达GB/4（GB为运放增益与带宽之积）。
由于R的存在，给集成工艺造成困难，于是又出现了有源C滤波器：就是滤波器由C和运放组成。
这样容易集成，更重要的是提高了滤波器的精度，因为有源C滤波器的性能只取决于电容之比，与电容绝对值无关。
由RC有源滤波器为原型的各类变种有源滤波器去掉了电感器，体积小，Q值可达1000，克服了RLC无源滤波器体积大，Q值小的缺点。
但它仍有许多课题有待进一步研究：理想运放与实际特性的偏差的研究；由于有源滤波器混合集成工艺的不断改进，单片集成有待进一步研究；应用线性变换方法探索最少有源元件的滤波器需要继续探索；元件的绝对值容差的存在，影响滤波器精度和性能等问题仍未解决；由于R存在，集成占芯片面积大，电阻误差大（20%～30%），线性度差等缺点，使大规模集成仍然有困难。
集成运算放大器及其应用
集成运算放⼤器及其应⽤第5章集成运算放⼤器及其应⽤在半导体制造⼯艺的基础上，把整个电路中的元器件制作在⼀块硅基⽚上，构成具有特定功能的电⼦电路，称为集成电路。
集成电路具有体积⼩，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性⾼，性能好等优点，同时成本低，便于⼤规模⽣产，因此其发展速度极为惊⼈。
⽬前集成电路的应⽤⼏乎遍及所有产业的各种产品中。
在军事设备、⼯业设备、通信设备、计算机和家⽤电器等中都采⽤了集成电路。
集成电路按其功能来分，有数字集成电路和模拟集成电路。
模拟集成电路种类繁多，有运算放⼤器、宽频带放⼤器、功率放⼤器、模拟乘法器、模拟锁相环、模/数和数/模转换器、稳压电源和⾳像设备中常⽤的其他模拟集成电路等。
在模拟集成电路中，集成运算放⼤器（简称集成运放）是应⽤极为⼴泛的⼀种，也是其他各类模拟集成电路应⽤的基础，因此这⾥⾸先给予介绍。
5.1 集成电路与运算放⼤器简介5.1.1 集成运算放⼤器概述集成运放是模拟集成电路中应⽤最为⼴泛的⼀种，它实际上是⼀种⾼增益、⾼输⼊电阻和低输出电阻的多级直接耦合放⼤器。
之所以被称为运算放⼤器，是因为该器件最初主要⽤于模拟计算机中实现数值运算的缘故。
实际上，⽬前集成运放的应⽤早已远远超出了模拟运算的范围，但仍沿⽤了运算放⼤器（简称运放）的名称。
集成运放的发展⼗分迅速。
通⽤型产品经历了四代更替，各项技术指标不断改进。
同时，发展了适应特殊需要的各种专⽤型集成运放。
第⼀代集成运放以µA709（我国的FC3）为代表，特点是采⽤了微电流的恒流源、共模负反馈等电路，它的性能指标⽐⼀般的分⽴元件要提⾼。
主要缺点是内部缺乏过电流保护，输出短路容易损坏。
第⼆代集成运放以⼆⼗世纪六⼗年代的µA741型⾼增益运放为代表，它的特点是普遍采⽤了有源负载，因⽽在不增加放⼤级的情况下可获得很⾼的开环增益。
电路中还有过流保护措施。
但是输⼊失调参数和共模抑制⽐指标不理想。
第三代集成运放代以⼆⼗世纪七⼗年代的AD508为代表，其特点使输⼊级采⽤了“超β管”，且⼯作电流很低。
可用于片上集成的绝对值电路
可用于片上集成的绝对值电路
张齐;王超
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】2008(031)004
【摘要】系统中绝对值电路含悬浮二极管,阻碍了片上集成.为此,另辟蹊径用运放构成无二极管绝对值电路.PSpice仿真表明,运放OPA365构成的无二极管绝对值电路与理想电路输出电压的幅值误差较小,最大仅为0.7%;在零电平附近的幅值误差<12 mV,相位误差可略.因此,内部结构合理的轨到轨运放构成无二极管绝对值电路,其幅值误差可望<0.7%.其片上集成后,可用于笔者"AC-AC变换" 项目及电气测量.
【总页数】3页(P1144-1146)
【作者】张齐;王超
【作者单位】上海大学微电子研究与开发中心,上海,200072;上海大学微电子研究与开发中心,上海,200072
【正文语种】中文
【中图分类】TN402
【相关文献】
1.历史十年酬壮志开一片天地未来十载树雄心绘无限江山--在中国集成电路设计业发展十周年论坛上的讲话 [J], 王芹生
2.DC-DC转换器高集成度片上软启动电路 [J], 杨骁;李靖坤;徐锦里;陈国晏;娄付军;
李浩
3.一种用于集成电路的片上微调方法 [J], 李永红;兰家隆;黄顺康;张允超
4.适用集成电路的片上微电池问世 [J], ;
5.适用集成电路的片上3D微电池问世 [J],
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图1
经典的绝对值电路
作者研究的 AC AC 变换! 项目中, 需要用到绝 对值电路, 对闭环 PWM 调控的输出交流电压采样值
基金项目 : A C AC 升降压 SPA WM 电子功率变换器 ( A . 10 0109 06 027) 作者简介 : 张 齐 ( 1941 ) , 副 教授 , 上海大学微电子研究与开发中心 IC 测试室主任 ; 王 超 ( 1982 ) , 硕 士研究生 上海大学微电子研究与开发中心。
第4期
张
齐, 王
超: 可用于片上集成的绝对值电路 半波, 与精密全波整流功能相符。
1145
和正弦基准电压均实行精密全波整流, 再由两者整流 输出的差值来决定占空比的调节趋向和调节量。 为了使 AC AC 变换! 控制电路可采用 CM OS 工艺来实现高集成度的单片化 , 需将绝对值电路集 成到控制芯片上。但是 CM OS 工艺中二极管的一 端是衬底 , 而含二极管的绝对值电路中二极管两端 电位均与衬底浮动, 随信号改变而变。因此, 经典的 绝对值电路无法集成到 AC A C 变换! 的控制芯片 上; 唯一的办法是采用无二极管的绝对值电路 , 以此 来构成用于片上集成 的绝对值电路 [ 1] 。本文运 用 [ 7] PSpice 软件进行仿真 , 来验证无二极管的绝对值 电路实现精密全波整流功能的可行性, 并分析性能 的优劣。
第 31 卷 第 4 期 2008 年 8 月
电 子 器 件
Chinese Journal Of Electron Devices
Vol. 31 No. 4 Aug. 2008
Absolute Value Circuit Integrated on Chips*
ZH A N G Qi * , WA N G Chao
图 4 市售运放的 PSpice 仿真电路
从图 5 中可见, 二款市售运放构成的绝对值电 路输出电压幅值均存在比理想绝对值电路输出电压 幅值大的正误差。此误差正半周很小 , 负半周很大; 用 L M C6482A IN 误差较大, 用 OPA 365 误差较小。 用 L M C6482AIN 正 误 差 在 正、 负半周 分别有 6 mV 、 135 mV 即 + 0. 24% 、 + 5. 4% 左 右误 差。用 OPA365 正误差在正、 负半周分别有 1. 6 mV 、 17. 5
( 1) 通 过 上面 的仿 真分 析, 可见 市 售单 电源 CM OS 轨到轨( rail t o rail) 运算放大器能构成绝对 值电路 , 其性能优劣和所选用运放的性能是直接相 关的。 ( 2) 误差数据表明 , 采用市售零交越性能较好 的美国 T I( 德州仪器 ) 公司低噪声单电源 CM OS 轨 到轨( r ail t o rail) 运算放大器 OP A365, 构成的绝对 值电路输出电压最大幅值误差约为 + 0. 7% 左右误 差 ; 可以满足笔者 AC A C 变 换! 项目及电气测量 领域的精度要求。 ( 3) OPA365 内部结构对片上集成绝对值电路 的设计有很好的参考作用。作者今后的任务之一, 就是要设计零交 越性能不亚于 OPA365 的单电源 CM OS 轨到轨( rail t o rail) 运算放大器单元模块用 于可片上集成的绝对值电路。 参考文献:
可用于片上集成的绝对值电路*
张 齐 ,王
*ห้องสมุดไป่ตู้
超
( 上海大学微电子研究与 开发中心 , 上海 200072)
摘 要 : 系统中绝对值电路含悬浮二极管 , 阻碍了片上集成。为此, 另辟蹊径用运 放构成无二 极管绝对值 电路。PSpice 仿 真
表明 , 运放 O PA 365 构成的无二极管绝对值电路与理想电路输出电压的幅值误差较小 , 最大仅为 0. 7% ; 在零电 平附近的幅 值 误差 < 12 mV, 相位误差可略。因此 , 内部结 构合理的轨到轨运放构成 无二极管绝 对值电路 , 其幅 值误差 可望 < 0. 7% 。其 片 上集成后 , 可用于笔者 A C A C 变换! 项目及电气测量。
( Shan ghai U ni v er sit y El ect roni cs R & D Cent er , S hangh ai 200072, Chi na)
Abstract: In our syst em, t he abso lut e value circuit w it h diode w hose pins ar e f loat ed, it m akes t he circuit can t be int egrat ed o n chips. T o so lve t his problem, an alt ernat ive w ay is to adopt oper at ion amplifiers t o fo rm abso lut e v alue circuit w hich hav e no diodes. Pspice sim ulat ion show s , t he amplit ude erro r of t he cir cuit cont aining t he o peratio n amplif iers, OPA365, is very small, only 0. 7% com pared w it h t he ideal case; its amplit ude error around t he zero v olt ag e level is less t han 12 mV and t he phase erro r can be ig no red. Ac cording ly, the abso lut e cir cuit w it hout dio de w ill achieve less than 0. 7% amplit ude error w it h t he rail t o rail oper at ion amplifiers w hich have t he pro per st ruct ure. T he new circuit im plemented w it h on chip int e g rat io n is ex pect ed t o be applied in t he research of our pro ject: t ransf ormat ion o f AC ( A lternating Cur r ent ) A C! and in t he f ield of t he elect rical survey. Key words: micro elect ronics; be int egrat ed on chips; PSpice sim ulat ion; rail t o rail oper at ion amplifier EEACC: 2570
1146
电
子
器
件
第 31 卷
出电压 V out1 和 V out2 , 在零电平附近幅值和相位均失 真的波形。输出电压零电平处幅值亦为正误差, 用 L M C6482AIN 误 差 较 大 , 约 为 49 ~ 66 mV; 用 OPA365 误差较小 , 约为 11~ 12 mV 。相位误差均 很小, 用 LM C6482AIN 约为 - 0. 055~ + 0. 08 ms 即 - 0. 99#~ + 1. 44#; 用 OP A365 相位误差更小 , 约 为 - 0. 008~ + 0. 013 ms 即 - 0. 144#~ + 0. 23 #。
1
用于片上集成的绝对值电路原理
图 2 是无二极管的理想绝对值电路 , 其中, A1 、 A2 分别是 PSpice 软件 ABM 器件库的减法器 DIFF
图 2 无二极管的理想绝对值电路
和输出幅度受限止的增益元件 GL IMIT 构成的理想 的单电源运算放大器, 可以输出 0~ 5 V 电压、 电压增 益 80 dB, 输入、 输出电阻等其余性能参数均理想化。 电路工作原理如下: 输入电压 V in 正半周时, 运放 A 1 构成的跟随器输出 V half = V in ∀ R 5 / ( R 4 + R 5 ) = V in ∀ 1k/ ( 1k+ 1k) = V in / 2 运放 A 2 构成的减法器输出 V out = V half ∀ { 1+ [ R 2 / ( R 1 / / R 3 ) ] } - V in ∀ R 2 / R 1 = V in 即正半周时, 输出电压与输入的正电压幅值相 等, 并且是与其同相的正值。 输入电压 V in 负半周时 , 因单电源运放输不出负电压 , 故运放 A 1 构成 的跟随器输出 V half = 0 运放 A 2 构成的减法器输出 V out = 0- V in ∀ R 2 / R 1 = - V in 即负半周时, 输出电压与输入的负电压幅值相 等, 并且变为与其反相的正值。 所以 , 图 2 所示电路 V out = | V in | ; 是具有理想精 密全波整流功能的无二极管绝对值电路, 可用于片 上集成。 运用 P Spice 仿真( 瞬态分析 ) , 理想情况下无二 极管绝对值电路的电压 V in 、 V half 、 V out 波形见图 3 所 示; 其全波整流输出电压 V out 波形是不失真的正弦
关键词: 微电子学; 片上集成; 无二极管绝 对值电路; P Spice 仿真; 轨到轨运放 中图分类号: TN402 文献标识码 : A 文章编号 : 1005 9490( 2008) 04 1144 03
绝对值电路的功能是精密全波整流, 在电气测 量领域中广泛应用。通常是由半导体二极管来实行 整流的功能, 但二极管的非线性正向压降会产生误 差, 降低整流精度, 造成输出波形失真[ 5 6] ; 尤其在输 入电压低于二极管正向压降时 , 无整流后的输出信 号。经典的绝对值电 路是将二极管 D1 、 D2 、 D3 、 D4 置于运算放大器 A 1 、 A 2 的反馈环路内, 二者结合起 来构成电路, 可大大减小二极管非线性正向压降的 影响 , 获得趋近理想的精密全波整流功能, 实现高精 度的小信号整流。具体电路见图 1 所示。