最新射频电路设计原理与应用

射频电路设计原理与

应用

【连载】射频电路设计——原理与应用

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随着通信技术的发展，通信设备所用频率日益提高，射频（RF）和微波（MW）电路在通信系统中广泛应用，高频电路设计领域得到了工业界的特别关注，新型半导体器件更使得高速数字系统和高频模拟系统不断扩张。微波射频识别系统（RFID）的载波频率在915MHz和2450MHz频率范围内；全球定位系统（GPS）载波频率在1227.60MHz和1575.42MHz的频率范围内；个人通信系统中的射频电路工作在1.9GHz，并且可以集成于体积日益变小的个人通信终端上；在C波段卫星广播通信系统中包括4GHz的上行通信链路和6GHz的下行通信链路。通常这些电路的工作频率都在1GHz以上，并且随着通信技术的发展，这种趋势会继续下去。但是，处理这种频率很高的电路，不仅需要特别的设备和装置，而且需要直流和低频电路中没有用到的理论知识和实际经验。

下面的内容主要是结合我从事射频电路设计方向研究4年来的体会，讲述在射频电路设计中必须具备的基础理论知识，以及我个人在研究和工作中累积的一些实际经验。

作者介绍

ChrisHao，北京航空航天大学电子信息工程学院学士、博士生；研究方向为通信系统中的射频电路设计；负责或参与的项目包括：主动式射频识别系统设计、雷达信号模拟器射频前端电路设计、集成运算放大器芯片设计，兼容型GNSS接收机射频前端设计，等。

第1章射频电路概述

本章首先给出了明确的频谱分段以及各段频谱的特点，接着通过一个典型射频电路系统以及其中的单元举例说明了射频通信系统的主要特点。

第1节频谱及其应用

第2节射频电路概述

第2章射频电路理论基础

本章将介绍电容、电阻和电感的高频特性，它们在高频电路中大量使用，主要用于：（1）阻抗匹配或转换（2）抵消寄生元件的影响（扩展带宽）（3）提高频率选择性（谐振、滤波、调谐）（4）移相网络、负载等

第1节品质因数

第2节无源器件特性

第3章传输线

工作频率的提高意味着波长的减小，当频率提高到UHF时，相应的波长范围为10-100cm，当频率继续提高时，波长将与电路元件的尺寸相当，电压和电流不再保持空间不变，必须用波的特性来分析它们。

第1节传输线的基本参数

第2节终端带负载的传输线分析 (1)

第3节终端带负载的传输线分析 (2)

第4章史密斯圆图

为了简化反射系数的计算，P.H.Smith开发了以保角映射原理为基础的图解方法。这种近似方法的优点是有可能在同一个图中简单直观的显示传输线阻抗以及反射系数。本小节将对史密斯圆图进行系统的介绍。第1节史密斯圆图

第5章二端口网络

为了有效的减少无源、有源器件的个数，避开电路的复杂性和非线性效应，简化电路输入、输出特性关系，可以用网络模型来代替基本电路。

第1节二端口网络模型

第2节二端口网络的串联、并联与级联

第3节二端口网络的散射参量

第6章功率、增益、噪声、和非线性

增益、噪声和非线性是描述射频电路最常用的指标。在射频和微波系统中，由于反射的普遍存在和理想的短路、开路难以获得，低频电路中常用的电压和电流参数的测量变得十分困难，因此，功率的测量得到了广泛的应用。

第1节功率和增益

第2节噪声和噪声系数

第3节电路的非线性

第7章射频滤波器

滤波器是一种选择装置，它对输入信号进行加工和处理，从中选出某些特定的信号作为输出。电滤波器的任务是对输入信号进行选频加权传输。

第1节引言

第2节滤波器基本原理与分类

第3节滤波器的设计方法

第4节集成滤波器产品

第8章功率衰减器、分配器和方向耦合器

本章将分三节介绍三种在射频电路中常用的电路模块：功率衰减器、功率分配器和方向耦合器。

第1节功率衰减器

第2节功率分配器

第3节方向耦合器

第1章射频电路概述

第2章

第3章本章首先给出了明确的频谱分段以及各段频谱的特点，接着通过一个典型射频电路系统以及其中的单元举例说明了射频通信系统的主要特点。

第4章第1节频谱及其应用

第5章由于很多领域的应用中需要系统工作于一定的频率范围之内，因此需要对频率进行分段。近年来对于频谱的分段已经进行了几次，其中对常用的是电气和电子工程师协会（IEEE）建立的，如表1.1所示。

第6章表中可以看出VHF/UHF波段是典型的电视设备工作频段，在这两个波段波长达到了与电子系统的实际尺寸相当的水平，因此，从这个频段开始必须在有关电子线路中考虑

电流和电压信号的波的性质。这里定义频率高于它的所有频段为射频频段，工作射频频段的电路称为射频电路。

第7章

第8章射频频段频段的主要应用领域有：

第9章

第10章1. 卫星通信与卫星电视广播

第11章

第12章 * 双边带广播系统（DBS-Direct Broadcast System）

第13章 * C波段：4/6GHz，下行4 GHz，上行6 GHz

第14章 * Ku波段：12/15GHz，下行12GHz，上行15GHz

第15章 * 卫星间通信：36GHz

第16章

第17章2. 微波中继通信

第18章

第19章 * 干线微波：2.1GHz，8GHz，11GHz

第20章 * 支线微波：6GHz，8GHz，11GHz，36GH

第21章 * 农村多址(一点多址)：1.5GHz，2.4GHz，2.6GHz

第22章

第23章3. 雷达、气象、测距、定位

第24章

第25章 * 雷达远程警戒：P， L， S，C

第26章 * 精确制导：X,，Ka

第27章 * 气象：1.7 GHz，0.1375GHz

第28章 * 汽车防撞、自动记费：36 GHz，60GHz

第29章 * 防盗：9.4 GHz

第30章 * 全球定位：1227.60MHz和1575.42MHz

第31章

第32章4. 射电天文：36GHz, 94GHz, 125GHz

第33章

第34章 5. 计算机无线网：2.5 GHz, 5.8 GHz, 36GHz

第2节射频电路概述

射频电路最主要的应用领域就是无线通信，图1.1为一个典型的无线通信系统的框图，下面以这个系统为例分析射频电路在整个无线通信系统中的作用。

图1.1 典型射频系统方框图

这是一个无线通信收发机（tranceiver）的系统模型，它包含了发射机电路、接收机电路以及通信天线。这个收发机可以应用于个人通信和无线局域网络中。在这个系统中，数字处理部分主要是对数字信号进行处理，包括采样、压缩、编码等；然后通过A/D转换器转换器变成模拟形式进入模拟信号电路单元。

模拟信号电路分为两部分：发射部分和接收部分。发射部分的主要作用是：数- 模转换输出的低频模拟信号与本地振荡器提供的高频载波经过混频器上变频成射频调制信号，射频信号经过天线辐射到空间中去。接收部分的主要作用是：空间辐射信号经过天线耦合到接收电路中去，接收到的微弱信号经过低噪声放大器被放大后与本地振荡信号经过混频器下变频为包含中频信号分量的信号。滤波器的作用就是将有用的中频信号滤出来后输入模-数转换器转换成数字信号，然后进入数字处理部分处理。

下面，将针对图1.1 方框图中的低噪声放大器（LNA）讨论一般射频电路的组成和特点。图1.2以TriQuint公司的TGA4506-SM为例，给出了这个放大器的电路板图，注意到输入信号是通过一个经过匹配滤波网络输入放大模块。放大模块一般采用晶体管的共射极结构，其输入阻抗必须与位于低噪声放大器前面的滤波器的输出阻抗相匹配，从而保证最佳传输功率和最小反射系数，对于射频电路设计来说，这种匹配是必须的。此外，低噪声放大器的输出阻抗必须与其后端的混频器输入阻抗相匹配，同样能保证放大器输出的信号能完全、无反射的输入到混频器中去。这些匹配网络是由微带线组成，在有些时候也可能由独立的无源器件组成，但是它们在高频情况下的电特性与在低频的情况下完全不同。图上还可以看出微带线实际上是一定长度和宽度的敷铜带，与微带线连接的是片状电阻、电容和电感。

图1.2 TGA4506-SM电路版图

图1.3 用于个人通信终端的低噪声放大器电路板图

了解、分析、设计和最终制造这种射频电路，需要很多关于射频电路设计的知识和关键课题。在后面的章节中，将分别对这些知识进行介绍。

第2章射频电路理论基础

本章将介绍电容、电阻和电感的高频特性，它们在高频电路中大量使用，主要用于：（1）阻抗匹配或转换（2）抵消寄生元件的影响（扩展带宽）（3）提高频率选择性（谐振、滤波、调谐）（4）移相网

络、负载等

第1节品质因数

无源元件一个很重要的参数就是品质因数（Quality Factor，Q值），品质因数的定义见式(1.1)，它表示元件或电路在某个频率所存储的能量与所消耗的能量的比值。

下面以RL并联回路为例，计算电路的品质因数。假设有激励电压为

则电感中的电流为

电感中储存的能量以及最大值分别为

电路中每个周期消耗的能量为

将式（1.5）和式（1.6）代入式（1.1）中，可以得到回路的品质因数为

有了品质因数的概念，可以更方便的分析无源元件在高频情况下的特性。

第2节无源器件特性

1.高频电阻

低频电子学中最普通的电路元件就是电阻，它的作用是通过将一些电能装化成热能来达到电压降低的目的。电阻的高频等效电路如图所示，其中两个电感L模拟电阻两端的引线的寄生电感，同时还必须根据实际引线的结构考虑电容效应；用电容C模拟电荷分离效应。

电阻等效电路表示法

根据电阻的等效电路图，可以方便的计算出整个电阻的阻抗：

下图描绘了电阻的阻抗绝对值与频率的关系，正像看到的那样，低频时电阻的阻抗是R，然而当频率升高并超过一定值时，寄生电容的影响成为主要的，它引起电阻阻抗的下

ADS2009射频电路仿真实验实验报告

低通滤波器的设计与仿真报告一、实验目的（1）熟悉ADS2009的使用及操作；（2）运用此软件设计一低通录波器，通过改变C2.L1的值，使低通录波器达到预定的要求（dB值以大于—3.0以上为宜）；（3）画出输出仿真曲线并标明截止频率的位置与大小。二、低通滤波器简介（1）定义：让某一频率以下的信号分量通过，而对该频率以上的信号分量大大抑制的电容、电感与电阻等器件的组合装置。低通滤波器是容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置。（2）特点与用途特点：低损耗高抑制；分割点准确；双铜管保护；频蔽好，防水功能强。用途：产品用途广泛，使用于很多通讯系统，如 CATV EOC 等系统。并能有效的除掉通频带以外的信号和多余的频段、频率的干扰。低通滤波器在信号处理中的作用等同于其它领域如金融领域中移动平均数所起的作用；低通滤波器有很多种，其中，最通用的就是巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器。三、设计步骤 1，建立新项目（1）在界面主窗口执行菜单命令【File】/【New Project...】，创建

新项目。在选择保存路径时，在“Name”栏中输入项目的名称“lab1”；（2）单击按钮“确认”，出现电路原理图设计及仿真向导对话框，按照要求进行选择选项。 2，建立一个低通录波器设计（1）在主界面窗口，单击“New Schematic Window”图标，弹出原理图设计窗口；（2）单击“保存”图标，保存原理图，命名为“lpf1”；（3）在元件模型列表窗口中选择“Lumped-Components”集总参数元件类；（4）在左侧面板中选择电容图标，将其放置到电路图设计窗口中，并进行旋转；（5）用类似的方法将电感放置到电路图设计窗口中，并利用接地图标，把电容器的一端接地，将各个器件连接起来；（6）在元件库列表窗口选择“Simulation-S-Param”项，在该面板中选择S-parameter模拟控制器和端口Term，将其放到原理图中。双击电容“C2”并修改其参数。低通滤波器原理图如下图1所示： 3，电路仿真 1）设置S参数控件参数（1）双击S参数控件，打开参数设置窗口，将“Step-size”设置为0.5GHz；（2）选中【Display】选项卡，在此列出了所有可以显示在原理

射频实验报告一

电子科技大学通信射频电路实验报告学生姓名：学号：指导教师：

实验一选频回路一、实验内容： 1.测试发放的滤波器实验板的通带。记录在不同频率的输入下输出信号的幅度，并绘出幅频响应曲线。 2.设计带宽为5MHz，中心频率为39MHz，特征阻抗为50欧姆的5阶带通滤波器。 3.在ADS软件上对设计出的带通滤波器进行仿真。二、实验结果： (一)低通滤波器数据记录及幅频响应曲线频率 1.0k 500k 1M 1.5M 2.0M 2.5M 3.0M 3.5M 4..0M 4.5M 5.0M /Hz Vpp/mv 1000 1010 1020 1020 1020 1050 952 890 832 776 736 频率/Hz 5.5M 6.0M 6.2M 6.4M 6.6M 6.8M 7.0M 7.2M 7.4M 7.6M 7.8M Vpp/mv 704 672 656 640 624 592 568 544 512 480 448 频率/Hz 8.0M 8.2M 8.4M 8.6M 8.8M 9.0M 9.2M 9.4M 9.6M 9.8M 10.0M Vpp/mv 416 400 368 376 320 288 272 256 224 208 192

(二)带通滤波器数据记录及幅频响应曲线频率 /MHz 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 Vpp/mv 0.4 0.8 0.4 0.6 0.8 0.6 0.8 0.8 1.4 1.1 6.0 4.0 23. 8 频率 /MHz 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 8.2 8.4 8.6 8.8 9.0 9.2 9.4 Vpp/mv 79. 2 72. 8 66. 4 69. 6 77. 6 90. 4 108. 8 137. 6 183. 2 260 364 442 440 频率/MHz 9.6 9.8 10. 10. 2 10. 4 10. 6 10.8 11.0 11.2 11. 4 11. 6 11. 8 12. Vpp/mv 440 403 378 378 406 468 468 548 548 484 412 356 324 频率/MHz 12. 2 12. 4 12. 6 12. 8 13. 13. 2 13.4 13.6 13.8 14.

RF射频电路设计

RF电路的PCB设计技巧如今PCB的技术主要按电子产品的特性及要求而改变，在近年来电子产品日趋多功能、精巧并符合环保条例。故此，PCB的精密度日高，其软硬板结合应用也将增加。 PCB是信息产业的基础，从计算机、便携式电子设备等，几乎所有的电子电器产品中都有电路板的存在。随着通信技术的发展，手持无线射频电路技术运用越来越广，这些设备(如手机、无线PDA等)的一个最大特点是：第一、几乎囊括了便携式的所有子系统；第二、小型化，而小型化意味着元器件的密度很大，这使得元器件（包括SMD、SMC、裸片等）的相互干扰十分突出。因此，要设计一个完美的射频电路与音频电路的PCB，以防止并抑制电磁干扰从而提高电磁兼容性就成为一个非常重要的课题。因为同一电路，不同的PCB设计结构，其性能指标会相差很大。尤其是当今手持式产品的音频功能在持续增加，必须给予音频电路PCB布局更加关注.据此本文对手持式产品RF电路与音频电路的PCB的巧妙设计（即包括元件布局、元件布置、布线与接地等技巧）作分析说明。 1、元件布局先述布局总原则：元器件应尽可能同一方向排列，通过选择PCB进入熔锡系统的方向来减少甚至避免焊接不良的现象；由实践所知，元器件间最少要有 0.5mm的间距才能满足元器件的熔锡要求，若PCB板的空间允许，元器件的间距应尽可能宽。对于双面板一般应设计一面为SMD及SMC元件，另一面则为分立元件。 1.1 把PCB划分成数字区和模拟区任何PCB设计的第一步当然是选择每个元件的PCB摆放位。我们把这一步称为“布板考虑“。仔细的元件布局可以减少信号互连、地线分割、噪音耦合以及占用电路板的面积。电磁兼容性要求每个电路模块PCB设计时尽量不产生电磁辐射，并且具有一定的抗电磁干扰能力，因此，元器件的布局还直接影响到电路本身的干扰及抗干扰能力，这也直接关系到所设计电路的性能。

彩灯控制器电路设计报告

西安科技大学高新学院毕业设计（论文）题目彩灯控制器电路设计院（系、部) 机电信息学院专业及班级电专1202班姓名张森指导教师田晓萍日期 2015年5月28日

摘要随着微电子技术的发展，人民的生活水平不断提高，人们对周围环境的美化和照明已不仅限于单调的白炽灯，彩灯已成为时尚的潮流。彩灯控制器的实用价值在日常生产实践，日常生活中的作用也日益突出。基于各种器件的彩灯也都出现，单片机因其价格低廉、使用方便、控制简单而成为控制彩灯的主要器件。目前市场上更多用全硬件电路实现，电路结构复杂，结构单一，一旦制成成品就只能按固定模式，不能根据不同场合，不同时段调节亮度时间，模式和闪烁频率等动态参数，而且一些电路存在芯片过多，电路复杂，功率损耗大，亮灯样式单调缺乏可操作性等缺点，设计一种新型彩灯已迫不及待。近年来，彩灯对于美化、亮化城市有着不可轻视的重要作用。因此作为城市装饰的彩灯需求量越来越大，对于彩灯的技术和花样也越来越高。目前市场上各种式样的LED彩灯多半是采用全硬件电路实现，存在电路结构复杂、功能单一等局限性，因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。关键词：LED彩灯；STC-89C52单片机；彩灯控制器。

目录 1前言 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计要求 (1) 1.3总体方案设计与选择的论证 (2) 2节日彩灯控制器的设计 (4) 2.1核心芯片及主要元件功能介绍 (4) 2.1.1 AT89S52芯片 (4) 表1 (5) 2.1.2 74HC377芯片 (5) 2.1.3 74HC138芯片 (6) 2.2硬件设计 (7) 2.2.1直流电源电路 (7) 2.2.2按键电路 (8) 2.2.3时钟复位电路 (8) 2.2.4 LED显示电路 (9) 2.2.5硬件调试 (9) 2.3软件设计 (10) 3 总结 (15) 3.1实验方案设计的可行性、有效性 (15) 3.2设计内容的实用性 (15) 3.3心得 (16) 附录 (16) 参考文献 (18) 致谢 (19)

射频电路PCB的设计技巧

射频电路PCB的设计技巧摘要：针对多层线路板中射频电路板的布局和布线，根据本人在射频电路PCB设计中的经验积累，总结了一些布局布线的设计技巧。并就这些技巧向行业里的同行和前辈咨询，同时查阅相关资料，得到认可，是该行业里的普遍做法。多次在射频电路的PCB设计中采用这些技巧，在后期PCB的硬件调试中得到证实，对减少射频电路中的干扰有很不错的效果，是较优的方案。关键词：射频电路；PCB；布局；布线由于射频(RF)电路为分布参数电路，在电路的实际工作中容易产生趋肤效应和耦合效应，所以在实际的PCB设计中，会发现电路中的干扰辐射难以控制，如：数字电路和模拟电路之间相互干扰、供电电源的噪声干扰、地线不合理带来的干扰等问题。正因为如此，如何在PCB的设计过程中，权衡利弊寻求一个合适的折中点，尽可能地减少这些干扰，甚至能够避免部分电路的干涉，是射频电路PCB设计成败的关键。文中从PCB的LAYOUT角度，提供了一些处理的技巧，对提高射频电路的抗干扰能力有较大的用处。 1 RF布局这里讨论的主要是多层板的元器件位置布局。元器件位置布局的关键是固定位于RF路径上的元器件，通过调整其方向，使RF路径的长度最小，并使输入远离输出，尽可能远地分离高功率电路和低功率电路，敏感的模拟信号远离高速数字信号和RF信号。在布局中常采用以下一些技巧。 1．1 一字形布局 RF主信号的元器件尽可能采用一字形布局，如图1所示。但是由于PCB板和腔体空间的限制，很多时候不能布成一字形，这时候可采用L形，最好不要采用U字形布局(如图2所示)，有时候实在避免不了的情况下，尽可能拉大输入和输出之间的距离，至少1．5 cm 以上。

RLC串联谐振电路(Multisim仿真实训)

新疆大学实习（实训）报告实习（实训）名称: __________ 电工电子实习（EDA __________ 学院: __________________ 专业班级_________________________________ 指导教师______________________ 报告人____________________________ 学号 ______ 时间：实习主要内容： 1. 运用Multisim仿真软件自行设计一个RLC串联电路，并自选合适的参数。 2. 用调节频率法测量RLC串联谐振电路的谐振频率f 0 ，观测谐振现象。 3. 用波特图示仪观察幅频特性。 4?得出结论并思考本次实验的收获与体会。主要收获体会与存在的问题: 本次实验用Multisim 仿真软件对RLC串联谐振电路进行分析，设计出了准确的电路模型，也仿真出了正确的结果。通过本次实验加深了自己对RLC振荡电路的理解与应用，更学习熟悉了Multisim 仿真软件，达到了实验的目

的。存在的问题主要表现在一些测量仪器不熟悉，连接时会出现一些错误，但最终都实验成功了。指导教师意见: 指导教师签字：年月日备注: 绪论 Multisim仿真软件的简要介绍 Multisim是In terctive Image Tech no logies公司推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的软件，目前在电路分析、仿真与设计等应用中较为广泛。该软件以图形界面为主，采用菜单栏、工具栏和热键相结合的方式，具有一般Windows 应用软件的界面风格，用户可以根据自己的习惯和熟练程度自如使用。尤其是多种可放置到设计电路中的虚拟仪表，使电路的仿真分析操作更符合工程技术人员的工作习惯。下面主要针对Multisim11.0软件中基本的仿真与分析方法做简单介绍。 EDA就是“ Electronic Design Automation ”的缩写技术已经在电子设计领域得到广泛应用。发达国家目前已经基本上不存在电子产品的手工设计。一台电子产品的设计过程，从概念的确立，到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建及仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资料等等全部在计算机上完成。EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。功能： 1. 直观的图形界面整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的；

射频电路的设计原理及应用

射频电路的设计原理及应用普通手机射频电路由接收通路、发射通路、本振电路三大电路组成。其主要负责接收信号解调；发射信息调制。早期手机通过超外差变频（手机有一级、二级混频和一本、二本振电路），后才解调出接收基带信息；新型手机则直接解调出接收基带信息（零中频）。更有些手机则把频合、接收压控振荡器（RX—VCO）也都集成在中频内部。射频电路方框图一、接收电路的结构和工作原理接收时，天线把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号经滤波，高频放大后，送入中频内进行解调，得到接收基带信息（RXI-P、RXI-N、RXQ-P、RXQ-N）；送到逻辑音频电路进一步处理。 1、该电路掌握重点（1）、接收电路结构。（2）、各元件的功能与作用。（3）、接收信号流程。 2、电路分析（1）、电路结构。接收电路由天线、天线开关、滤波器、高放管（低噪声放大器）、中频集成块（接收解调器）等电路组成。早期手机有一级、二级混频电路，其目的把接收频率降低后再解调(如下图)。接收电路方框图

（2）、各元件的功能与作用。 1)、手机天线：结构：（如下图）由手机天线分外置和内置天线两种；由天线座、螺线管、塑料封套组成。作用： a)、接收时把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号。 b)、发射时把功放放大后的交流电流转化为电磁波信号。 2)、天线开关：结构：(如下图)手机天线开关（合路器、双工滤波器）由四个电子开关构成。图一、图二作用：其主要作用有两个： a）、完成接收和发射切换； b）、完成900M/1800M信号接收切换。逻辑电路根据手机工作状态分别送出控制信号（GSM-RX-EN；DCS- RX-EN；GSM-TX-EN；DCS- TX-EN），令各自通路导通，使接收和发射信号各走其道，互不干扰。由于手机工作时接收和发射不能同时在一个时隙工作（即接收时不发射，发射时不接收）。因此后期新型手机把接收通路的两开关去掉，只留两个发射转换开关；接收切换任务交由高放管完成。 3）、滤波器：结构：手机中有高频滤波器、中频滤波器。作用：其主要作用：滤除其他无用信号，得到纯正接收信号。后期新型手机都为零中频手机；因此，手机中再没有中频滤波器。 4）、高放管（高频放大管、低噪声放大器）：结构：手机中高放管有两个：900M高放管、1800M高放管。都是三极管共发射极放大电路；后期新型手机把高放管集成在中频内部。

射频电路设计公式

射频电路设计对特性阻抗Z的经验公式做公式化处理，参见P61 波阻抗公式： E H =Z= μ/ε=377Ω? 相速公式： v=ω β = 1 εμ 电抗公式： Xc= 1 Xl=ωL 直流电阻公式： R= l σS = l πa2σ 高频电阻公式： R′=a R 高频电感公式： L=R′ω 趋肤厚度公式： δ= 1πfμσ 铜线电感实用公式： L′=R a πfμσ= 2l 2 ? 1 πδμσ= 2l μ0/πσf= 1.54 f uH 高频电容公式： C=εA d 高频电导率： G=σA = ωεA = ωC 电容引线电感经验公式： L′=Rd?a πfμ.σ= 2lμ. = 771 f nH

电容引线串联电阻公式： R′=R?a 2δ = 2l 2πaσ πfμ.σ= l a μ.f πσ =4.8 fμΩ 电容漏电阻： R=1 G = 1 2πfC?tanΔ = 33.9exp6 f MΩ TanΔ的定义： ESR=tanΔωC 空气芯螺旋管的电感公式： L= πr2μ.N2螺旋管的电容： C=ε.?2πrN?2a l N =4πε.? raN2 l 微分算符的意义： ? x= 0? ? ?z ? ?y ? 0? ?? ? ?y ? ?x 电容，电感，电导，电阻的定义： C=εw d L= d G= σw R= d σw 特性阻抗表达式：

Z=L C 若是平行板传输线： Z=μεd w 关于微带线设计的若干公式： w/h < 1时， Z= Z. 2π ε′ 8? w + w 4? 其中， Z.=376.8Ω ε′=εr+1 + εr?1 1+ 12h? 1 2 +0.041? w2 w/h>1时 Z= Z. ε′? 1.39+ w h+ 2 3ln w h+1.444 其中， ε′=εr+1 + εr?1 1+ 12h? 1 2 如何设计微带线w/h<2时： w h = 8e A e2A?2 其中， A=2πZ Z. εr+1 2 + εr?1 εr+1 0.23+ 0.11 εr w/h>2时： W =2 (B?1?ln2B?1+ εr?1 (ln B?1 +0.39? 0.61 )) 其中， B= Z.π2Zεr 反射系数的定义：

收音机实验报告..

《高频电子线路》课程设计报告题目SD-105 七管半导体收音机学院（部）信息学院专业通信工程班级2011240401 学生姓名张静学号33 指导教师宋蓓蓓，利骏

目录一、概括……………………………………页码二、收音机工作原理……………………………………页码三、各部分设计及原理分析……………………页码四、实验仿真及结果……………………………页码五、结论…………………………………………页码六、心得体会……………………………………页码七、参考文献……………………………………页码

调幅半导体收音机原理及其调试一概述：收音机的发明人类自从发现能利用电波传递信息以来，就不断研究出不同的方法来增加通信的可靠性、通信的距离、设备的微形化、省电化、轻巧化等。接收信息所用的接收机，俗称为收音机。目前的无线电接收机不单只能收音，且还有可以接收影像的电视机、数字信息的电报机等。随着广播技术的发展，收音机也在不断更新换代。自1920年开发了无线电广播的半个多世纪中，收音机经历了电子管收音机、晶体管收音机、集成电路收音机的三代变化，功能日趋增多，质量日益提高。20世纪80年代开始，收音机又朝着电路集成化、显示数字化、声音立体化、功能电脑化、结构小型化等方向发展。 1947年、美国贝尔实验室发明了世界上第一个晶体管，从此以后．开始了收音机的晶体管时代．并且逐步结束了以矿石收音机、电子管收音机为代表的收音机的初级阶段。调幅收音机：由输入回路、本振回路、混频电路、检波电路、自动增益控制电路（AGC）及音频功率放大电路组成输入回路由天线线圈和可变电容构成，本振回路由本振线圈和可变电容构成，本振信号经内部混频器，与输入信号相混合。混频信号经中周和455kHz陶瓷滤波器构成的中频选择回路得到中频信号。至此，电台的信号就变成了以

2016年《射频电路设计》实验

实验三RFID标签的设计、制作及测试一、【实验目的】在实际的生产过程中，RFID电子标签在设计并测试完成后，都是在流水线上批量制造生产的。为了让学生体会RFID标签天线设计的理念和工艺，本实验为学生提供了一个手工蚀刻制作RFID电子标签的平台，再配合微调及测试，让学生在亲自动手的过程中，不断地尝试、提炼总结，从而使学生对RFID标签天线的设计及生产工艺，有进一步深刻的理解。二、【实验仪器及材料】计算机一台、HFSS软件、覆铜板、Alien Higgs芯片、热转印工具、电烙铁、标签天线实物，UHF测试系统，皮尺三、【实验内容】第一步（设计）：从UHF标签天线产品清单中，挑选出一款天线结构，或者自己设计一款标签天线结构，进行HFSS建模画图第二步（制作）：将第一步中设计好的标签模型用腐蚀法进行实物制作第三步（测试）：利用UHF读写器测试第二步中制作的标签实物性能四、【实验要求的知识】下图是Alien（意联）公司的两款标签天线，型号分别为ALN-9662和ALN-9640。这两款天线均采用弯折偶极子结构。弯折偶极子是从经典的半波偶极子结构发展而来，半波偶极子的总长度为波长的一半，对于工作在UHF频段的半波偶极子，其长度为160mm，为了使天线小型化，采用弯折结构将天线尺寸缩小，可以适用于更多的场合。ALN-9662的尺寸为70mm x 17mm，ALN-9640的尺寸为94.8mm x 8.1mm，之所以有不同的尺寸是考虑到标签的使用情况和应用环境，因为天线的形状和大小必须能够满足标签顺利嵌入或贴在所指定的目标上，也需要适合印制标签的使用。例如，硬纸板盒或纸板箱、航空公司行李条、身份识别卡、图书等。 ALN-9662天线版图 ALN-9640天线版图

自动控制原理实验报告31418

实验一典型环节的模拟研究及阶跃响应分析 1、比例环节可知比例环节的传递函数为一个常数：当Kp 分别为0.5，1，2时，输入幅值为1.84的正向阶跃信号，理论上依次输出幅值为0.92，1.84，3.68的反向阶跃信号。实验中，输出信号依次为幅值为0.94，1.88，3.70的反向阶跃信号，相对误差分别为1.8%,2.2%,0.2%. 在误差允许范围内可认为实际输出满足理论值。 2、积分环节积分环节传递函数为：（1）T=0.1(0.033)时，C=1μf(0.33μf)，利用MATLAB ，模拟阶跃信号输入下的输出信号如图： T=0.1 T=0.033 与实验测得波形比较可知，实际与理论值较为吻合，理论上T=0.033时的波形斜率近似为T=0.1时的三倍，实际上为8/2.6=3.08，在误差允许范围内可认为满足理论条件。 3、惯性环节 i f i o R R U U -=TS 1 CS R 1Z Z U U i i f i 0-=-=-=

惯性环节传递函数为： K = R f /R 1,T = R f C, （1）保持K = R f /R 1 = 1不变，观测T = 0.1秒，0.01秒（既R 1 = 100K,C = 1μf ， 0.1μf ）时的输出波形。利用matlab 仿真得到理论波形如下： T=0.1时 t s （5%）理论值为300ms,实际测得t s =400ms 相对误差为：（400-300）/300=33.3%,读数误差较大。 K 理论值为1，实验值2.12/2.28，相对误差为（2.28-2.12）/2.28=7%与理论值较为接近。 T=0.01时 t s （5%）理论值为30ms,实际测得t s =40ms 相对误差为：（40-30）/30=33.3% 由于ts 较小，所以读数时误差较大。 K 理论值为1，实验值2.12/2.28，相对误差为（2.28-2.12）/2.28=7%与理论值较为接近（2）保持T = R f C = 0.1s 不变，分别观测K = 1，2时的输出波形。 K=1时波形即为（1）中T0.1时波形 K=2时，利用matlab 仿真得到如下结果： 1 TS K )s (R )s (C +-=

手机电路原理,通俗易懂

第二部分原理篇第一章手机的功能电路 ETACS、GSM蜂窝手机是一个工作在双工状态下的收发信机。一部移动电话包括无线接收机(Receiver)、发射机(Transmitter)、控制模块(Controller)及人机界面部分(Interface)和电源(Power Supply)。数字手机从电路可分为，射频与逻辑音频电路两大部分。其中射频电路包含从天线到接收机的解调输出，与发射的I/Q调制到功率放大器输出的电路；逻辑音频包含从接收解调到，接收音频输出、发射话音拾取(送话器电路)到发射I/Q调制器及逻辑电路部分的中央处理单元、数字语音处理及各种存储器电路等。见图1-1所示从印刷电路板的结构一般分为：逻辑系统、射频系统、电源系统，3个部分。在手机中，这3个部分相互配合，在逻辑控制系统统一指挥下，完成手机的各项功能。图1-1手机的结构框图注：双频手机的电路通常是增加一些DCS1800的电路,但其中相当一部分电路是DCS 与GSM通道公用的。第二章射频系统射频系统由射频接收和射频发射两部分组成。射频接收电路完成接收信号的滤波、信号放大、解调等功能；射频发射电路主要完成语音基带信号的调制、变频、功率放大等功能。手机要得到GSM系统的服务,首先必须有信号强度指示,能够进入GSM网络。手机电路中不管是射频接收系统还是射频发射系统出现故障,都能导致手机不能进入GSM网络。对于目前市场上爱立信、三星系列的手机,当射频接收系统没有故障但射频发射系统有故障时,手机有信号强度值指示但不能入网；对于摩托罗拉、诺基亚等其他系列的手机,不管哪一部分有故障均不能入网,也没有信号强度值指示。当用手动搜索网络的方式搜索网络时,如能搜索到网络,说明射频接收部分是正常的；如果不能搜索到网络,首先可以确定射频接收部分有故障。而射频电路则包含接收机射频处理、发射机射频处理和频率合成单元。第一节接收机的电路结构移动通信设备常采用超外差变频接收机，这是因为天线感应接收到的信号十分微弱,而鉴频器要求的输人信号电平较高,且需稳定。放大器的总增益一般需在120dB以上,这么大的放大量,要用多级调谐放大器且要稳定,实际上是很难办得到的，另外高频选频放大器的通带宽度太宽,当频率改变时,多级放大器的所有调谐回路必须跟着改变，而且要做到统一调谐,

射频电路设计技巧

实用资料——射频电路板设计技巧成功的RF设计必须仔细注意整个设计过程中每个步骤及每个细节，这意味着必须在设计开始阶段就要进行彻底的、仔细的规划，并对每个设计步骤的进展进行全面持续的评估。而这种细致的设计技巧正是国内大多数电子企业文化所欠缺的。近几年来，由于蓝牙设备、无线局域网络(WLAN)设备，和移动电话的需求与成长，促使业者越来越关注RF电路设计的技巧。从过去到现在，RF电路板设计如同电磁干扰(EMI)问题一样，一直是工程师们最难掌控的部份，甚至是梦魇。若想要一次就设计成功，必须事先仔细规划和注重细节才能奏效。射频(RF)电路板设计由于在理论上还有很多不确定性，因此常被形容为一种「黑色艺术」(black art) 。但这只是一种以偏盖全的观点，RF电路板设计还是有许多可以遵循的法则。不过，在实际设计时，真正实用的技巧是当这些法则因各种限制而无法实施时，如何对它们进行折衷处理。重要的RF设计课题包括：阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板、波长和谐波...等，本文将集中探讨与RF电路板分区设计有关的各种问题。微过孔的种类电路板上不同性质的电路必须分隔，但是又要在不产生电磁干扰的最佳情况下连接，这就需要用到微过孔(microvia)。通常微过孔直径为0.05mm至0.20mm，这些过孔一般分为三类，即盲孔(blind via)、埋孔(bury via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。上述两类孔都位于线路板的内层，层压前利用通孔成型制程完成，在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。第三种称为通孔，这种孔穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为组件的黏着定位孔。采用分区技巧在设计RF电路板时，应尽可能把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放

万用表实验报告

青海师范大学课程设计报告课程设计名称：MF47型万用表专业班级：电子信息工程学生姓名：李玉斌学号：20131711306 同组人员：郭延森安福成涂秋雨指导教师：易晓斌课程设计时间：2015年11月

目录 1 设计任务、要求以及文献综述 2 原理综述和设计方案 2.1 设计方案选择和认证 2.2电路的功能框图及其说明 2.3 功能块及单元电路的设计、计算 2.4 总体电路原理图 3 电路的仿真与调试 3.1 电路仿真 3.2 调试中出现的问题及解决方法 3.3测试数据的记录于分析组装器材为：CF210SP调频、调幅收音机教学套件 1 设计任务、要求万用表是最常用的实验工具之一，通过这次实验，我们应该在了解其基本工作原理的基础上学会安装、调试、使用，并学会排除一些常见故障，并且能够简单分析基本功能；焊接技术是电工的基本操作技能之一，通过实验要求在初步掌握这一技术的同时，注意培养自己在工作中耐心细致，一丝不苟的工作作风。 2原理叙述和设计方案 2.1 调频（FM）部分 CD9008是一块专用单片调频收音机芯片，，其外围电路简单，电路内置中频频率为70khz的锁频相环节系统，选择性由有源RC滤波器实现，静音电路可抑制非中频信号和太弱的中频信号。其特点下：内含单声道收音机从射频输入到音频输入的所有功能，静音电路，内含自动频率控制系统，可由于机械调频，电源极性保护，工作电压可低至1 .8V。调频信号由拉杆天线经C8、C10和L1的输入电路进入IC1的11、12脚混频电路，本振电路采用的是可变电容CA、L2等元器件，可实现手动调台。FM广播信号和本振电路信号在IC1内混频产生70khz的中频信号，经内部中频放大，中频限幅器，送到鉴频器检出音频信号，经内部环路滤波后由2脚输出音频信号。电路中的R2、C2为静噪电路，3脚接C4为音频环路滤波电容，6、8脚之间接的C13是中频反馈电容，7脚接的C14是低通电容器，8，9脚之间接的C17是中频耦合电容，10脚接的C12是限幅放大器的低通电容，13脚接的C6为限幅器失调电压电容。

射频实验报告

射频电路实验报告12/13 学年第1学期学院：信息与通信工程学院专业：电子信息科学与技术学生姓名：学号：指导教师：李永红日期: 2012 年10月28日

实验一滤波器设计一、实验目的 (1) 掌握基本的低通和带通滤波器的设计方法。 (2) 学会使用微波软件对低通和高通滤波器进行设计和仿真，并分析结果。二、预习内容 (1) 滤波器的相关原理。 (2) 滤波器的设计方法。三、实验设备 Microwave Office软件四、理论分析滤波器的种类： (1) 按通带特性分为低通、高通、带通及带阻四种。 (2) 按频率响应分为巴特沃斯、切比雪夫及椭圆函数等。 (3) 按使用原件又可分为L-C性和传输线型。五、软件仿真设计一个衰减为3dB，截止频率为75MHz的[切比雪夫型1dB 纹波LC 低通滤波器（Zo=50ohm），并且要求该滤波器在100MHz至少有20dB 的衰减。

图1-1切比雪夫型1dB 纹波LC低通滤波器电路图图1-2 模拟仿真结果六、结果分析经过仿真，得到了两种滤波器的频率特性的到了结果。红色的曲线为低通滤波器，蓝色的为带通滤波器，两种滤波器的特性可以鲜明地在图上看出差别。低通滤波器在低频区域，是通带，通带非常的平缓，纹波较低，但是截至段不是很陡。带通滤波器具有较好的陡峭特性，但是相对而言，通带比较窄而且纹波较大。

实验二放大器设计一、实验目的 (1) 掌握射频放大器的基本原理与设计方法。 (2) 学会使用微波软件对射频放大器进行设计和仿真，并分析结果。二、预习内容 (1) 放大器的基本原理。 (2) 放大器的设计方法。三、实验设备 Microwave Office软件四、理论分析射频晶体管放大器常用器件为BJT、FET、MMIC。放大器电路的设计主要是输入/输出匹配网络。输入匹配网络可按低噪声或高增益设计，输出匹配网络要考虑尽可能高的增益。五、软件仿真设计一900MHz放大器。其中电源为12VDC，输出入阻抗为50Ω。AT4151之S参表(V CE=8V，I C=25mA，Zo=50Ω，T A=25℃)如下列

射频工程师必读书籍

ADS，MWO，Ansoft还是CST、HFSS 频微波类书希望对大家有点帮助： 1.《射频电路设计--理论与应用》『美』Reinhold Ludwig 著电子工业出版社个人书评：射频经典著作，建议做RF的人手一本，里面内容比较全面，这本书要反复的看，每读一次都会更深一层理解. 随便提一下，关于看射频书籍看不懂的地方怎么办？我提议先看枝干或结论有个大概印象，实在弄不明白就跳过（当然可问身边同事同学或GOOGLE一下），跳过不是不管它了，而是尽量先看完自己能看懂的，看第二遍的时候再重点抓第一次没有看懂的地方，人的思维是不断升华的，知识的也是一个系统体系，有关联的，当你把每一块砖弄明白了，就自然而然推测出金字塔塔顶是怎么架设出来的。 2. 《射频通信电路设计》『中』刘长军著科学技术出版社个人书评：有拼凑之嫌（大量引用书1和《微波晶体管放大电路分析与设计》内容），但还是有可取之处，加上作者的理解，比看外文书（或者翻译本）看起来要通俗易懂，毕竟是中国人口韵。值得一看，书上有很多归纳性的经验. 3．《高频电路设计与制作》『日』市川欲一著科学技术出版社个人书评：本人说实话比较喜欢日本人写书的风格和语言，及其通俗，配上图示，极其深奥的理论看起来明明朗朗，比那些从头到尾只会搬抄公式的某些教授强们多了，本书作者的实践之作，里面都是一些作者的设计作品和设计方法，推荐一看. 4. 《LC滤波器设计与制作》『日』森荣二著科学技术出版社个人书评：语言及其通俗易懂，完全没有深奥的理论在里面，入门者看看不错，但是设计方法感觉有点落后，完全手工计算.也感觉内容的太细致，此书一般. 5. 《振荡电路设计与应用》『日』稻叶宝著科学技术出版社个人书评：这边书还不错，除了学到振荡电路设计，还学到了很多模拟电路的基础应用，唯一缺点书中的内容涉及频率的都不够高（k级，几M,几十，几百M的振荡器），做有源电路的可以看一下,整体感觉还行. 6. 《锁相环电路设计与应用》『日』远坂俊昭著科学技术出版社个人书评：对PLL原理总是搞不太明白的同学可以参考此书，图形图片很多，让人很直观明白，比起其他PLL书只会千篇一律写公式强千倍。好书，值得收藏！ 7. 《信号完整性分析》『美』Eric Bogatin 著电子工业出版社个人书评：前几章用物理的方法看电子，感觉不好理解，写的感觉很拗口，翻译好像也有些不到位，但后面几章写的确实好，尤其是关于传输线的，对你理解信号的传输的实际过程，能建立一个很好的模型，推荐大家看一下，此书还是不错的.（看多了RF的，换换胃口）8. 《高速数字设计》『美』Howard Johnson著电子工业出版社个人书评：刚刚卓越买回来，还没有动“她”呢，随便翻了下目录，做高速电路和PCB Layout 的工程师一看要看下，这本书也是经典书喔！ 9.《蓝牙技术原理开发与应用》『中』钱志鸿著北京航空航天大学出版社个人书评：当时自己做蓝牙产品买的书，前2年仅有的几本，上面讲了一下蓝牙的基本理论（恰当的说翻译了蓝牙标准），软件，程序的东西占大部分内容. 10.《EMC电磁兼容设计与测试案例分析》『中』郑军奇著电子工业出版社个人书评：实战性和很强的一本书，本人做产品经常要送去信息产业部电子研究5所做EMC 测试，认证.产品认证是产品成功的临门一脚，把这脚球踢好，老板会很赏识你的，如果你也负责产品的EMC，这本书必读。作者写有很多实例，很有代表性，对你解决EMC问题，会有引导性（指导性）的的意义。

射频电路设计的常见问题及五大经验总结

射频电路板设计由于在理论上还有很多不确定性，因此常被形容为一种“黑色艺术”，但这个观点只有部分正确，RF电路板设计也有许多可以遵循的准则和不应该被忽视的法则。不过，在实际设计时，真正实用的技巧是当这些准则和法则因各种设计约束而无法准确地实施时如何对它们进行折衷处理。当然，有许多重要的RF设计课题值得讨论，包括阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板以及波长和驻波等，在全面掌握各类设计原则前提下的仔细规划是一次性成功设计的保证。 RF电路设计的常见问题 1、数字电路模块和模拟电路模块之间的干扰如果模拟电路(射频)和数字电路单独工作，可能各自工作良好。但是，一旦将二者放在同一块电路板上，使用同一个电源一起工作，整个系统很可能就不稳定。这主要是因为数字信号频繁地在地和正电源(>3 V)之间摆动，而且周期特别短，常常是纳秒级的。由于较大的振幅和较短的切换时间。使得这些数字信号包含大量且独立于切换频率的高频成分。在模拟部分，从无线调谐回路传到无线设备接收部分的信号一般小于lμV。因此数字信号与射频信号之间的差别会达到120 dB。显然．如果不能使数字信号与射频信号很好地分离。微弱的射频信号可能遭到破坏,这样一来，无线设备工作性能就会恶化，甚至完全不能工作。 2、供电电源的噪声干扰射频电路对于电源噪声相当敏感,尤其是对毛刺电压和其他高频谐波。微控制器会在每个内部时钟周期内短时间突然吸人大部分电流,这是由于现代微控制器都采用CMOS工艺制造。因此。假设一个微控制器以lMHz的内部时钟频率运行，它将以此频率从电源提取电流。如果不采取合适的电源去耦．必将引起电源线上的电压毛刺。如果这些电压毛刺到达电路RF部分的电源引脚,严重时可能导致工作失效。 3、不合理的地线如果RF电路的地线处理不当,可能产生一些奇怪的现象。对于数字电路设计,即使没有地线层,大多数数字电路功能也表现良好。而在RF频段，即使一根很短的地线也会如电感器一样作用。粗略地计算,每毫米长度的电感量约为l nH,433 MHz时10 toni PCB线路的感抗约27Ω。如果不采用地线层，大多数地线将会较长，电路将无法具有设计的特性。 4、天线对其他模拟电路部分的辐射干扰在PCB电路设计中，板上通常还有其他模拟电路。例如，许多电路上都有模，数转换(ADC)或数／模转换器(DAC)。射频发送器的天线发出的高频信号可能会到达ADC的模拟淙攵恕Ｒ蛭魏蔚缏废呗范伎赡苋缣煜咭谎⒊龌蚪邮誖F信号。如果ADC输入端的处理不合理，RF信号可能在ADC输入的ESD二极管内自激。从而引起ADC偏差。一、射频电路布局原则在设计RF布局时,必须优先满足以下几个总原则： (1)尽可能地把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放大器(LNA)隔离开来，简单地说，就是让高功率RF发射电路远离低功率RF接收电路； (2)确保PCB板上高功率区至少有一整块地，最好上面没有过孔，当然，铜箔面积越大越好； (3)电路和电源去耦同样也极为重要；

集成电路设计综合实验报告

集成电路设计实验报告电控学院微电0902班 0906090216 张鹏

目录 1 综合实验的任务与目的 (2) 2 综合实验的内容和要求 (2) 3设计方案对比和论证确定 (4) 4设计实现过程 (5) 5验证结果说明和结论 (7) 6总结版图设计技巧 (9) 7 参考文献 (10)

MOS集成运算放大器的版图设计 1 综合实验的任务与目的集成电路设计综合实验是微电子学专业学科的实践性教学课程，其任务是向学生介绍集成电路软件设计的基本知识，基本的设计方法，学会使用专用软件进行集成电路设计，学习集成电路版图的设计及物理验证的一般方法技巧。本次集成电路设计综合实验要求学生完成对CMOS 集成运算放大器电路的版图设计及其物理验证。 2 综合实验的内容和要求 2.1 实验的内容本次集成电路设计综合实验的内容为：CMOS 集成运算放大器的版图设计以及采用DIVA工具进行物理验证。版图设计的过程是：先进行电路分析，计算出各端点的电压及各管的电流，从而求出各管的W/L比，进而依据设计规则设计各管图形，进行布局、布线以及物理验证，最后完成整个版图设计。 2.1.1 目标电路及其性能要求目标电路原理图如图1所示，为两级CMOS集成运算放大器，其中M1～M4构成有源负载的差分输入级；M5提供该级的工作电流；M8，M9构成共源放大电路，作为输出级；M7为源跟随器，作为增益为1的缓冲器，以克服补偿电容的前馈效应，并消除零点；M6提供M7的工作电流；M10，M11组成运放的偏置电路。

图1 CMOS 集成运算放大器原理图电路的性能要求：输出电压摆幅大于V 3±；最大转换速率为s V μ/30；补偿电容Cc 为10pF 。 2.1.2 工艺选择本设计选择0.6um double metal double poly mixed signal technology 。工艺信息描述：工艺名称：6S06DPDM-CT 工艺尺寸：0.6um 多晶硅层数：2 铝的层数：2 电压类型： 3~5V 工艺参数： )/(4002s V cm N ?=μ，)(2002s V cm P ?=μ，01.0=λ，28/103.2cm F C ox -?=，V V TP 1-=，V V TN 1=。假定V V GS 5.2=时，晶体管进入饱和工作状态。 2.1.3 版图设计的一般方法和技巧实际电路和原理图毕竟有所差别，各种非理想因素会影响电路的性能，使之偏离设计目标。因此，我们先要了解实际电路中各种非理想因素存在的原因，以及它对电路造成的影响。然后，同时从仿真和版图两个方面入手来解决这个问题。一方面，在电路设计中

核磁共振物理实验报告

实验目的：1：了解核磁共振的基本原理，包括：对核自旋、在外磁场中的能级分裂、受激跃迁的基本概念的理解，同时对实验的基本现象有一定认识。 2：学习利用核磁共振校准磁场和测量因子g的方法：了解实验设备的基本结构，掌握利用扫场法创造核磁共振条件的方法，学会利用示波器观察共振吸收信号。实验简介：自旋不为零的粒子，如电子和质子，具有自旋磁矩。如果我们把这样的粒子放入稳恒的外磁场中，粒子的磁矩就会和外磁场相互作用使粒子的能级产生分裂，分裂后两能级间的能量差为 ΔE = γhB0 （1）其中：γ为旋磁比，h为约化普朗可常数，B0为稳恒外磁场。如果此时再在稳恒外磁场的垂直方向加上一个交变电磁场，该电磁场的能量为hν（2）其中：ν为交变电磁场的频率。当该能量等于粒子分裂后两能级间的能量差时，即： hν = γh B0（3） 2πν = γ B0（4）低能极上的粒子就要吸收交变电磁场的能量产生跃迁，即所谓的磁共振。实验设备 a) 样品水：提供实验用的粒子，氢（1H）核。 b) 永磁铁：提供稳恒外磁场,中心磁感应强度B约为Bo（实验待求）。 c) 边限振荡器：产生射频场,提供一个垂直与稳恒外磁场的交变磁场，频率ν。同时也将探测到的共振电信号放大后输出到示波器，边限振荡器的频率由频率计读出。 d) 绕在永铁外的磁感应线圈：其提供一个叠加在永磁铁上的扫场

e) 调压变压器：为磁感应线圈提供50Hz 的扫场电压。 f) 频率计：读取射频场的频率。 g) 示波器：观察共振信号。探测装置的工作原理:图一中绕在样品上的线圈是边限震荡器电路的一部分，在非磁共振状态下它处在边限震荡状态（即似振非振的状态），并把电磁能加在样品上,方向与外磁场垂直。当磁共振发生时，样品中的粒子吸收了震荡电路提供的能量使振荡电路的Q 值发生变化，振荡电路产生显著的振荡，在示波器上产生共振信号。二：实验原理，实验设计思想：在微观世界中物理量只能取分立数值的现象很普遍。一般来说原子核自旋角动量也不能连续变化，只能取分立值即：其中I 称为自旋量子数，只能取0，1，2，3，… 等整数值或1/2，3/2，5/2，… 等半整数值 )1I (I p +=[右图是在外磁场B 0中塞曼分裂图（半数以上的原子核具有自旋，旋转时产生一小磁场。当加一外磁场，这些原子核的能级将分裂，即塞曼效应。）] 本实验涉及的质子和氟核 F 19 的自旋量子数I 都等于1/2。类似地原子核的自旋角动量在空间某一方向，例如z 方向的分量不能连续变化，只能取分立的数值 m p = 其中量子数m 只能取I ，I-1，… ，-I+1，-I 等（2I+1）个数值自旋角动量不为零的原子核具有与之相联系的核自旋磁矩，简称核磁矩（magnetic moment ）。其大小为P 2M e g =μ 其中e 为质子的电荷，M 为质子的质量，g 是一个由原子核结构决定的因子，对不同种类的原子核g 的数值不同，g 成为原子核的g 因子。由于核自旋角动量在任意给定的z 方向的投影只可能取（2I+1）个分立的数值，因此核磁矩在z 方向上的投影也只能取（2I+1）个分立的数值： 2M e g p 2M e g m z z ==μ 原子核的磁矩的单位为：2M e N = μ mN 称为核磁子。采用mN 作为核磁矩的单位以后，mz 可记为mz =gmmN 。而核磁矩与角动量本身