集成电路课程设计报告书
射频集成电路与系统课程设计 (2)
射频集成电路与系统课程设计一、引言随着电子产品的普及，人们对高频信号处理的需求越来越大。
射频集成电路和系统是处理高频信号的关键技术之一，它广泛应用于通信、雷达、卫星等领域。
本文将介绍射频集成电路与系统课程设计的内容和步骤。
二、课程设计内容2.1 课程目标射频集成电路与系统课程设计的目标是使学生掌握以下能力：1.熟练掌握射频电路基础知识；2.熟悉射频集成电路的设计思想和流程；3.掌握常见集成电路软件的使用方法；4.能够分析和解决射频电路中出现的常见问题。
2.2 设计要求课程设计要求学生设计一个基于二极管的射频混频器电路。
设计要求如下：1.工作频率为1GHz至10GHz；2.反转损失不超过10dB；3.输出混频信号的带宽不低于100MHz。
2.3 设计步骤1.确定电路拓扑结构；2.计算电路参数，包括电阻、电容、电感等；3.利用仿真软件进行电路仿真，分析电路性能；4.根据仿真结果调整电路参数；5.制作电路原型；6.测试电路性能，包括频率范围、转换增益、反转损失等；7.调整电路参数，优化电路性能。
三、设计思路本课程设计的是基于二极管的射频混频器电路。
混频器是射频系统中的重要组成部分，用于将高频信号和低频信号混合得到中频信号，中频信号可以被进一步处理得到有用的信息。
基于二极管的混频器电路优点是结构简单、工作稳定、易于制作，被广泛应用于射频系统中。
四、仿真软件本课程设计中使用的是ADS（Advanced Design System）软件，ADS是一款功能强大的射频集成电路设计软件，广泛应用于通信、雷达、卫星等领域。
使用ADS 进行电路仿真可以大大提高设计效率和准确性。
五、实验步骤5.1 硬件准备准备混频器电路的元器件和焊接工具，包括二极管、电容、电感等。
5.2 电路设计1.根据电路要求设计混频器电路的拓扑结构和参数；2.利用ADS进行电路仿真，分析电路性能；3.根据仿真结果调整电路参数。
5.3 制作电路原型根据电路设计结果，选用合适的PCB布局软件绘制电路原型，并制作PCB电路板。
集成电路版图课程设计
从 版 图 设 计 到 仿 真， 进 行 了 系 统 的 学 习。 例 如， 引 入
2“线上线下”混合教学
“同步降压式单片 DC-DC 电源芯片”工程案例，学生从
为了兼顾教师的教学效果和学生的学习效果，结合 原理图设计到仿真、从版图设计到仿真，进行了系统的
大量线上教学经验，集成电路版图设计采取线上与线下 学习。将工程案例进入课程中，理论与实际相联系，利
进的教学模式。如果只采用传统的教学模式，不能实时 看回放视频和录播视频。
掌握学生对知识的掌握情况，会忽略学生对课程的兴趣，
2.3 线下教学
导致课堂效率低。如果过多依赖线上教学模式，师生间
2.3.1 课堂教学
缺乏互动，出现学生不认真听课现象。因此，教师要合
教学中学以致用，将实际工程案例引入线下课堂，
理分配线上、线下教学内容及时间。
对基础知识不解的困惑，如果不及时答疑，会阻碍学生 验的内容。在此基础上，鼓励学生积极参加各类学科竞
学习进程。教师采取线上直播的形式，以班级为单位组 赛和创新实践活动，部分同学参加全国集成电路创新创
织线上授课（钉钉直播），实现师生双向互动。线上课 业大赛、大学生课外科技活动，并获得相应奖项。通过
堂，教师讲授相应的课程内容。另外，在线上教学过程 参与竞赛活动，能够发现教学不足，促进课程的优化，
随着信息技术和互联网技术的快速发展，信息化技 术被广泛地应用于各个领域。在疫情防控期间，传统教 学已不适用目前高校教学，为保证“停课不停教，停课 不停学”[1]，教育部鼓励各地高校充分利用信息技术和 互联网技术为学生提供学习支持，有序地开展高校相关 教学工作 [2]。越来越多教学工作者开始关注“线上线下” 混合式教学，对单一的传统教学进行改革。线上教学最 初源于网络上公开的教学视频，可以实现教学资源的共 享，但是缺乏师生间的互动 [3]。为了加强师生间的互动， 中国大学 MOOC 诞生了，该线上平台不仅实现教学资源 的共享，还能随时进行课堂测试，实现教师与学生间的 互动。中国大学 MOOC 的兴起，有效地推动了其他线 上教学平台发展，例如对分易平台、雨课堂平台、超星 平台、智慧树平台、腾讯课堂等。如果采取纯线上教学， 学生学习缺乏积极性，需要对学生提出较高的自我管理 要求，而大学生自我管理能力较差，因此不能采取纯线 上教学。王艳 [4] 等人通过案例结合对分易课堂传感器技 术课程进行教学改革，充分调动了学生的学习主动性， 有效地提高教学质量。申继伟 [5] 等人提出数字化教学资 源建设，将建立的数字化资源运用于模拟电子线路课程 中，进而推动移动式教学改革。边心田 [6] 等人提出基于 OBE 理念的教学模式，并运用于应用光学课程中，取得 了较好的教学成果。如何有效地将线上教学与线下教学 相结合，提高教学质量，这是每位高校教师值得认真思 考的问题。本文以集成电路版图设计课程为例，对“线
数字集成电路课程设计74hc138
目录1．目的与任务 (1)2.教学内容基要求 (1)3.设计的方法与计算分析 (1)3.1 74H C138芯片简介 (1)3.2 电路设计 (3)3.3功耗与延时计算 (6)4.电路模拟 (14)4.1直流分析 (15)4.2 瞬态分析 (17)4.3功耗分析 (19)5.版图设计 (19)5.1 输入级的设计 (19)5.2 内部反相器的设计 (19)5.3输入和输出缓冲门的设计 (22)5.4内部逻辑门的设计 (23)5.5输出级的设计 (24)5.6连接成总电路图 (24)5.3版图检查 (24)6.总图的整理 (26)7.经验与体会 (26)8.参考文献 (26)附录 A 电路原理图总图 (28)附录B总电路版图 (29)集成1. 目的与任务本课程设计是《集成电路分析与设计基础》的实践课程，其主要目的是使学生在熟悉集成电路制造技术、半导体器件原理和集成电路分析与设计基础上，训练综合运用已掌握的知识，利用相关软件，初步熟悉和掌握集成电路芯片系统设计→电路设计及模拟→版图设计→版图验证等正向设计方法。
2. 教学内容基本要求2.1课程设计题目及要求器件名称：3-8译码器的74HC138芯片 要求电路性能指标：⑴可驱动10个LSTTL 电路（相当于15pF 电容负载）； ⑵输出高电平时，OH I ≤20uA,min,OH V =4.4V; ⑶输出低电平时，OLI ≤4mA ，manOL V , =0.4V⑷输出级充放电时间r t =ft ，pdt ＜25ns ；⑸工作电源5V ，常温工作，工作频率workf =30MHZ ，总功耗maxP =15mW 。
2.2课程设计的内容 1. 功能分析及逻辑设计； 2. 电路设计及器件参数计算；3. 估算功耗与延时；4. 电路模拟与仿真；5. 版图设计；6. 版图检查：DRC 与LVS ；7. 后仿真(选做)；8. 版图数据提交。
2.3课程设计的要求与数据1. 独立完成设计74HC138芯片的全过程；2. 设计时使用的工艺及设计规则： MOSIS:mhp_ns5；3. 根据所用的工艺，选取合理的模型库；4. 选用以lambda(λ)为单位的设计规则；3. 设计的方法与计算分析3.1 74HC138芯片简介74HC138是一款高速CMOS器件，74HC138引脚兼容低功耗肖特基TTL 系列图3-1 74HC138管脚图表3-1 74HC138真值表由于74HC138芯片是由两个2-4译码器组成，两个译码器是独立的，所以，这里只分析其中一个译码器。
数字集成电路-电路系统与设计第二版课程设计
数字集成电路-电路系统与设计第二版课程设计
一、课程设计介绍
数字集成电路是现代电路设计中的重要组成部分，也是计算机科学与工程的重要分支。
本课程设计旨在通过对数字集成电路的系统与设计进行探究，并结合具体的案例来设计和实现数字集成电路，使学生能够熟悉数字集成电路的基本原理、设计方法和实现技术。
本课程设计主要包含以下内容：
1.数值系统和编码
2.逻辑功能设计：组合逻辑电路和时序逻辑电路
3.集成电路设计方法和流程
4.VHDL和FPGA实现数字逻辑电路
5.数字信号处理器
通过本次课程设计，学生将掌握数字集成电路的系统性设计思路和实现方法，具备数字电路设计的基本能力和实际操作技术，能够针对具体应用场景提出解决方案，实现数字电路的设计、验证和调试。
二、课程设计要求
1. 课程设计题目
本次课程设计的题目为“4位计数器设计”。
2. 软件工具
VHDL编程软件和EDA工具
1。
数字集成电路课程设计报告-4bits超前进位加法器全定制设计
第1章概述1.1 课程设计目的•综合应用已掌握的知识•熟悉集成电路设计流程•熟悉集成电路设计主流工具•强化学生的实际动手能力•培养学生的工程意识和系统观念•培养学生的团队协作能力1.2 课程设计的主要内容1.2.1 设计题目4bits超前进位加法器全定制设计1.2.2 设计要求整个电路的延时小于2ns整个电路的总功耗小于20pw总电路的版图面积小于60*60um1.2.3 设计内容功能分析及逻辑分析估算功耗与延时电路模拟与仿真版图设计版图数据提交及考核，课程设计总结第2章功能分析及逻辑分析2.1 功能分析74283为4位超前进位加法器，不同于普通串行进位加法器由低到高逐级进位，超前进位加法器所有位数的进位大多数情况下同时产生，运算速度快，电路结构复杂。
其管脚如图2-1所示：图2-1 74283管脚图2.2推荐工作条件（根据SMIC 0.18工艺进行修改）表2-1 SMIC 0.18工艺的工作条件2.3直流特性（根据SMIC 0.18工艺进行修改）表2-2 SMIC 0.18直流特性2.4交流（开关）特性（根据SMIC 0.18工艺进行修改）表2-3SMIC 0.18工艺交流（开关）特性2.5真值表表2-4 4位超前进位加法器真值表2.6表达式定义两个中间变量Gi和Pi：所以：进而可得各位进位信号的罗辑表达如下2.7电路原理图超前进位加法器原理：对于一个N位的超前进位组，它的晶体管实现具有N+1个并行分支且最多有N+1个晶体管堆叠在一起。
由于门的分支和晶体管的堆叠较多使性能较差，所以超前进位计算在实际中至多智能限制于2或4位。
为了建立非常快速的加法器，需要把进位传播和进位产生组织成递推的树形结构，如图2-2所示。
一个比较有效的实现方法是把进位传播层次化地分解成N位的子组合：Co,0=GO+POCi,0Co,1=G1+P1G0+P1P0 Ci,0=( G1+P1G0)+(P1P0) Ci,0=G1:0+P1:0 Ci,0Co,2=G2+P2G1+P2P1G0+P2P1P0Ci,0=G2+P2Co,1 2-1 Co,3=G3+P3 G2+P3P2G1+P3P2P1G0+P3P2P1P0Ci,0=(G3+P3G2)+(P3P2)Co,1=G3:2+P3:2Co,1 在公式2-1中，进位传播过程被分解成两位的子组合。
sopc课程设计
SoPC课程设计(报告）题目：液晶控制显示器学院：电子工程学院系部：微电子学系专业：集成电路设计与集成系统班级： 1002 学生姓名：曹松松指导教师：曾泽沧起止时间： 2013年6月17日——2013年6月28日目录1 课程设计要求 (2)基本要求 (2)2 实验使用平台 (2)3 题目：选题2 (2)4 课程设计总结 (5)5 附件 (5)1课程设计要求基本要求课程设计要求所有题目采用Quartus II 工具提供的图形输入或者VerilogHDL语言输入方式作为电路设计工具，在NiosII上采用C语言实现编程，自定向下正向设计方法，先设计硬件系统，再进行软件编程，能够生成正确的FPGA下载代码和NiosII执行的软件代码。
硬件功能仿真和时序仿真采用第三方工具（建议为：modelsim），综合与布局布线工具为：Quartus II，SOPC Builder建立软件运行环境，具体要求为：1）根据课设题目，进行总体设计方案（10分）；2）硬件电路顶层设计、模块划分、引脚定义（10分）；3）电路设计及NiosII设计，提交电路设计源代码或电路图（10分）；4）综合与布局布线，提交综合与布局布线报告（10分）；5）FPGA下载代码和引脚分布（10分）；6）软件总体设计及画出流程图（10分）；7）程序设计，提交程序代码（10分）；8）程序编译下载及仿真调试（10分）。
2实验使用平台实验平台使用Altera的DE2开发板，开发工具使用Altera的Quartus II和Nios II IDE。
3 题目：选题2在字符型液晶显示器上移动显示“XIAN UNIVERSITY POST AND TELECOMMUNICATIONS YOUR NAME 2013-6”，要求FPGA 设计硬件，内嵌NiosII，液晶显示采用软件实现。
1）根据课设题目，进行总体设计方案；（10分）此次sopc课程设计选题2，题目相对比较简单。
功率集成电路技术理论与设计课程设计
功率集成电路技术理论与设计课程设计概述功率集成电路技术是电力电子技术的核心之一。
它将集成电路制造技术与功率电子技术相结合，实现了电路小型化、集成化、高效化、智能化。
本文档将介绍关于功率集成电路技术的理论和设计。
理论部分1. 功率半导体器件功率半导体器件是功率电子器件的核心，如晶闸管、场效应管、IGBT等。
功率集成电路的制造过程就是将这些器件集成到同一片晶圆上，再增加驱动和保护电路等其他元件，形成了集成电路。
2. 功率集成电路功率集成电路是指将功率半导体器件、驱动电路、控制电路、保护电路等集成在一起的电路。
功率集成电路可实现电源、电控、信号处理、检测等多种功能。
3. 基础电路功率集成电路的设计需要基础电路的支持，如逆变器、整流器、升压降压变换器等。
其中，逆变器是功率集成电路最主要的应用领域之一，它可以将直流电能转换为交流电能，广泛应用于电力系统中，如UPS系统、家用电力系统和工业控制系统等。
4. 控制策略功率集成电路的控制策略有很多种，如开关控制、PWM控制、谐振控制等。
其中，PWM控制是功率集成电路最常用的控制策略之一，它可以实现功率半导体器件的精确控制，提高功率转换效率，降低功率损耗。
设计部分1. 设计流程功率集成电路的设计流程包括选型、电路设计、印制电路板设计、元器件焊接等多个步骤。
要完成一个完整的功率集成电路设计，需要在每个步骤中认真分析问题，制定合理的解决方案，最终形成一个完整的产品。
2. 电路设计电路设计是功率集成电路设计的核心。
在这一步骤中，需要选取合适的功率半导体器件和控制策略，设计合理的驱动电路、保护电路和控制电路等。
同时，需要对电路进行仿真和分析，确保电路的工作稳定性和效率。
3. 印制电路板设计印制电路板设计是将电路板图形化，并在板上制作出具有特定功能的电路元件的过程。
它是内部连接、布局、强度、EMI/EMC以及适配和装配等部分的实现。
在印制电路板设计中，需要充分考虑电路板的大小、受力情况、线路绕线等因素。
混合信号专用集成电路设计课程设计
混合信号专用集成电路设计课程设计一、课程简介混合信号专用集成电路设计课程旨在讲解混合信号集成电路的设计原理、设计思路、设计流程等基本知识，培养学生深入了解混合信号集成电路设计的能力。
本文档是本课程的课程设计报告，将详细介绍我们小组在课程设计中所完成的任务。
二、任务详情2.1 任务背景本次任务要求我们设计一款混合信号专用集成电路，这款电路要有一定的选择和控制能力，能够按照特定的输入信号输出相应的信号。
同时，这款电路也要具备一定的抗干扰能力和误差控制能力。
2.2 任务要求我们的任务是根据任务背景，设计出一套完整的混合信号集成电路，包括电路的原理图、PCB电路板和测试代码。
同时，我们还需要对本次任务的整体设计流程进行梳理分析，并对测试结果给出分析和思路。
2.3 设计流程2.3.1 电路原理图设计我们首先需要完成电路原理图的设计，并通过仿真软件对电路进行验收。
在设计时，需要考虑各种因素的影响，包括传输延时、线路阻抗匹配、信号采集等等。
2.3.2 PCB电路板设计完成电路原理图设计后，我们需要进行PCB电路板的设计。
在设计时，需要将原理图中的元器件在板子上布局，同时考虑到电路的稳定性和抗干扰能力等因素。
2.3.3 测试代码设计完成PCB电路板设计后，我们需要编写测试代码，对电路进行功能测试和性能测试，验证设计的正确性。
2.4 设计思路我们的设计思路主要包括如下几个方面：2.4.1 选择合适的器件在混合信号集成电路的设计中，选择合适的器件是非常重要的。
需要根据设计要求，选择合适的模拟电路和数字电路，确保电路可以良好地工作。
2.4.2 考虑电路的抗干扰能力混合信号集成电路的稳定性和抗干扰能力都是非常重要的。
我们需要尽可能地减小电路的噪声干扰和误差，确保电路在各种环境下都可以良好地工作。
2.4.3 进行模拟仿真和电路测试在设计完成后，需要进行模拟仿真和电路测试，确保电路的功能正确和性能良好。
需要设计测试用例，尽可能地覆盖各种场景，确保电路的全面性和正确性。
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K=2N/ Mmax (5-2-5out= k fc/2(5-2-6)
式 中，k 为3 2 位的二进制值 ，可写成 ：
K=A31231+ A30230+…A121+A020(5-2-7)
6）体积小：28引脚的SSOP表面封装；
7）温度围较宽：工业级工作温度-40 -80 ；
8）掉电（Power-down）功能；
二． 应用 ：
1）频率/相敏捷正弦波合成；
2）时钟恢复电路和数字锁定通信；
3）数字控制的ADC编码发生器；
4）敏捷本地振荡器应用；
三． 基本描述
ＡＤ９８５０是ＡＤ公司采用先进的ＤＤＳ技术，推出的高集成度DDS频率合成器，它部包括可编程DDS系统、高性能DAC及高速比较器，能实现全数字编程控制的频率合成器和时钟发生器。接上精密时钟源，ＡＤ９８５０可产生一个频谱纯净、频率和相位都可编程控制的模拟正弦波输出。此正弦波可直接用作频率信号源或转换成方波用作时钟输出。ＡＤ９８５０接口控制简单，可以用８位并行口或串行口直接输入频率、相位等控制数据。32位频率控制字，在125ＭＨｚ时钟下，输出频率分辨率达0.029Ｈｚ。先进的ＣＭＯＳ工艺使ＡＤ９８５０不仅性能指标一流，而且功耗少，在3.3Ｖ供电时，功耗仅为155ｍＷ。扩展工业级温度围为－４０～＋８５摄氏度，其封装是２８引脚的SSOP表面封装。AD9851部方框图（如图1）.
引 言
随着“软件无线电”技术和数字技术的飞速发展，用数字控制方法从一个参考频率源产生多种频率的技术——直接数字合成器（Direct Digital Synthesizer。DDS）被广泛应用。具体体现在相对带宽宽、频率转换时间短、频率分辨率高、输出相位连续、可产生宽带正交信号及其他多种调制信号、可编程和全数字化、控制灵活方便等方面，并具有极高的性价比。现已广泛应用于通讯、导航、雷达、遥控遥测、电子对抗以及现代化的仪器仪表工业等领域。美国AD公司推出的高集成度的采用先进的CMOS技术的直接频率合成器AD9850是DDS技术的典型产品之一。AD9850是高稳定度的直接数字频率合成器件，部 数据输入寄存器、可编程DDS系统、高性能数/模转换器（DAC）及高速比较器，能实现全数字编程控制的频率合成器和时钟发生器，如接上精密时钟源，AD9850可产生一个频谱纯净、频率和相位都可编程控制的正弦信号。AD9850中包含高速比较器，正弦波也可直接用作频率信号源，也可通过比较器转换成方波，作为时钟输出。本文主要介绍了高集成度频率合成器 A D9 8 5 0的工作原理、主要特点及其与 MCS51单片机的接口及应用设计。
（14）RES，复位端。
五．工作原理
ＡＤ９８５０是ＡＤ公司采用先进的ＤＤＳ技术，高集成度ＤＤＳ频率合成器部包括可编程ＤＤＳ系统、高性能ＤＡＣ及高速比较器，能实现全数字编程控制的频率合成器和时钟发生器. 接上精密时钟源，ＡＤ９８５０可产生一个频谱纯净、频率和相位都可编程控制的模拟正弦波输出。此正弦波可直接用作频率信号源或转换成方波用作时钟输出。图3为AD9850的组成框图。图3中虚线是一个完整的可编程DDS系统，外层虚线包含了AD9850的主要组成部分。
更一般的情况，频率控制字是M时，每2N／M个时钟周期输出一个周期的正弦波。所以此时有
fo =M fc／2N（5-2-2）
式（5-2-2）为DDS系统最基本的公式之一。由此可以得出
输出信号的最小频率（分辨率）
F0min= fc／2N（5-2-3）
输出信号的最大频率
Fomax =Mmax fc／2N（5-2-4）
（6）CLK，输入时钟；
（7）AGND，模拟地；
（8）AVDD，为部模拟电路提供电源， 可与数字电源共用；
（9）RSET，DAC外接电阻；
（10）QOUT，QB，部比较器输出端；
（11）VINN，VINP，部比较器输入端；图2引脚排列图
（12）DACBL，部DAC外接参考电压端，可空；
（13）IB，IOUT，DAC输出端；
四．AD9850的引脚功能描述
AD9850是28脚SOP表面封装，体积小，易用于便携仪器。其引脚排列如图2所示，功能如下：
（1）D0-D7，控制字并行输入端，其 中 D7可作为串行输入；
（2）DGND，数字地；
（3）DVDD，为部数字电路提供电源；
（4）WCLK，控制字装入时钟；
（5）FQUD，频率更新控制；
ＡＤ９８５０采用３２位相位累加器，截断成１４位，输入正弦查询表，查询表输出截断成１０位，输入到ＤＡＣ。ＤＡＣ输出两个互补的模拟电流，接到滤波器上。调节ＤＡＣ满量程输出电流，需外接一个电阻Ｒｓｅｔ，其调节关系是Ｉset＝３２（1.248Ｖ／Rest），满量程电流为１０～２０ｍＡ。
图1 AD9850的系统功能框图
一． 特 性：
1）最高125MHz的时钟频率；
2）片集成高性能模数变换器（10位ADC）和高速比较器；
3）具有良好的动态性能：在40MHz输出时，DAC的抑制寄生动态围 （SFDR）仍大于50dB；
4）供电模式可选：+5v或+3.3v单电源供电；
5）低功耗：+5v供电时功耗为380mW，+3.3v供电时功耗为155mW；
集成电路原理及应用课程设计报告
\\
题 目DDS芯片AD9850原理及应用
授课教师
学生
学 号
专 业
教学单位
完成时间 2011年7月1日
摘要：介绍了美国A D公司采用先进的直接数字频率合成 ( DDS )技术推出的高集成度频率合成器 A D9 8 5 0的工作原理、主要特点及其与 MCS51单片机的接口， 并给出了接口电路图和部分源程序。同时给出了以AD9850为频率合成器，以AT89S52单片机为进程控制和任务调度核心来设计一个信号频率和幅度都能预置且频率稳定度高的函数信号发生器的设计方法．
图3 AD9850的组成框图
基本参数计算公式
由于相位累加器是N比特的模2加法器，正弦查询表ROM中存储一个周期的正弦波幅度量化数据，所以频率控制字M取最小值1时，每2N个时钟周期输出一个周期的正弦波。所以此时有
F0= fc／2N（5-2-1）
式中，F0为输出信号的频率；fc为时钟频率；N为累加器的位数。