模拟集成电路的非线性应用
仿真应用工程师招聘笔试题与参考答案
招聘仿真应用工程师笔试题与参考答案一、单项选择题（本大题有10小题，每小题2分，共20分）1、在仿真软件中，为了模拟真实世界的物理行为，下列哪个选项是实现精确碰撞检测的关键因素？A. 图形渲染质量B. 物理引擎精度C. 网络传输速度D. 用户界面友好度答案：B. 物理引擎精度解析：精确的碰撞检测主要依赖于物理引擎的计算精度，而非图形渲染质量、网络传输速度或用户界面的设计。
2、在进行系统仿真时，为了提高模型的准确性，最应该关注的是哪一项？A. 模型的复杂度B. 数据的准确性和完整性C. 仿真的运行速度D. 软件的品牌知名度答案：B. 数据的准确性和完整性解析：在仿真过程中，数据的准确性和完整性对于建立一个高精度的模型至关重要。
虽然模型复杂度和仿真运行速度也很重要，但它们不如数据质量对结果的影响直接。
软件品牌知名度则不是决定仿真准确性的关键因素。
3、在EDA工具中，将硬件描述语言转化为硬件电路的重要工具软件是 ( )A. 适配器B. 仿真器C. 下载器D. 综合器答案：D解析：综合器（Synthesis Tool）是EDA工具中的一个关键组成部分，它的主要功能是将硬件描述语言（HDL）转化为硬件电路。
这一转化过程包括将HDL描述的逻辑电路设计转化为由一系列门级或更底层逻辑元件（如晶体管、逻辑门等）组成的电路网表，进而生成可以被FPGA或ASIC等硬件实现的物理设计。
适配器、仿真器和下载器在EDA 流程中也扮演重要角色，但它们并不直接负责将HDL转化为硬件电路。
4、以下关于Verilog HDL中赋值语句的描述，正确的是 ( )A. 在组合逻辑电路设计中，应优先使用阻塞赋值（blocking assignment）B. 在时序逻辑电路设计中，非阻塞赋值（non-blocking assignment）会导致仿真结果与预期不符C. 阻塞赋值和非阻塞赋值的主要区别在于它们对仿真时间的处理方式D. 非阻塞赋值在always块中总是优于阻塞赋值答案：C解析：在Verilog HDL中，阻塞赋值和非阻塞赋值的主要区别在于它们对仿真时间的处理方式。
集成电路射频模拟电路设计技术研究
集成电路射频模拟电路设计技术研究现代电子技术的快速发展，使得人们对于射频模拟电路的需求越来越强烈。
集成电路是射频模拟电路设计的重要领域之一，通过将多个电子元器件和功能集成到一个芯片上，可以实现更高效、更精确地控制信号。
射频模拟电路的设计挑战在于电路的可重复性和性能稳定性，同时还要考虑到尺寸和功耗的限制。
因此，集成电路射频模拟电路设计技术研究对于实现高性能、低成本、小尺寸的射频系统非常重要。
一、集成电路射频模拟电路设计技术的发展历程集成电路射频模拟电路设计技术的发展历程可以追溯到20世纪60年代的晶体管集成电路。
由于晶体管的高频特性稳定性较差，以及制造过程的限制，晶体管集成电路并没有在射频领域取得很大的进展。
直到MOSFET的引入，射频模拟电路的性能才有了显著提高。
20世纪90年代，CMOS技术得到了快速的发展，集成度和性能均有了提高。
同时，工艺和设计技术也越来越成熟，使得集成电路射频模拟电路的设计和制造成为可能。
如今，CMOS集成电路在射频模拟电路设计方面已经成为主流技术。
二、集成电路射频模拟电路设计技术的关键技术1. 高速模拟电路设计技术高速模拟电路的设计和制造一直是集成电路射频模拟电路设计的难点。
在高频率条件下，电路中传输线、导体等元器件要满足相应的特性阻抗、传输损耗、反射、干扰抑制等要求。
因此，高速模拟电路的设计需要综合考虑多个因素，如优化回路阻抗、协调各部分电路相互耦合、减少传输损耗等。
2. 低噪声放大器设计技术低噪声放大器是射频接收机中重要的放大器之一，需要具有高增益和低噪声的特性。
低噪声放大器设计的关键是要抑制电路内部噪声，同时减小与外界的噪声干扰。
降低噪声的方法包括降低阻抗噪声、降低通道噪声、尽量减小热噪声等。
3. 非线性电路设计技术射频模拟电路中，非线性电路的设计具有很大的挑战性。
非线性电路的特殊性质会导致频率失真和相位失真，进而影响信号的质量。
为了提高非线性电路的性能，常常需要采用线性化方法，例如采用反馈控制、热稳定化等。
555时基电路构成的单稳态触发
555时基电路构成的单稳态触发
单稳态触发是一种利用555时基电路的非线性特性来实现的脉冲触发方式。
555时基电路是一种常用的模拟集成电路，具有稳定的单稳态输出和良好的触发性能，在许多电路中都有广泛的应用。
555时基电路由一个1.5V的电容和两个4.7kΩ的电阻组成，其输出是一个非线性的方波信号。
当输入信号高于触发电压时，555时基电路会进入单稳态状态，输出方波信号的周期为2倍的触发电压周期。
当输入信号低于触发电压时，555时基电路会保持在单稳态状态。
在555时基电路构成的单稳态触发电路中，通常需要一个由555时基电路构成的多谐振荡器来实现脉冲的产生。
当多谐振荡器输出的信号高于触发电压时，555时基电路会进入单稳态状态，输出方波信号。
当多谐振荡器输出的信号低于触发电压时，555时基电路会保持在单稳态状态。
在使用555时基电路构成的单稳态触发电路时，需要注意以下几点：
1. 触发电压的选择：触发电压的大小会影响555时基电路的工作状态，选择合适的触发电压可以保证电路的稳定性和触发效果。
2. 多谐振荡器的选择：多谐振荡器的频率和占空比会影响输出信号的波形，选择合适的多谐振荡器可以保证输出信号的稳定性和触发效果。
3. 振荡器的输出频率：振荡器的输出频率会影响触发信号的时间，选择合适的振荡器输出频率可以保证触发信号的时间。
总之，555时基电路构成的单稳态触发电路具有结构简单、性能可靠的特点，在许多应用中都有广泛的应用。
模拟电子技术教学课件-集成运算放大器的应用
小信号进行放大，且具有较强的共模抑制能力。
因为最后一级运算 放大器是双端输入差 分电路，所以：
2021/7/25
4.1 集成运放的线性应用电路
思考与练习
Sikaoyulianxi 1.集成运放构成的基本线性应用电路有哪些？在这些基本 电路中，集成运放均工作在何种状态下？
2.“虚地”现象只存在于线性应用运放的哪种运算电路中？
由一个RC低通电路和一个RC高通 电路形成带通滤波器。
高
低通
通
利用同相输入的比例 放大电路做隔离放大 级。为改善频率特性 引入正反馈。
幅频特性：
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带阻滤波器
将一个RC低通电路和一个RC 高通电路的输出求和，即形 成带阻滤波器。
如果带阻滤波器的阻 带设置为某单一频率 时，则可构成陷波滤 波器。
由虚断可得： 数值代入后整理可得： 通频带内的电压放大倍数：
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4.1.8 有有源源滤波高器通——滤常用波的器有源滤波器
通频带内的电压放大倍数： 传输函数为：
电路的特性频率为： 当输入信号的频率f等于通带截止频率f0时：
幅频特性：
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4.1.8 有源滤4带.波1.8器通有—滤源—滤常波波用器的器有源滤波器
第4单元 集成运算放大器的应用
集成运放的运算应用电路
目
Jichengyunfangdeyunsuanyingyingdianlu
录
集成运算放大器的非线性应用
3zhongzutaifangdadianludexingnengbijiao
集成运算放大器的选择、使用和保护
Danjixingguandedanjifangdadianlu
【精品】集成电路试题
集成电路试题二、选择题（14分，每小题2分）1、集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以（）。
A减小温漂B增大放大倍数C提高输入电阻2、为提高集成运放的放大倍数，集成运放的中间级多采用（）。
A共射极放大电路B共集放大电路C共基放大电路3、现有电路：A反相运算电路B同相运算电路C积分运算电路D微分运算电路E加法运算电路F乘方运算电路（1）欲将正弦波电压转换成二倍频电压，应选用（）。
（2）欲将正弦波电压叠加上一个直流量，应选用（）。
（3）欲实现Au＝－100的放大电路，应选用（）。
（4）欲将方波电压转换成三角波电压，应选用（）。
（5）欲将方波电压转换成尖顶波电压，应选用（）。
下列关于74LS245的用途,不正确的说法是（）A.常用于数据锁存B.常用于数据双向传送C.常用于数据驱动D.常用于数据缓冲一、RS-232C标准的电气特性中数据"0"规定为（）二、 A.-3～-15V三、 B.-5～0V四、 C.0～+5V五、 D.+3～+15V六、选择题；1一个理想运放的基本条件是()。
(a)A ud=∞；(b)r od=∞；(c)r id=0；(d)K CMRR=0。
2集成运放在应用中出现自激，这一般是由于下述原因之一所致()。
(a)退耦电容太大；(b)分布电容太小；(c)负载电容太大；(d)耦合电容太大。
3在下列几种典型的积分电路中，哪个是比较积分电路？()。
4模拟电路的非线性应用之一是()。
(a)比例放大；(b)求和放大；(c)积分器；(d)对数器。
5模例乘法器的应用电路之一是()。
(a)加法器；(b)减法器；(c)整流器；(d)鉴频器。
6在下例比较器中，抗干扰能力最强的是()。
(a)单门限比较器；(b)迟滞比较器；(c)窗口比较器；(d)三态比较器。
7在集成变换器中，属于周期性变换器的是()。
(a)U/I变换器；(b)I/U变换器；(c)U/F变换器；(d)阻抗变换器。
8DAC0832的转换位数是()。
模拟电子技术基础知识运算放大器的非线性特性解析与应用
模拟电子技术基础知识运算放大器的非线性特性解析与应用模拟电子技术中的运算放大器是一种重要的电子元件，广泛应用于信号处理、滤波、运算和放大等领域。
运算放大器被设计为线性的电路，但在实际应用中，其非线性特性常常会对电路性能产生影响。
本文将对运算放大器的非线性特性进行解析，并探讨其在实际应用中的重要性。
1. 非线性特性的定义和分类非线性特性指的是电路输出与输入信号不成比例的关系。
在运算放大器中，这种非线性特性通常体现为失真、交叉耦合和非线性增益等现象。
2. 失真失真是指运算放大器输出信号中含有不同于输入信号的频谱成分。
主要的失真形式包括谐波失真、交调失真和互调失真等。
谐波失真是输出信号中含有输入信号频率的整数倍频率成分；交调失真是输出信号中含有输入信号频率之间的交叉成分；互调失真则是当输入信号有多个频率时，输出信号中含有两个或多个频率之间的非线性交叉成分。
3. 交叉耦合交叉耦合是指在运算放大器中，当输入信号的一个分量变化时，会影响到其他分量的输出。
这种非线性耦合效应会导致输出信号中出现与输入信号成分无关的非线性成分，从而改变电路的运算性能。
4. 非线性增益非线性增益是指运算放大器在不同输入信号幅度下的输出增益不一致性。
在理想的运算放大器中，输出信号应该与输入信号成比例，但由于非线性特性的存在，输出信号的增益并不是恒定的。
这种非线性增益会导致信号失真，并降低电路的工作精度。
5. 非线性特性的应用尽管非线性特性会对电路性能产生影响，但在某些应用场景下，非线性特性也是被利用的。
例如，压限放大器（limiter amplifier）就是一种利用非线性特性的运算放大器，它被广泛应用于无线通信中用于抑制干扰信号、防止过载和保护接收机等方面。
6. 技术手段与解决方案为了解决运算放大器的非线性特性问题，工程师们提出了许多技术手段和解决方案。
例如，通过合理的设计，可以采用负反馈手段来补偿非线性特性，使得输出信号更加稳定和准确。
运放的非线性应用原理
运放的非线性应用原理1. 引言运放（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种广泛应用于电子电路中的集成电路器件。
除了典型的线性应用，运放还可以应用于非线性电路中，实现多种有趣而实用的功能。
本文将介绍运放的非线性应用原理，并使用列点的方式进行阐述。
2. 非线性应用原理以下列出了几种常见的运放非线性应用原理：•比较器（Comparator）：通过利用运放的放大特性和比较特性，将输入信号和参考电压进行比较，并输出高或低电平的信号。
比较器常用于判断信号的高低电平或超过阈值等特定条件。
在计算机数字电路中，比较器也用于二进制数据的比较与处理。
•正弦波产生器（Oscillator）：利用运放的正反馈特性，实现自激振荡电路，产生稳定的正弦波信号。
正弦波产生器常应用于音频设备、信号发生器以及通信设备中。
•多谐振荡器（Multivibrator）：通过运放的放大特性和正反馈特性，构建多谐波振荡电路。
多谐振荡器可产生方波、矩形波和锯齿波等多种波形信号。
在电子乐器、通信设备和数字电路中，多谐振荡器有广泛的应用。
•限幅器（Clamper）：通过限制输入信号的幅值，实现对信号的限制和修正。
限幅器多用于音频设备和通信设备中，用于保护后续电路不受高幅值的输入信号的干扰。
•焊接控制器（Soldering Iron Temperature Controller）：运放非线性应用在温控领域中也有应用。
焊接控制器可通过运放的非线性运算功能，实现对焊接烙铁温度的精确控制。
在焊接电子元件时，可根据焊接环境和元件要求来控制烙铁的温度。
3. 非线性应用实例分析将以限幅器为例，对非线性应用原理进行实例分析：3.1 限幅器原理限幅器的原理是通过控制开关电路的导通和断开来限制输入信号的幅值。
输入信号超过设定的上下限幅值时，运放会切断输出信号。
以下为限幅器的工作原理：1.以一个正弦波信号作为输入信号。
2.设置上下限幅电压值。
西南民族大学集成电路第3章模拟集成电路非线性应用
第3章 模拟集成电路的非线性应用
若门限电位为零——为：过零比较器
uo
ui u +
UoH
uO
0 ui
∞ + u- － A +
UoL
ui u uo ∞ u+ + A +
uO
0
UoH
ui
UoL
第3章 模拟集成电路的非线性应用
例题：利用电压比 较器将正弦波变为 方波。
ui u +
ui
t
∞ + u- － A +
VD1 VD2
ui
＋
A1
uo
uo1
R1 = R
VD3
VD4
－ ＋
A2
uo2
ui>0时
u-1= ui 作用于A2的反向端 1 mR ui ) ui u-2虚地 uo (1 mR m
uo1 >0, VD1截止, VD2导通 uo2 <0, VD4截止, VD3导通
第3章 模拟集成电路的非线性应用
二极管D1截止，D2导通， ui
R3 U A Ui R1
R1
D1
R5 R4
D2
- A1 +
uA
– A2 +
uo
R5 R5 R5 R5 R3 U 0 Ui U A Ui Ui R2 R4 R2 R4 R1 R5 ( R2 R3 R1 R4 ) R1 R2 R4
可见, 门限电压:
Uim Uom
O
uI
U im
R2 U ref R1
第3章 模拟集成电路的非线性应用
3.6 电压比较器及其应用
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二极管和三极管对数器明编显辑缺ppt 点是温度稳定性差。
6
4. 温度补偿对数器的实际电路
此部分大都 做在了集成 电路内部
图3-1-4 补偿对放大器的实际电路
输出电压为 Uo(1编R 辑Rp43p)t kqTlnR R (15V Ucic)
7
3.1.2 指数器
1.基本指数器
图3-1-5 基本指数器
对数器是实现输出电压与输入电压成
对数关系的非线性模拟电路。
1.PN结的伏安特性 Id IS(ekqTUd 1)
IdPN结的正向导通电流 ISPN结的反向饱和电流，它随温度变化 q电子电荷量，q = 1.602 × 10-19 C
k玻尔兹曼常数，k = 1.38 × 10-23 J/ ºC
T绝对温度 t = 25 ºC 时，kT 26mV
第3章 模拟集成电路的非线性应用
3.1 对数器和指数器 3.2 乘法器及其应用 3.3 二极管检波器和绝对值变换器 3.4 限幅器 3.6 电压比较器及其应用
编辑ppt
1
3.1 对数器和指数器
3.1.1 对数器 3.1.2 指数器 3.1.3 集成化的对数器和指数器
编辑ppt
2
3.1 对数器和指数器
14
3.乘法器的基本性质
（1）乘法器的静态特性
①X = 0时，Y为任意值， 或Y = 0时，X为任意值， 则输出Z = 0。
②当 X 等于某一常数时，
输出Z与Y 成正比，Z与 Y的关系曲线称为四象限 输出特性。
图3-2-3 理想乘法器 四象限输出特性
③当输入幅值相等时，即X = Y或X = －Y，
Ud＞100mV
Id
I ekqTUd S
编辑ppt
q
T以298代入
3
❖ 热力学温度
又叫热力学标温，符号T，单位K（开尔文，简称 开）。 早在1787年法国物理学家查理（J.Charles）就 发现，在压力一定时，温度每升高1℃，一定量气体的 体积的增加值（膨胀率）是一个定值，体积膨胀率与温 度呈线性关系。
要选体电阻小 的二极管
图3-1-1 二极管对数器
由
uo Ud
Id
I eq kT
Ud
S
图3-1-2 二极管对数器 的传输特性
得输出电压为 式中， U T 2.3
Uo
kT
q
Ud
2.3k
T
lg
(
U U
i k
)
当 t=25 ºC 时，UT≈59m编辑Vp。pt
5
3. 三极管对数放大器
输出与输入的关系曲线称为平方率输出特性。
编辑ppt
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(2) 乘法器的线性和非线性
通常认为乘法器是一种非线性器 件。乘法器不能应用线性系统中 的叠加原理，但是乘法器在一定 条件下，又是线性器件，例如： 一个输入电压为恒定值时，即X= 常数，则有
图3-2-4 理想乘法器 平方律输出特性
理想乘法器属于非线性器件还是线性器件取决于
图3-1-6 指数器的传输特性
由 UoIeR 和
Ie
I ekqTUbe S
得输出电压为 U oRe IRS ek IqU T be RS ek IqU T i
编辑ppt
8
2.具有温度补偿的实用指数器
图3-1-7 具有温度补偿的实用精密指数器
编辑ppt
选正温度系数的RT， 可对环境温度引起
的变化进行补偿。 9
两个输入电压的性质，在这里“线性”的含义仅仅是
非线性本质的特殊情况。编辑ppt
16
3.2.2 乘法器的工作原理
❖ 模拟乘法器有多种方法能实现，有对数—指数相 乘法、四分之一平方相乘法、三角波平均相乘法、 时间分割相乘法和变跨导相乘法等。
❖ 其中变跨导乘法器便于集成，内部元件有较高 的 温度稳定性和运算精度，且运算速度较高，
编辑ppt
12
3.2.1 乘法器的基础知识
1.乘法器
乘法器具有两个输入端（通常称为X输入端和 Y输入端）和一个输出端（通常称为Z输出端）。
输出特性方程为
uo (t) Kux(t) uy(t) 或 Z = KXY
K为增益系数或标 度因子，单位为V-1。
图3-2-1 乘法器的符号
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13
2.乘法器的工作象限
在理想运放的条件下
Ui>0,使用NPN Ui<0,使用PNP
Ic
IE
I ekqTUbe S
保护VT不被 反向击穿
输出电压为
UoUbe2.3qkTlg(U RiIS)
UT
lg(
Ui
RIS
)
图3-1-3 三极管对数放大电路
采用三极管作变换元件，可实现5～6个数量级的动态范
围，而采用二极管可实现3～4个数量级的动态范围。
❖ 乘法器有四个工作区，它两个 输入电压极性来确定。
❖ 两个输入端只能适应单一极性 乘法器称为单象限乘法器。
❖ 如果一个输入端适应正、负两 种极性，另一输入端只能适应 单一极性乘法器称为二象限乘 法器。
图3-2-2 乘法器 的工作象限
❖ 如果两个输入端均能适应正、负极性的乘
法器称为四象限乘法器。
编辑ppt
以绝对零度（0K）为最低温度，规定水的三相点的 温度为 273.16K，开定义为水三相点热力学温度的 1/273.16。
摄氏度为表示摄氏温度时代替开的一个专门名称。
而水的三相点温度为0.01摄氏度。因此热力学温度T与
人们惯用的摄氏温度t的关系是T＝t＋273.15。
编辑ppt
4
2. 二极管对数放大器
❖ 它的3dB频率可达10MHz以上。
跨导：一个电路单元的输出电流与该单元的输入电压的比值，
这个电路单元通常指放大器。
在MOS管中，跨导的大小反映了栅源电压对漏极电流的
控制作用。在转移特性曲线上，跨导为曲线的斜率。
单位是 S （西门子），编一辑般ppt 用mS。
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1.跨导型集成运放简介
跨导型集成运放(Operational Transconductance Amplifier 缩写为OTA)与一般集成运放区别是， 具有一个以偏置电流注入形式出现附加控制输入 端，这使OTA特性及应用更加灵活；这种器件的 输出不是一般集成运放中输出电阻趋于零的电压 源，而是具有极高输出电阻的电流源表示。
3.1.3 集成化的对数器和指数器
主要用于乘法、除法、平方、开方等运算及信号的压缩 和放大电路中，还可用于产生锯齿波、阶梯波的电路中。
图3-1-8 8048型编集辑p成pt 化对数放大器
10
图3-1-9 8049型集成化指数器
编辑ppt
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3.2 乘法器及其应用
3.2.1 乘法器的基础知识 3.2.2 乘法器的工作原理 3.2.3 模拟乘法器的应用电路