模拟集成电路设计训练报告(编辑修改稿)

模拟集成电路设计训练报告(编辑修改稿)内容摘要：

当 ω =ω 0时，增益， RC的移相网络均为衰减网络， V0 + V+ R3 C ω/ω0 A(ω) 1 1 0 1 45176。 90176。 0 ω/ω0 φ(ω) 模拟集成电路设计实验 8 通常需要 3 节以上的 RC 网络才能构成反馈振荡器，因为电路必须提供 180 度相移，此处我仅采用了一节 RC 相移网络电路，因为在滞回比较电路部分提供了足够的相移和增益，满足了振幅起振条件。 RC 在这个振荡器中充当定时元件的功能。 R 和 C 都是定时元件，输出的两个门限电压的计算如下。 输入高电平 Vih，输出高电平 Voh 的关系式子演算如下： Vih = (Voh− Vt1) R1R1 +R2 + 𝑉𝑡1 Vih = Voh R1R1 +R2 + 𝑉𝑡1 R2R1 + R2 𝑉𝑡1 = 𝑉𝐷𝐷 R5R4 +R5 代入上述式子，得表达式 Vih = Voh R1R1 + R2 +𝑉𝐷𝐷 R5R4 + R5 R2R1 +R2 同理可得输入高电平 Vil，输出高电平 Vol 的关系式子 Vil= Vol R1R1 +R2 + 𝑉𝐷𝐷 R5R4 +R5 R2R1 + R2 电路工作过程中，假设 t=0 时， Vo=Voh，且 C 上面的起始电压为零，此时，Voh 通过 R 向 C 充电， C 上的电压按照指数规律上升，直到 Vc 的值等于输入电压高电平 Vih 时停止，注意，此处的电容 C 上的电压等效为这个运算放大器的输入电压。 这个过程实际上就是零状态响应。 根据 KVL（基尔霍夫电压定律），我们可以得出 𝑉𝑜ℎ = 𝑉𝑟3+ Vc 将 𝑉𝑟3 = R3 I, i = C d(Vc)𝑑(𝑡)代入上式，可得 𝑉𝑜ℎ = R3 C d(Vc)𝑑(𝑡) +Vc 解出这个一阶线性非齐次方程，我得出了 Vc = Vi = Voh(1− e−t𝜏)，其中 𝜏 = R3 C 模拟集成电路设计实验 9 C上面的电压按照指数规律上升，直到其值等于 Vih 时， Vo由 Voh 下跃到 Vol,C又通过 R3 来放电，这是实际上是一个零输入响应过程，通过计算，可以得出以下关系式： Vc = Vih e−t𝜏 i = Voh𝑅3 e−t𝜏 C上面的电压按照指数规律下降，直到其值等于 Vil 时， Vo 由 Vol 上跃到 Voh,如此循环往复，就形成输出所需要的方波。 C 处充电电压波形图 Vil t Vih O Vi t Voh O Vo Vol 模拟集成电路设计实验 10 输出电压波形图 经过计算可得，振荡周期为 𝑇 = 2 R3 C In(1 +2 R2𝑅1) (四 ) 迟滞比较器电路 迟滞比较器电路图 电压比较器中的运放一般处于开环状态或接入正反馈 , 运放工作在非线性状态。 这个电压比较器采用的是一个运算放大器电路处于开环状态的差分 反相 放大器电路。 差分放大电路采用 双端输入，单端输出 ， V1 是同相输入端， V2 是反相输入端，判断同相好反相的方法是输入电压与输出电压的数值关系来判定同相和反相端。 同相输入端输入一个 参考电压 ，这个参考电压直接由下拉电阻分压提供，反相输入端则输入由振荡器输出的 方波。 当 V1 电位高于 V2 至少 以上 ,我们就可以认为 V1的电位高于 V2, 同相输入端处于高电位时，输出端也为高电位。 模拟集成电路设计实验 11 设 M1 和 M2 的等效电阻为 r r2， r1=r2，所以 M1 和 M2 宽长比应该相等，让两边的电流相等， M3 和 M4 的宽长比也要一致， M5 的电流是 M1 和 M2 的电流的加总， M5 的沟道要较长，防止沟道调制效应的影响太大。 输出电压特性图 上图中 V’。