千文网小编为你整理了多篇相关的《集成电路实习报告(合集)》,但愿对你工作学习有帮助,当然你在千文网还可以找到更多《集成电路实习报告(合集)》。
一:实习目的
1熟悉手工焊接的常用工具的使用及其维护与修理
2基本掌握手工电烙铁的焊接技术,能够独立的完成简单电子产品安装与焊接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。
3熟悉印制电路板设计步骤和方法,熟悉手工制作印制电路板的工艺流程,能够根据电路原理图,元器件实物设计并制作印制电路板。
4熟悉常用电子元器件的类别,符号,规格,性能及其使用范围,能查阅有关的电子器件图书。
5能够正确识别和选用常用的电子器件,并且能够熟练使用普通万用表和数字万用表。
6了解电子产品的焊接,调试与维修方法。
二:实习要求
1要求学生熟悉常用的电子元器件的识别,测试方法。
2要求学生练习和掌握正确的焊接方法。
3要求学生练习和掌握电子工艺的基本要求,了解电子产品的生产的工艺文件,对照电路原理图,能看懂接线图,理解图上的符号及图注并与实物能一一对照。
4认真阅读有关的工艺图纸以及文件,并据此细心独立的进行安装,连焊,并记录有关的心得,经验和体会。
5根据文件调试,会利用仪器和工对机芯进行调试,学会排除故障,使整机达到指标要求,
6根据工艺文件的指导,独立封装整机外壳,完成一件正式的产品。
三:实习工具及元件
实习工具
电烙铁:马蹄形,大功率35瓦镊子起子焊锡松香两节5号电池
元件
电阻:各色电阻共11个
电阻的识别和检测:电阻在电路中用r加数字表示,如:r1表示编号为1的电阻。电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置等。电阻的参数标注方法有3种,即直标法、色标法和数标法。a、数标法主要用于贴片等小体积的电路,如:472表示47100(即4.7k);104则表示100kb、色环标注法使用最多,现举例如下:四色环电阻五色环电阻(精密电阻)2、电阻的色标位置和倍率关系如下表所示:颜色有效数字倍率允许偏差(%)银色/x0.0110金色/x0.15黑色0+0/棕色1x101红色2x1002橙色3x1000/__x10000/绿色5x1000000.5蓝色6x10000000。2紫色7x100000000.1灰色8x100000000/白色9x1000000000/
电容:瓷片电容1p:1个2p:2个5p:2个15p:1个30p:2个47p:1个120p:1个102:2个103:4个223:1个473:1个104:6个
电解电容:47uf:2个10uf:3个47uf:1个220uf:2个
电容的识别和检测:、电容在电路中一般用c加数字表示(如c13表示编号为13的电容)。电容是由两片金属膜紧靠,中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流。
电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小,电容对交流信号的阻碍作用称为容抗,它与交流信号的频率和电容量有关。
容抗xc=1/2fc(f表示交流信号的频率,c表示电容容量)
电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。
2、识别方法:电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同,分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉(f)表示,其它单位还有:毫法(mf)、微法(uf)、纳法(nf)、皮法(pf)。
其中:1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法
容量大的电容其容量值在电容上直接标明,如10uf/16v
容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示
字母表示法:1m=1000uf1p2=1。2pf1n=1000pf
数字表示法:一般用三位数字表示容量大小,前两位表示有效数字,第三位数字是倍率。
如:102表示10102pf=1000pf224表示22104pf=0。22uf
二极管:in4001:1个
二极管的识别与检测方法:二极管的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小;而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。识别方法:二极管的识别很简单,小功率二极管的n极(负极),在二极管外表大多采用一种色圈标出来,有些二极管也用二极管专用符号来表示p极(正极)或n极(负极),也有采用符号标志为p、n来确定二极管极性的测试注意事项:用数字式万用表去测二极管时,红表笔接二极管的正极,黑表笔接二极管的负极,此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值,这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。
三极管:9018h:1个9014c:1个
三极管的识别与检测方法:三极管有三只引脚,已知型号和管脚排列的三极管,可按下述方法来判断其性能好坏
(a)测量极间电阻。将万用表置于r100或r1k挡,按照红、黑表笔的六种不同接法进行测试。其中,发射结和集电结的正向电阻值比较低,其他四种接法测得的电阻值都很高,约为几百千欧至无穷大。但不管是低阻还是高阻,硅材料三极管的极间电阻要痹秽材料三极管的极间电阻大得多。b、检测判别电极
(a)判定基极。用万用表r100或r1k挡测量三极管三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。当用第一根表笔接某一电极,而第二表笔先后接触另外两个电极均测得低阻值时,则第一根表笔所接的那个电极即为基极b。这时,要注意万用表表笔的极性,如果红表笔接的是基极b。黑表笔分别接在其他两极时,测得的阻值都较小,则可判定被测三极管为pnp型管;如果黑表笔接的是基极b,红表笔分别接触其他两极时,测得的阻值较小,则被测三极管为npn型管。
(b)判定集电极c和发射极e。(以pnp为例)将万用表置于r100或r1k挡,红表笔基极b,用黑表笔分别接触另外两个管脚时,所测得的两个电阻值会是一个大一些,一个小一些。在阻值小的一次测量中,黑表笔所接管脚为集电极;在阻值较大的一次测量中,黑表笔所接管脚为发射极。
其他所用元器件有:空心线圈跨接线绝缘导线若干
四:工作原理与内容
工作原理
1无线电广播基础:广播电台播出节目是首先把声音通过话筒转换成音频电信号,经放大后被高频信号(载波)调制,这时高频载波信号的某一参量随着音频信号作相应的变化,使我们要传送的音频信号包含在高频载波信号之内,高频信号再经放大,然后高频电流流过天线时,形成无线电波向外发射,无线电波传播速度为3108m/s,这种无线电波被收音机天线接收,然后经过放大、解调,还原为音频电信号,送入喇叭音圈中,引起纸盆相应的振动,就可以还原声音,即是声电转换传送电声转换的过程。中波的频率(高频载波频率)规定为5251605khz(千周)。短波的频率范围为350018000khz
2无线电广播发射和接收过程:广播节目的发送是在广播电台进行。广播节目的声波,经过电声器件转换成声频电信号,并由声频放大器放大,振荡器产生高频等幅振荡信号调制器使高频等幅振荡信号被声频信号所调制;已调制的高频振荡信号经放大后送入发射夭线,转换成无线电波辐射出去。无线电广播的接收是由收音机实现的。收音机的接收夭线收到空中的电波;调谐电路选中所需频率的信号;检波器将高频信号还原成声频信号(即解调);解调后得到的声频信号再经过放大获得足够的推动功率;最后经过电声转换还原出广播内容。
3收音机调频制与调幅制工作原理及过程
调幅收音机:用来接收调幅制广播节目。其解调过程是用检波器对己调幅高频信号进行解调。调幅收音机一般工作在中波、短波或长波波段
调频收音机:用来接收调频制广播节目。其解调过程是用鉴频器对己调频高频信号进行解调。调频信号在传输过程中,由于各种干扰,使振幅产生起伏,为了消除干扰的影响,在鉴频器前,常用限幅器进行限幅,使调频信号恢复成等幅状态,电路结构见图。调频收音机一般工作在超短波波段,其抗干扰能力强、噪声小、音频频带宽,音质比调幅收音机好。高保真收音机和立体声收音机都是调频收音机。调频波段都在超高频(vhf)波段,国际上规定为87~108b
4edt2901收音机电路原理
am`fm转换开关由q2`q3`r5~r8`c7组成的调频调幅转换电路,电源开关sw3转换至on状态接通电源后,q2导通,q3截止,a/f端口输出高电平,连接到主板a/f端口,一路经r107到u1的15脚,15脚高电平1c内部自动切换为调频波段。
从拉杆天线接收到的调频高频信号经c101到q101放大后由c104`l101`c106等元件组成的带通滤波器,选出fm的调频信号送至u1的12脚,u1的12脚的调频信号由内部选频放大器以及外围的pvc`c109`l103组成选频回路选频放大,由pvc`c110`l104等组成的本振电路,本振信号从7脚输入,与调频选频信号一起送到u1内部混频电路混频得出10.7mhz的调频中频信号从14脚输出。10.7mhz的中频信号经r109送到cf2陶瓷滤波器,滤除10.7mhz宽带以外大部分的杂波后,10.7nhz的中频信号从u1的17脚输入1c内部中频放大`鉴频(cf3决定鉴频曲线)。鉴频后的音频信号从u1的23脚输出。调频本振另一路信号经c111耦合送到显示驱动sc3610第35脚输入1c内部惊醒分频处理后的频率数字准确显示在屏幕上。
按动sw7,q2截止q3导通u1第15脚为低电平u1内部自动切换为调幅波段,将中波`短波转换开关至于mw时,此时磁棒天线感应到的高频调幅中波信号经pvc选频,由波段开关sw1转换送入u1的10脚。中波波段本振电路由t101`pvc等元件组成,u1的5脚的本振信号与10脚的选频信号同时加到内部混频器,混频得出455khz调幅中频信号,455khz中频信号从14脚输出。推动中短波开关选择短波1~8波段,从拉杆天线接收到的短波高频信号经c101到q101放大经c102耦合到中短波开关sw1波段开关转换从u1第10脚输入。短波1~8的短振回路由t102`t103`pvc`c112`c113等元件组成。本振信号经波段开关sw1转换从5脚输入,与10脚的短波高频信号一起送到混频器混频得出455khz的中频信号从4脚输出。14脚输出的调幅中频信号经r106`t104`cf1选频,滤除455khz宽带以外大部分杂波后,送至u1的16脚输入,中频信号在1c内部进行放大`检波,检波后的音频信号由23脚输出。调幅另一本振信号经c114送至显示驱动sc3610第33脚输入其内部进行处理,处理后的频率数字准确显示在屏幕上。
u1的23脚输出的音频信号经c123耦合从24脚输入,w1是电子音量控制电位器,控制u1第4脚的电平来控制音量。u1的23脚输出的音频信号经c123送至u1的24脚如1c内部功率放大器放大,放大后的音频信号从27脚输出推动扬声器或者耳机。
时钟控制、驱动显示电路,由液晶显示器(lcd)、sc3610、x1、c1~c6、r1~r5`sw1~sw8`q1等元件构成,sc3610的1~16脚为显示驱动输出,17、18脚为振荡输入、输出,23、24脚调节时间控制,26脚是时钟、频率模式转换,27脚为定时开关输出,32脚am/fm选择控制,33脚为amrf输入,35脚为fmrf输入,36脚接正电源。
五:调试
fm波段提示:第一步、调接收频率范围,接上电源轻按fm键,工作在fm状态,将四联可变电容调到最低端,显示屏显示fm频率,用起子调整l104振荡线圈使数字显示59mhz左右,将四联可变电容调至频率显示端,用起子调可变电容顶上振荡联微调电容f/o使显示屏上的数字显示在108.5mhz左右,反复上述调整使fm频率在59~108.5mhz范围内。第二步、调整灵敏度,将四联电容调到70mhz左右收到一个电台调整l103使喇叭输出声,再将四联可变电容调到显示106mhz左右收到一个电台,调整四联可变电容另一微调电容f/a使喇叭输出声。反复以上调整使灵敏度达到效果,用蜡将线圈封固。
中波短的调整:第一步、调接收频率范围,接上电源轻按am键,工作在am状态,将am波段开关推至mw位置转动四联可变电容调到最低端,显示屏显示am频率,用起子调整t101中波振荡使数字显示在515khz左右,将四联可变电容调至频率显示端,用起子调可变电容顶上振荡联微调电容a/o使显示屏上的数字显示在1630khz左右,反复上述调整mw频率仔15~1630khz范围内,第二步、调整灵敏度,将四联可变电容调到600mhz左右收到一个电台调整磁棒线圈位置使喇叭输出声,再将四联可变电容调到显示1400mhz左右收到一个电台,调整四联可变电容mw另一微调电容a/a使喇叭输出声。反复以上调整是灵敏度达到。用蜡将线圈封固。
短波段的调整:短波段的调整比较简单,短波用了一级高频放大电路不用调整灵敏度,只要调整频率就ok了。频率的调整也很简单,要先调好中波再将波段开关推至sw1,四联可变电容调到最低端调t102短波振荡频率显示在3.8mhz左右,短波1~5自动同步,再将开关推至sw8位置,调整t103短波振荡使频率显在17.9mhz左右,短波6~8自动同步。
amif中周t104的调整:找出一个信号比较强的短波电台,调t104使喇叭输出声音最清晰为止。
六:心得体会
此次在为期一周的电子工艺实习中,收获挺多。如果说我们以前学的都是一些理论知识,那么此次实习让我们经历了一次真正的实践。从最简单的电阻电容的识别,以及各种电子元器件的识别、使用及其检测,到电烙铁的正确使用以及正确焊接,pcb板的布局及其制作了解。都是我们感到一种新鲜感,一种强烈的求知欲在我们胸中升起。
这次的实习对我们来说无疑是一次较好的动手锻炼机会,因此从一开始就抱着一种较认真的态度,无论是从了解无线电广播基础及其实现原理,还是后来的焊接对我来说都是一种提高。这次实习的重点任务也就是焊接,由于以前曾焊接过一些简单的电路板,于是焊接对我们来说也不是一件什么难事,但由于电子元器件布局紧密,焊接需小心对待。如果焊错了,将其取下必定要耗费一番精力不可,而且未必能够取下来。因此我是丝毫不敢怠慢。可在调试时仍然出现了一点小问题,示数显示有点不稳定,但在同学的帮助下,最终将其完美解决。
这次的实习使我明白一个道理,在现代高速发展的今天,仅仅用一些理论知识来武装大脑是不够的,我们还需要用实际动手操作能力来装扮我们的双手,只有如此才不负祖国对我们的培养,做好祖国的接班人,为祖国贡献出自己的一份力量。
实习内容:认识实习(社会调查)
毕业实习
集中分散
学生姓名:
学 号:
专业班级:
实习单位:
实习时间:
年 月 日
实习目的
1、了解常用电子器件的类别、型号、规格、性能及其使用范围,能查阅有关的电子器件图书。
2、掌握电子元器件的识别及质量检验。
3、学习并掌握中夏牌ZX-05型调频、调幅收音机、贴片收音机的工作原理。
4、熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理,并基本掌握手工电烙铁的焊接技术,能够独立的完成简单电子产品的安装与焊接。熟悉电子产品的安装工艺的生产流程。
5、了解电子产品的焊接、调试与维修方法。初步学习调试电子产品的方法
实习内容
(一)时间安排
(二)焊接工艺
1、焊锡原理
锡焊技术采用以锡为主的锡合金材料作焊料,在一定温度下焊锡熔化,金属焊件与锡原子之间相互吸引、扩散、结合,形成浸润的结合层。外表看来印刷板铜铂及元器件引线都是很光滑的,实际上它们的表面都有很多微小的凹凸间隙,熔流态的锡焊料借助于毛细管吸力沿焊件表面扩散,形成焊料与焊件的浸润,把元器件与印刷板牢固地粘合在一起,而且具有良好的导电性能。锡焊接的条件是:焊件表面应是清洁的,油垢、锈斑都会影响焊接;能被锡焊料润湿的金属才具有可焊性,对黄铜等表面易于生成氧化膜的材料,可以借助于助焊剂,先对焊件表面进行镀锡浸润后,再行焊接;要有适当的加热温度,使焊锡料具有一定的流动性,才可以达到焊牢的目的,但温度也不可过高,过高时容易形成氧化膜而影响焊接质量
2、电烙铁
电烙铁是最常用的焊接工具。我们使用内热式电烙铁。新烙铁使用前,应用细砂纸将烙铁头打光亮,通电烧热,蘸上松香后用烙铁头刃面接触焊锡丝,使烙铁头上均匀地镀上一层锡。这样做,可以便于焊接和防止烙铁头表面氧化。旧的烙铁头如严重氧化而发黑,可用钢挫挫去表层氧化物,使其露出金属光泽后,重新镀锡,才能使用。电烙铁要用220V交流电源,使用时要特别注意安全。应认真做到以下几点:
使用前,应认真检查电源插头、电源线有无损坏。并检查烙铁头是否松动。电烙铁使用中,不能用力敲击。要防止跌落。烙铁头上焊锡过多时,可用布擦掉。不可乱甩,以防烫伤他人。焊接过程中,烙铁不能到处乱放。不焊时,应放在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁头上,以防烫坏绝缘层而发生事故。使用结束后,应及时切断电源,拔下电源插头。
3、焊锡
焊接电子元件,一般采用有松香芯的焊锡丝。这种焊锡丝,熔点较低,而且内含松香助焊剂,使用极为方便。
4、辅助工具
为了方便焊接操作常采用尖嘴钳、镊子和小刀等作为辅助工具。应学会正确使用这些工具。
5、焊接注意事项
1) 焊剂加热挥发出的化学物质是对人体有害的,一般烙铁离开鼻子的距离至少不要少于20cm,通常以30cm为宜。
2)电烙铁用后一定要稳妥的放于烙铁架上,并注意导线等物不要碰烙铁。
3)由于焊锡丝成分中,含有铅类重金属,因此操作时戴手套或操作后洗手,避免食入
(三)中夏牌ZX-05型收音机
1、元件清单
2、原理介绍
图为中夏牌ZX-05型调频、调幅收音机的电路原理图。
1)Zx-05型号收音机简介
zx-05型收音机是中波广播信号525-1620KHZ,通过L1与CA组成的输入回路选择后,送到集成电路(IC)10脚,与本振信号混频.本振信号是由IC内电路与5脚外接B1、C8、C0-4构成本振回路产生的。混频后IC14脚输出各种组合信号,由B2和CF1组成455KHZ中频选频回路,将高频载波变为统一中频载波(455KHZ),然后从IC16脚输入到中放进行放大,再经过检波回路,从IC23脚输出,内经IC4脚外接音量电位器RV控制,送入IC24脚进行音频放大和功率放大,再从IC27脚输出,由C23耦合到喇叭上。从IC23内输出另一路与外接C16送入IC22脚内AGC电路,进行自动增益控制。
2)调频(FM)工作原理
调频信号64—108MHZ从ANT拉杆天线输入,经L1与C1送入Q1预选放大,又经C2耦合到L2与C3组成的输入回路,得到64—108MHZ范围的选择,再经C4到IC12脚。输入高频波得到高频放大,由L4,C0-1组成高放回路,选择接受FM电台节目。FM本振回路由L5、C0-2组成。C0-1和C0-2是同轴可变电容器,目的是本振信号频率跟随FM信号频率变化而变化,始终相差10.7MHZ。本振信号与电台信号的差频组合由陶瓷滤波器CF2选择,使得FM高频载波变为统一中频载波(10.7MHZ),再输入IC17脚进行中频放大,又经过鉴频回路的附加回路B3,将音频信号解调下来,从IC23脚输出。内经IC4脚外接音量电位器RV控制后,输出到IC24脚进行音频放大和功率放大,再从IC27脚经C23耦合到喇叭上。
一、项目简介与原理
1.项目功能:功率放大器的作用是给负载RL提供一定的输出功率,当RL一定时,希望输出功尽可能大,输出信号的非线性失真可能小,且效率尽可能高。
2.应用领域:具有自身功耗低、电压增益可调整、电压范围大、 外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器,广泛应用于录音机和收音机之中
3.原理实现:采用了OTL功放作为主要组成部分,通过前级放大电路与音频功率放大电路的结合,利用两次放大,从而实现音频信号的输出。前级放大主要完成对小信号的放大,使用一个由电阻和电容组成的电路对输入的音频小信号的电压进行放大,得到后一级所需要的输入。后一级主要是对音频进行功率放大,使其能够驱动电阻而得到需要的音频。
二、电路设计与分析
1.电路图:
2.电路模块及其作用
由于OTL电路采用直接耦合方式,为了保证电路工作稳定,必须采取有效措施抑制零点漂移。为了获得足够大的输出功率驱动负载工作,故需要有足够高的电压放大倍数。因此,性能良好的OTL功率放大器应输入级、推动级和输出级等部分组成。
1) 输入级:主要作用是抑制零点漂移,保证电路工作稳定,同时对前级(音 调控制级)送来的信号作低失真,低噪声放大。为此,采用带恒流源的,由复合管组成的差动放大电路,且设置的静态偏置电流较小。
2) 推动级的作用是获得足够高的电压放大倍数,以及为输出级提供足够大的 驱动电流,为此,可采用带集电极有源负载的共射放大电路,其静态偏听偏信置电流比输入级要大。
3) 输出级的主要作用是为负载提供足够大的输出信号功率,可采有由复合管 构成的甲乙灯互补对称功放或准互补功放电路。
三、项目实物制作
1.实物制作图片
2.电路调试过程
1)通电调试
通电调试包括测试和调整两个方面,测试是对安装完成的电路板的参数及工作状态进行测量,以便提供调整电路的依据,经过反复的测量和调整,就可使用电路性能达到要求。最后应通过测试获得电路的各项主要性能指标,以作为撰写调试报告的依据。
2)通电观察
把经过准确测量的电源电压接入电路,此时,不应急于测量数据,而应先观察有无异常现象,这包括电路中有无冒烟、有无异常气味以及元器件是否发烫,电源输出有无短路现象等。如出现异常现象,则应立即切断电源,检查电路,排除故障,待故障排除后方可重新接通电源。然后再检查各元器件的引脚电源电压是否满足要求。
3.器件清单表
电阻13个,三极管7个,电容若干,电源1个,喇叭1个,导线若干
四、项目结果分析
1.实验调试结果
经过多次焊接的改正和通电调试,实现了复合管OTL音频功放电路的功能。
2.合理性分析
功放电路整体合理,但仍存在一定的误差。误差原因如下:
1.由仪器的老化及损坏造成的系统误差
2.读数不准造成
3.在计算过程中的省略造成
4.焊接电路板时,出现问题造成
五、项目收获与建议
通过这次对OTL音频功率放大器的设计与制作,让我了解了设计电路的程序,也让我了解了关于OTL音频功率放大器的原理与设计理念,要设计一个电路总要先用仿真成功之后才实际接线的。但是最后的成品却不一定与仿真时完全一样,因为在实际接线中有着各种各样的条件制约。但也有些电路在仿真中无法成功,而在实际中因为芯片本身的特性而成功的。所以,在设计时应考虑两者的差异,从中找出最适合的设计方法。在这次设计中,让我们确实遇到了很多难以解决的问题,同时也学到了很多 知识。在过程中遇到的困难让我学会了如何更好更快的去解决实际问题,学会了查找资料。同时,我深深的感觉到自己专业知识的匮乏,对一些工作感到无从下手,茫然不知所措,这时才真正领悟到学无止境的含义,千里之行,始于足下。这次学习,让我对各种电路都有了大概的了解,所以说,坐而言不如立而行,对于这些电路还是应该自己动手实际操作才会有深刻理解。这次课程设计终于顺利完成了,虽然在设计中遇到了很多问题,但是都被我们一一克服。
同时,这次课程设计中让我深有体会的是,我明白了理论知识和实践不能混为一谈,要想具备纯熟的动手技能,理论知识是必不可少的,反过来,具备了理论知识并不等价于你就能顺理成章,独立的完成一个项目。所以说,平时对专业理论知识不可以死记硬背,要学以致用,在牢固的理论知识的基础上,提高自己实践动手分析问题,解决问题的能力。
集成电路实验报告
班级:
姓名:
学号:
指导老师:
实验一:反相器的设计及反相器环的分析
一、实验目的
1、学习及掌握cadence图形输入及仿真方法;
2、掌握基本反相器的原理与设计方法;
3、掌握反相器电压传输特性曲线VTC的测试方法;
4、分析电压传输特性曲线,确定五个关键电压 VOH、VOL、VIH、VIL、VTH。
二、实验内容
本次实验主要是利用 cadence 软件来设计一基本反相器(inverter),并利用 仿真工具 Analog Artist(Spectre)来测试反相器的电压传输特性曲线(VTC,Voltage transfer characteristic curves),并分析其五个关键电压:输出高电平VOH、输出低电平VOL、输入高电平VIH、输入低电平VIL、阈值电压 VTH。
三、实验步骤
1.在cadence环境中绘制的反相器原理图如图所示。
2.在Analog Environment中,对反相器进行瞬态分析(tran),仿真时间设置为4ns。其输入输出波形如图所示。
分开查看:
分析:反相器的输出波形在由低跳变到高和由高跳变到底时都会出现尖脉冲,而不是直接跳变。其主要原因是由于MOS管栅极和漏极上存在覆盖电容,在输出信号变化时,由于电容储存的电荷不能发生突变,所以在信号跳变时覆盖电容仍会发生充放电现象,进而产生了如图所示的尖脉冲。
3.测试反相器的电压传输特性曲线,采用的是直流分析(DC),我们把输入信号修改为5V直流电源,如图所示。
4.然后对该直流电源从0V到5V进行线性扫描,进而得到电压传输特性曲线如图所示。
5.为反相器创建symbol,并调用连成反相器环,如图。
6.测量延时,对环形振荡器进行瞬态分析,仿真时间为4ns,bcd节点的输出波形如图所示。
7.测量上升延时和下降延时。(1)测量上升延时:可以利用计算器(calculator)delay函数来计算信号c与信号b间的上升延时和下降延时如图所示。所以上升延时tpLH=91.933ps
(2)测量下降延时:同样方法可以测得信号c与信号b间的下降延时如图所示。所以下降延时为tpHL=124.8ps
8.测量上升时间。可利用计算器中的risetime函数来计算信号c的上升时间,如图所示。所以,信号c的上升时间156.2689ps
实验二:反相器优化及反相器链分析
一、实验目的
1、学习及掌握cadence图形输入及仿真方法;
2、掌握生成symbol的两种方法;
3、利用基本反相器设计反相器环,并分析其延时;
4、掌握使用计算器(Calculator)以及直接测量上升、下降延时的方法。
二、实验内容
本实验主要利用cadence软件来设计一由反相器环(奇数个)构成的环形振荡器,并利用计算器(Calculator)来分析环形振荡器的延时。
三、实验步骤
1、绘制反相器链
绘制的反相器链如图所示,各反相器的MOS管尺寸如下:栅长length设置为变量len,而宽度设置为:
invX1:a*Wid for PMOS,Wid for NMOS invX4:a*b*Wid for PMOS,b*Wid for NMOS invX16:a*b*bWid for PMOS,b*b*Wid for NMOS invX64:a*c*Wid for PMOS,c*Wid for NMOS
2、瞬态分析
进入Analog Environment中,进行瞬态分析之前必须得设置好参量。其中,a=2,b=4,c=64,Len=600n,Wid=1.5u。也就是说,反相器是二比一的反相器,并且每一级按放大倍数为4的比例放大,所有MOS管的栅长为600n,而最小MOS管的宽为2*1.5u。所以,原理图中所有MOS管的尺寸都已经确定下来。
进行瞬态分析,仿真时间为8ns,输出波形如图所示:
3、测量IN3与IN2间的延时
(1)测量上升延时:可以利用计算器(calculator)delay函数来计算信号IN3与信号IN2间的上升延时和下降延时。
同理,测量出IN3与IN2间下降延时如图所示。
4、测量IN2与OUT间的延时。
5、确定最优的PMOS/NMOS宽度之比a。使用变量仿真,通过改变PMOS/NMOS宽度之比a的值,来确定最快的情况。a由1->3变化,步进为0.2,输出IN2与OUT的波形如图所示:
由上图可以看出,当a由1->3变化时,IN2与OUT间的延时相当接近,所以我们可以认为静态CMOS属于无比逻辑。我们放大HL部分如图所示。我们可以发现最快的情况是当a=1时,此时PMOS与NMOS尺寸相同。
另外,我们可以放大LH部分如图所示。由图可知,选择a=1.5,更接近最优的上升延时。
6、确定最优的放大倍数b 同样,在这里我们使用变量仿真,通过b的值,来确定最快的情况。b由3->8变化,步进为1,输出IN2与OUT的波形如图所示,IN2与OUT间的延时也相当接近。
(1)放大LH部分如图所示。由图可以看出当b=4时,最小的上升延时为670ps
同样,可以利用计算器中的delay函数来确定变量b与延时的关系,输出图形如图所示。由图可以看出,当b=4.0时,最小的上升延时为645ps。
(2)放大HL部分如图所示。由图可以看出当b=4时,最小的下降延时为510ps
同样,可以利用计算器中的delay函数来确定变量b与延时的关系,输出图形如图所示。由图可以看出,当b=3.98时,最小的下降延时为645ps。
所以,由上分析可知,b=4时延时最小。
实验三:版图的绘制
一、实验目的
1、学习及掌握cadence图形输入及仿真方法;
2、利用反相器设计反相器链,并对其进行尺寸的优化;
3、学会反相器优化的基本方法;
4、进一步掌握上升延时、下降延时的测量方法。
二、实验内容
主要内容是为反相器设计版图。
三、实验步骤
1、反相器版图绘制
(1)绘制n有源区,如图所示。其尺寸为5×13,即NMOS的宽为1.5um。
(2)绘制NMOS栅极,如图所示,NMOS管的长为600nm。(2)在有源区中放置两个接触,如图所示,其尺寸为2×2。该接触的主要作用是为了使栅极与金属一层接触良好。
(2)在n有源区旁边绘制一个衬底接触,并添加p选择框和n选择框,如图所示。该衬底接触的主要作用是保证GND与栅极良好接触。这样,NMOS管就基本绘制完成。
(3)用同样的方法绘制PMOS管,如图所示。其中PMOS管的宽为3um,长为600nm。PMOS旁边也为衬底接触,该衬底接触的主要作用是保证VDD与栅极良好接触。
(4)绘制N阱,由于NMOS建立在P型衬底上,为了在同一块晶片上建立PMOS管,则必须对其掺杂,建立一N型区,然后再在该N型区中建立PMOS管。如图所示。
(7)在有源区上绘制金属,并绘制连线。其中为了在金属一层中添加输入引脚,所以在由金属一层到栅极之间要加一“过孔”。最后再绘制GND以及VDD就完成了反相器的版图绘制。完成后的反相器版图如图所示。
实验四:版图后仿真
一、实验目的
1、掌握版图提取(layout extraction)的方法;
2、掌握版图与线路图対查比较方法(LVS);
3、掌握后模拟仿真(post layout simulation)的基本方法;
4、掌握版图仿真的方法,以及与原理图仿真的比较方法。
二、实验内容
提取出反相器的版图,并用LVS工具验证版图与原理图是否一致,最后提取出版图中的寄生参数进行仿真,并与原理图仿真进行比较。
三、实验步骤
1、为了进行版图提取,还要给版图文件标上端口即添加输入(IN)输出(OUT)引脚以及电源(vdd!、gnd!)引脚,这是LVS的一个比较的开始点。版图上pin脚的目的是为了让版图提取工具可以识别I/O信号的位置,在完成后的版图上加pin脚,为后续的器件提取做好准备。填上端口的名称(Terminal Names 和Schematic中的名字一样)、模式(Mode,一般选rectangle)、输入输出类型(I/O Type)等。至于Create Label属于可选择项,选上后,端口的名称可以在版图中显示。如图所示。
2、版图提取
在版图编辑环境下选择Verify –extractor,然后在弹出的对话框中选择寄生电容提取Extract_parasitic_caps。填好提取文件库和文件名后,单击OK就可以了。然后打开Library Manager,在库myLib下nmos单元中增加了一个文件类型叫extracted的文件,可以用打开版图文件同样的方式打开它。如图就是提取出来的版图,可以看到提取出来的器件和端口,要看连接关系的话,可以选择erify-probe菜单,在弹出窗口中选择查看连接关系。如下图所示,可以很清楚的看到提取版图中的寄生电容。
3、版图与线路图对查比较(LVS,Layout Versus Schematic)从图中可以看出,原理图与版图中的网表完全匹配(The net-lists match.),说明原理图网表与版图网表是完全一致的。同时,还可以看出版图中有4个节点,4个端口,1个PMOS和1个NMOS;相似的,原理图中也有4个节点,4个端口,1个PMOS和1个NMOS。
也可以点击Netlist来查看原理图和版图的网表。如图所示,左图为由原理图产生的网表,右图为由版图产生的网表。
4、后模拟(Post Layout Simulation)在后模拟之前首先应建立analog_extracted view,在LVS窗口中点击Build Analog即可。然后创建一个名为testbench的原理图来进行后模拟。testbench的原理图如图所示。
进行analog_extracted view(带有寄生参数的仿真),仿真输出结果如图所示。
5、同时仿真Schematic View和Extracted View(1)配置config view
(2)同时进行版图仿真和原理图仿真,在Analog Environment环境中,Setup->Design选择所要模拟的线路图testbench,view name选择config,然后按以前的方法进行仿真,仿真输入输出结果如图所示。
实验五:期中测试
一、实验目的
1、复习根据版图绘制原理图,并验证版图与原理图是否一致的方法;
2、复习为原理图创建symbol,使用国际通用符号的方法;
3、复习测试电压传输特性曲线,并确定其关键电压的方法;
4、复习测量信号的上升延时和下降延时的方法;
5、复习版图仿真的方法;
6、复习改变电路尺寸,确定上升延时、阈值电压的变化关系的方法。
二、实验内容
根据版图绘制原理图
验证原理图与版图一致
提取版图之后,就进行LVS验证
创建symbol view
Testcell_sim原理图的创建
进行仿真分析
版图仿真
版图仿真和原理图仿真的结果有较大的差距。
LH放大部分
实验要求,对于图二所示电路原理图,原来nmos的宽为W=6um,则pmos的宽为a*W=a*6um,即a设为变量可改变MOS管宽度比
1)当a在1~4之间变化时,用DC扫描分析电路的阈值电压变化情况
当a=2时,阈值电压等于2.5V。所以,此时利用瞬态仿真,得到输入输出波形
计算器计算出此时上升延时和下降延时 输出OUT的上升延时
输出OUT的下降延时
2)当a在1~4之间变化时,用瞬态扫描(tran)分析电路的上升延时变化情况,输出结果如图
a在1‾4变化时,a与上升延时的关系曲线
当a在1~4变化时,输出信号的上升延时随着a的增大而逐渐减小。当a=2时,输出信号的上升延时26.8ps ,与上面得到的值完全相同
实验六:CMOS反相器设计
一、实验目的
1、进一步学习及掌握cadence图形输入及仿真方法;
2、掌握反相器的设计方法,使之达到设计要求;
3、进一步学会版图制造工艺以及版图设计的基本规则及方法;
4、进一步掌握版图提取(layout extraction)的方法以及版图与线路图対查比较方法(LVS);
5、进一步掌握后模拟仿真(post layout simulation)的基本方法;
6、掌握版利用Spectre进行瞬态仿真(tran)以及直流仿真(DC)的方法。
二、设计目标
本实验主要是要设计一反相器,使得该反相器满足以下几个条件:
1、该反相器能够同时驱动32倍最小尺寸CMOS反相器(Wn=1.5um,Wp=3um)和一个等效的100fF线电容;
2、该反相器的传输延时(propagation delay)必须小于300ps;
3、假设输入信号有50ps的上升和下降时间;
4、该反相器必须用AMI 0.6um工艺中的最小栅长设计。
三、实验内容
1、反相器尺寸设计
(1)反相器尺寸设计原理图
(2)确定尺寸
对上面的反相器原理图进行封装之后,建立如图所示的inv_des原理图,原理图主要是用来确定反相器的尺寸,使之满足设计目标。图中要设计的反相器输出接了一个32倍最小尺寸CMOS反相器和一个100fF的电容。32倍最小尺寸CMOS反相器的原理图如图所示。
进入Analog Environment,设置好参数,进行瞬态分析,param的变化范围是从1->10,得到输出信号的波形如图所示。在利用计算器中的delay函数测得输出信号的上升延时、下降延时与变量param的关系曲线如图所示。
由图上升延时与变量param的关系曲线可以看出,随着变量param的不断增大,上升延时不断减小,当param=5.2时,上升延时恰好等于300ps;由图下降延时与变量param的关系曲线可以看出,随着变量param的不断增大,上升延时也不断减小,当param=5时,下降延时恰好等于300ps。
综合以上两种情况可知,为了满足条件2:该反相器的传输延时(propagation delay)必须小于300ps,所以可取变量param=6。
变量param=6,绘制出设计好的原理图如图所示:
2、延时及功耗分析
在前面图所示原理图中,令变量param=6保持不变,然后进行瞬态分析,其输入输出波形如图所示。由图可知,输出波形基本不失真,所以此反相器能够同时驱动32倍最小尺寸CMOS反相器(Wn=1.5um,Wp=3um)和一个等效的100fF线电容。
(1)延时分析
利用计算器calculator中的delay函数分析波形的上升延时和下降延时如图九、十所示。由图可以看出:上升延时为234.20ps,下降延时为253.63ps。
(2)功耗分析
为了测量功耗,所以首先应测出电源电压和输出电流,再利用计算器中的spectrerPower函数来计算功耗。
3.电压传输特性曲线及关键电压
进入Analog Environment,设置好参数,为测试电压传输特性曲线,所以对V1进行DC扫描,扫描范围为0->5V。输出的电压传输特性曲线如图所示。
由上图可以看出:输出高电平VOH =5V、输出低电平VOL =0V、输入高电平、输入低电平、阈值电压分别为VIH =3.01V,VIL=2.02V,VTH=2.48V。所以,噪声容限为NMLVILVOL2.0202.02VNMHVOHVIH53.011.99V.4、版图绘制
根据实验要求绘制该反相器的版图如图十六所示。该反相器版图使用AMI 0.6um工艺,栅长为600nm,NMOS管的宽为9um,而PMOS管的宽本应该为18um,但是由于PMOS管的尺寸过大,在这里采用两个宽为9um的PMOS管并联的方式来等效宽为18um的PMOS管。
版图仿真
首先为反相器创建一个config view。然后,在Analog Environment环境中,Setup->Design选择所要模拟的线路图inv_design_postSim,view name选择config,然后按以前的方法进行仿真,仿真输入输出结果如图
对版图仿真的输出波形进行局部放大,由放大的图形可以看出,在此种情况下原理图仿真的延时比版图仿真的延时略小。
实验七:CMOS全加器设计
一、实验目的
1、进一步学习及掌握cadence图形输入及仿真方法;
2、掌握全加器的设计方法,并用全加器构成4位累加器;
3、进一步学会版图制造工艺以及版图设计的基本规则及方法;
4、进一步掌握版图提取(layout extraction)的方法以及版图与线路图対查比较方法(LVS);
5、进一步掌握后模拟仿真(post layout simulation)的基本方法;
6、掌握版利用Spectre进行瞬态仿真(tran)以及直流仿真(DC)的方法。
二、实验内容
1、全加器晶体管级原理图
根据实验原理绘制的全加器晶体管级原理图如图所示。注意:Cin为关键信号(最后稳定信号),故靠近输出端,可以减小延时。
2、全加器延时及功耗分析
对上面的全加器原理图进行封装之后,建立如图所示的Full_Adder_test原理图,原理图主要用来分析全加器的延时以及功耗等。
(1)最坏的上升延时分析
下面利用瞬态分析,测量Cin=1,A=1,B由0->1变化时的延时情况。如下图所示,是该情况下的输入输出波形。
用计算器中的delay函数测得此时的最坏下降延时(对于Sum来说,此时相当于最坏的上升延时)如图所示。由图可知,最坏的上升延时tpLH=484.753ps。
如图所示,是利用计算器中的spectrerPower函数计算出的功耗波形。由图可以看出,在静态时,电路消耗的功耗很微小(几乎为0);然而在动态时,相对静态而言,消耗的功耗就比较大。然而,从整体上来说功耗还是很小的。
(2)最坏的下降延时分析
下面利用瞬态分析,测量Cin=0,A=0,B由1->0变化时的延时情况。如下图所示,是该情况下的输入输出波形。
用计算器中的delay函数测得此时的最坏上升延时(对于Sum来说,此时相当于最坏的下降延时)如图所示。由图可知,最坏的下降延时为520.94ps。
首先,很感谢学校给予我们这次电工实习的机会,让我们可以对电工电子有进一步的了解。这次的电工电子实习无疑是给我们文科生一次更深入接触了解理工知识的机会,更锻炼了我们的实践能力。
其次,本人就对此次为期两天的电工电子实习作一下简要的报告与总结:
一、.实习内容
1.安全用电常识
2.试电笔、万用表使用介绍
3.焊接及拆焊技术
4.电子元器件检测
5.工艺实训
二.实习过程
1.安全用电常识。通过老师精辟的课堂讲授,让我们可以更加全面地知道安全用电是有很多规矩的。其中有人体触电的形式:单相触电,两相触电,跨步电压触电。还有有关触电急救的方式。
2.试电笔、万用表使用介绍。其中包括试电笔的结构还有试电笔的使用方法以及其正确握法。我们还用试电笔测量三相四线插座、单相三线插座的插孔,以及“三相调压输出”中
各接线柱,判别火线与中线。我们还使用万用表测电阻、测交流电压、测直流电压、测直流电流。
3.焊接及拆焊技术。我们通过动手拆装LED灯,真切实在地感受到焊接与拆焊技术的一些步骤及知识。
1>、拆焊的过程:首先就是要将焊件加热,然后融化焊件上的适量焊锡,等两极的焊锡都融化了,就迅速地将LED灯拆出来。
2>、焊接的过程:再者就是将LED灯安装在新的电路板上。首先,将烙铁头和焊锡丝接近,处于随时可焊接的状态,同时还要确认位置;然后,将烙铁头放在电路板上进行加热;其次,焊锡丝放在加热后的电路板上,融化适量的焊锡,焊锡融化后迅速移开焊锡丝;再者,等焊锡布满电路板后移开烙铁。
4.电子元器件检测。我们通过对一些基本的电子元件的了解和识别,这紧密联系着我们日常生活中的电器的构造以及使用。我们认识了各有效数字的电阻色环颜色所代表的数字、意义。还有就是对LED灯的检测。
5.工艺实训。在这实训过程中,我们自己动手焊接出一个工艺作品。首先我们要将老师发下的铜丝做一下表面清洁,因为铜丝上有一层氧化膜,必须将其清理干净,以确保焊接的质量。其次就是要将铜丝切割、定型。因为焊锡凝固的很快,所以就要求我们有很强的动手能力,以及应变能力。
三.实习收获、体会及建议
期两天的电工电子实习很快就结束了,通过此次实习,本人深感收获甚深。
1、对电子元件有了初步的了解。我们了解到了焊普通元件与电路元件的技巧、电路板图的工作原理与组成元件的作用等。这些知识不仅在课堂上有效,在日常生活中更是有着现实意义。
2、实践出真知。通过动手拆装LED灯,我们掌握了一些基本的焊接以及拆焊的技术。这些技术看书是很难掌握的,而实践使我们对此有深刻的印象。这和我们学习专业知识一样,光靠看懂书本知识是不够的,还要通过实践、实习来掌握和运用它。这无疑也提高了我们解决问题的能力,在实践中可能会出现一些小插曲,就要求我们有一定的解决问题的能力。
3、不断的学习,不断充实自己。电工电子实习,从听觉上给我的感受就是理科生应该具备的知识。但是通过接触和了解,我发现我的理解有偏差。因为学习面前是没有界限划分的,多了解不同范畴的知识,能不断地充实自己,提升自己。
最后就是要感谢试验老师对我们的教育和指导。
实习报告二
一、实习目的
1、目的和意义
本次实习的目的就是让大家将书本上所学的知识自己动手实践,和书本知识融会贯通。另外大学两年对于电气的学习都普遍存在于理论,通过这次实习也培养大家的动手能力。电工实习对于我们与电有关专业的同学们来说是非常重要的,这不仅让学生对电有具体和立体的了解,更让同学们参与其中,对后续的学习有非常深刻的指导意义。
2、发展情况及实习要求
本次实习直接接触到与电相关的各种实验,部分实验可能会存在危险,特别是使用电烙铁的任务,小心使用,注意规范,两人完成任务时应当保持必要的距离。
本次实习历时一周,跨越清明节假期,时间可以说是相当长的,在长时间的时间内,同学们应该保持注意力高度的集中,切不可三心二意,走马观花。每天都会要考勤,大家必须按时出勤,像平时上课一样。
所有任务应该独立完成,不懂的地方可以请教老师和同学,但是严禁抄袭。有不会的可以慢慢做,但是只有自己做才可以提高自己的能力。
二、实习内容(宋体,加粗,四号、左对齐,字数要求:20xx字以上)
实习项目一:安全用电
(一)安全用电的重要性
安全用电知识是关于如何预防用电事故及保障人身、设备安全的知识。在电子装焊调试中,要使用各种工具、电子仪器等设备,同时还要接触危险的高电压,如果不掌握必要的安全知识,操作中缺乏足够的警惕,就可能发生人身、设备事故。因此,必须在了解触电对人体的危害和造成触电原因的基础上,掌握一些安全用电知识,做到防患于未然。
(二)触电及相关防护措施
电伤:由电流的热效应、化学效应、机械效应以及电流本身作用所造成的人体外伤,通常有灼伤、电烙伤和皮肤金属化三种。电伤对人体造成的危害一般是非致命的,真正危害人体生命的是电击。
电击:是指电流流过人体,严重影响人体呼吸、心脏和神经系统,造成肌肉痉挛(抽筋)、神经紊乱,导致呼吸停止,严重危害生命的触电事故。触电死亡的绝大部分是电击造成的。决定电击强度的是流经人体的电流,而非电压。
(三)触电因素
人体触电,主要原因有直接或者间接带电体以及跨步电压。直接触电又可分为单相触电和两相触电两种。
(四)具体实验内容
(1) 使用电子仪器设备时,应先了解其性能,按操作规程操作。实验前先检查用电设备,再接通电源;实验结束后,先关仪器设备,再关闭电源。
(2) 若电器设备发生过热现象或出现焦糊味时,应立即关闭电源。
(3) 若要离开实验室或遇突然断电,应关闭电源,尤其要关闭加热电器的电源开关。
(4) 用电安全的基本要素有:电气绝缘良好、保证安全距离、线路与插座容量与设备功率相适宜、不使用三无产品。
(5) 实验室内电气设备及线路设施必须严格按照安全用电规程和设备的要求实施,不许乱接、乱拉电线,墙上电源未经允许,不得拆装、改线。
(6) 在实验室同时使用多种电气设备时,其总用电量和分线用电量均应小于设计容量。连接在接线板上的用电总负荷不能超过接线板的最大容量。
(7) 实验室内应使用空气开关并配备必要的漏电保护器;电气设备和大型仪器须接地良好,对电线老化等隐患要定期检查并及时排除。