集成电路论文题目范文

集成电路论文题目范文第1篇

[摘 要] 文章以工程教育认证为背景，针对目前射频集成电路设计课程工程教育的一些突出问题，结合国际工程教育认证标准提出了课程教学改革的内容及方法。从课程教学改革目标、教学方法实施和课程考核三个方面简明扼要地介绍了课程工程教育教学改革的思路。

[关键词] 工程教育认证;射频集成电路;教学改革

[基金项目] 2018—2020年四川省高等教育人才培养质量和教学改革项目：面向工程教育认证的《射频集成电路设计》课程建设与实践（JG2018-550）;2019年第一批产学合作协同育人项目（201901292007）

[作者简介] 陈昌明（1971—），男，四川绵阳人，博士，教授，硕导，研究方向为射频微波集成电路设计;王天宝（1967—），男，四川广元人，硕士，教授，硕导，研究方向为通信集成电路设计。

一、引言

射频或微波集成电路作为无线通信、雷达以及物联网等行业的关键器件之一，已经成为国家发展信息产业核心的重要部分。目前国内产业对射频集成电路设计人才需求日益增加。射频集成电路设计课程作为国内许多高校工程教育专业认证的课程之一，其课程建设与教学改革对保证和提高工程教育质量具有重要作用。相比欧美一流大学的工程教育，过去较长一段时间该门课程工程教育面临如下突出问题：（1）由于射频集成电路设计涵盖知识面广，涉及工艺、电路设计布局以及电磁场等理论，对学生基础要求高，学生在短时间内难以掌握，大部分学生处于被动学习状态;（2）单一的理论讲授模式，导致学生缺乏对课程的学习兴趣;（3）实践环节空缺直接影响到学生工程实践能力的培养。因此，对课程进行建设和教学改革，注重学生实践创新能力培养，将射频集成电路工程实际项目与课程教学内容融合，达到国际工程教育培养目标[1-2]，采用先进的教学理念和人才培养模式，培养当前行业急需的高素质专业人才具有重要意义。

二、改革内容

（一）课程教学改革目标

课程改革的目标定位为“夯实基础，突出工程实践”，即课程实际教学内容做到与国内外著名大学的同类课程接轨。认真研究该门课程工程教育的“产出”质量，在课程结业时细化学生的学习收获，即评估学生所掌握的知识，并对学生在毕业后几年内从事射频集成电路设计方面的学识和技能预期达到的程度进行评价。

（二）教学方法改革

射频集成电路设计具有很强的专业性、技术性、实践性。与传统的模拟和数字集成电路不同，射频集成电路设计涵盖知识面广，涉及厂商工艺、器件模型、原理图设计、版图布局等理论知识及工程经验。为引导学生主动分析和解决工程实际问题，充分运用现代先进教学手段和方法，势在必行。

1.采用启发式互动教学法，以“成果导向的工程教育”理念为目标，突出学生在教学互动过程中的主体地位。课堂上教师提问来引导学生积极思考，逐步培养学生分析和解决实际工程问题的能力。例如，讲解CMOS集成低噪声放大器时，可以首先向学生提问“射频集成低噪声放大器设计的核心技术是什么？”，逐步引导学生按照以下思路进行电路设计：第一，需要仔细选择电路拓扑结构;第二，根据电路的功耗以及增益来确定管子的静态偏置电流，以此确定MOS管的宽长比尺寸;第三，以获得的最小噪声系数为主设计输入匹配电路;第四，兼顾增益和噪声完成输出匹配电路设计;第五，根据仿真结果适当进行调整和优化输入输出匹配电路。经过这样一系列的引导和训练，使学生了解了集成低噪声放大器设计的关键技术。

2.充分利用视频动画、实物照片以及声音等现代教学手段改进和丰富多媒体课件，突出工程实践应用内容，增加学生对射频集成电路设计的感性认识。例如：在讲解Gilbert混频器时，可以通过视频动画介绍混频的镜频干扰，引导学生如何在电路设计中抑制和解决问题，使学生能够更充分地结合理论知识认识实际工程问题，从而提高学习主动性。

3.仿真软件的应用。学生能熟练运用工程软件进行仿真和设计，是工程教育要求学生必备的工程能力之一[3]。因此，在教学过程中，要求学生使用Cadence软件中的Specture RF工具，使用TSMC 0.18μm工艺来完成射频集成收发机的仿真设计。这样既可以使学生掌握低噪声放大器、振荡器、功率放大器和混频器的基本理论知识，又使学生掌握整个射频收发机前端单片集成电路设计的电路及版图仿真分析方法。教师在课堂上可以使用Cadence软件进行现场实例仿真演示，将电路设计的关键环节对参数的影响直观展示出来，加深学生对基础理论知识的理解和吸收，同时师生互动讨论，活跃课堂氛围。

4.基于校企合作模式[4]，强化与IC设计公司之间的关系，搭建研学型、创新型和系统性的专业实践平台。在工程实践教学中可以根据IC设计公司的需求，让学生参与IC设计公司的项目，设计结果经过公司评估可以交付公司流片，或者申请MPW项目（multi-project wafer，MPW）。通过这样一个平台大大提升了学生的工程实践水平。

（三）课程考核

传统的课程考核方式主要以笔试为主，重在理论基础。对于射频集成电路设计这门工程实践性很强的课程来说，这种考核方式不能全面考查学生的综合能力。为此，本课程成績采用笔试、平时作业、工程实践项目设计、项目答辩及项目报告共同计入该门课程的总成绩。

三、结语

本文基于工程教育专业认证背景，结合笔者近几年参与的专业建设和课程教学改革经验，探讨了工程背景较强的射频集成电路设计课程教学改革框架和考核方式，希望能为当前国内集成电路设计的工程教育认证提供有价值的参考。

參考文献

[1]方峥.中国工程教育认证国际化之路——成为《华盛顿协议》预备成员之后[J].高等工程教育研究，2013（6）：72-76.

[2]林健.工程教育认证与工程教育改革与发展[J].高等工程教育研究，2015（2）：10-19.

[3]蒋宗礼.工程专业认证引导高校工程教育改革之路[J].工业和信息化教育，2014（1）：1-5.

[4]虞致国，赵琳娜.基于校企合作提高集成电路设计类课程教学质量的研究[J].大学教育，2016（5）：106-107.

Teaching Reform of Radio Frequency Integrated Circuits Design Course Based on Engineering Education Certification

CHEN Chang-ming，WANG Tian Bao，CHEN Gong，ZOU Xing-ping

（College of Communication Engineering，Chengdu University of Information Technology，Chengdu，Sichuan 610225，China）

Key words：engineering education certification;Radio Frequency Integrated Circuit;teaching reform

集成电路论文题目范文第2篇

［摘要］本文从机顶盒的硬软件结构出发，就其硬件选择、菜单结构的规划、遥控器的选择及功能测试、性能测试和功能创新话题谈了自己的看法和观点。

［关键词］增强型机顶盒　菜单结构　学习型遥控器

“十一五”期间，全国数字电视推广工作正全面展开，作为有线数字电视系统用户终端接收设备的机顶盒，在整转战略中的关键性作用勿庸置疑。整转采用的多为按照广电总局《有线电视机顶盒和遥控器功能实施指导意见》定义的第一类机顶盒(另增加数据广播和准视频点播功能)，本文称为增强型机顶盒(以下简称STB)。如何选择STB，是摆在每个运营商面前的大事。由于STB结构复杂，功能强大，故其选型流程较为复杂。本文从STB的基本结构出发，就其选型要点及创新功能与业界同仁展开探讨。

STB的基本结构

STB是电视技术与计算机技术的融合性产品，其由硬件和软件组成。

1．STB的硬件结构

STB一般由高频头，调谐器、主芯片、内存、CA(条件接收)接口及视音频输出等几大部分。

主芯片集成了CPU和图形管理器，可以运行各种软件完成诸多任务，如解复用、解扰、解码、网页浏览等功能。

STB的内存主要FLASHROM(简称FLASH)、SDRAM和EEPROM。FLASH用来存储STB的系统软件、驱动软件、应用程序及一些用户信息，在系统断电时其内容仍可保留。SDRAM存储器分为两部分，一部分作为CPU的内存，用于STB软件的运行，称为系统SDRAM；另一部分用于解码器存储中间数据，称为解码SDRAM。EEPROM存储器用于读取一些数据量小但需经常读写的数据，如当前节目信息及节目的音量信息等。

2．STB的软件结构

STB的软件主要分为可三层：应用层、中间解释层及驱动层，每一层均包含了诸多的程序或接口。

(1)驱动层：包括机顶盒硬件的驱动程序及API(应用编程接口)，主要用于完成对硬件设备的操作。

(2)中间解释层：将STB的应用程序指令翻译成CPU能识别的指令，从而通过驱动层去调动硬件设备完成相应的操作。该层包括嵌入式操作系统、CA驻留软件等。

(3)应用层：包括驻留应用程序及可下载应用程序。不同的STB软件设计理念使这两部分包含的应用程序也不尽相同。

STB选型的前期规划

1．确定硬件配置

STB是一种高度集成化的科技产品，其主要硬件的选择包括高频头、主芯片、内存等，目标是要达到最高性价比及最佳业务扩容。增强型机顶盒要支持数据广播功能，故配置不能太低。

(1)高频头的选择

高频头与STB的网络适应能力密切相关，目前机顶盒使用的高频头主要有PHILIPS、LG、TOMSON、国芯等几家，某些高频头抗干扰性能较差，不太适应我国国情。笔者建议采用抗干扰性能较强的产品。

(2)主芯片的选择

主芯片的核心为CPU，故主芯片的性能取决于CPU的性能，而CPU的主频决定了CPU的性能，主频越高CPU的性能越高，主芯片的性能越高。

CPU的速度与运行其上的业务系统有着必然联系，如果需要在一个STB中运行HTML浏览器，对CPU的最低要求为每秒种发送100万条指令。笔者建议采用ST QAMi5516的主芯片，因该芯片的主频大于150MHz，可满足浏览数据广播的一般要求。

(3)内存的选择

STB的功能越强大，其内存容量要求越大。

FLASH的选择：一般情况下，STB的视音频解码系统驱动程序约占1.5—2MB FLASH空间，STB菜单约占几十K—几MB空间，数据广播约占4MB空间，CA、Loader约占1MB空间。故笔者建议选选择8MBFLASH。

SDRAM的选择：通常情况下，信号解调占1MB SDRAM空间，视音频解码及系统驱动程序约占6—8MB空间，机顶盒菜单占用的空间为几百K—几MB，数据广播一般占用的空间为6—8MB以上。故笔者建议选择24MBSDRAM。

EEPROM的选择：事实上，STB仅有菜单占用8—32KB空间，故笔者建议EEPROM应不小于16KB。

2．菜单结构的规划

为实现STB的诸多功能，需建立人机交互的显示结构，这种显示结构被称为菜单。由于STB功能强大，有基于业务的，有基于设置的，有基于查询的，因此运营商应对其菜单结构进行合理设计，以达到文字前后一致，易懂、易记、逻辑清晰、易操作的结果。一般说来，菜单以不超过三级为宜。

(1)确定STB的业务及接收、设置与查询功能

增强型STB的一般业务与(接收、设置与查询)功能如下：

A.业务(假定用户开展了以下业务)

a.接收数字视频广播节目。

b.接收NVOD节目。

c.接收数据广播节目(政务信息、股票信息和生活资讯)

d.接收电子邮件、电视彩信。

B.功能

a.支持EPG(电子节目指南)的接收与显示。

b.机内自带游戏。

c.支持父母锁设置、开关机设置、菜单显示设置。

d.能实现对节目顺序进行重排、节目删除、节目加锁和喜好节目设置等编辑功能。

e.支持根据NIT表的快速自动搜索、手工搜索和全频道搜索三种方式。

f.能正确显示节目信息(如当前节目的相关频点、视音频及PCR的PID、Severs ID，当前节目的实时信号电平(dBuV)、载噪比(dB)、误码率xxExx等。

g.能正确显示STB和有关加解密信息，如显示机顶盒软硬件版本号、序列号，CA厂家标识号和版本号，智能卡发行商、卡有效期等、授权信息、机卡绑定、字母卡绑定等。

h.能设置EPG、NVOD、股票、数据广播对应的频点。

i.能进行制式、声道、画面比例等视音频设置。

j.能通过设置将STB恢复为出厂设置。

(2)绘制菜单树

绘菜单树时，首先要确定主菜单的项目，原则是通过归类合并，使主菜单各模块包括所有功能。主菜单以不超过6个模块为宜(兼顾美观)，按电视类、数据类、信箱／广播类顺序囊括所有业务，将游戏与信箱合并为一类，将剩余功能合并到“导视与设置维护”项，使“导视与设置维护”成为主菜单的最后一个模块。

其中，“导视与设置维护”项包括4个二级菜单项：节目指南、用户设置、节目搜索、维护信息。将需用户操作的项目(如父母锁设置、开关机设置、菜单显示设置、节目列表设置)归并到“用户设置”项，将主要由维护人员操作的信息项或设置项置归并到“维护信息”项。节目搜索除维护人员使用外，用户

也会用到，因此其与用户设置和维护信息并列为二级菜单项。笔者建议的三级菜单结构树。

(3)菜单项的显示

笔者以为，开机即进入主菜单(一级菜单)的整屏模块界面方式应为首选。

整屏主菜单由6个模块组成，用户按遥控器的6个数字键即可分别进入各模块选项。二、三级菜单的显示不作具体要求。

(4)遥控器的选择

STB的功能是靠遥控器的指令来实现的。笔者建议采用学习型遥控器。学习型遥控器是将电视机遥控器上与STB使用相关的常用功能键(如声音+／-、频道+／-、TV／AV、电源)的编码复制(学习)到学习型遥控器相应键上，使得学习型遥控器在STB的基础上又同时控制电视机的常用功能键(如声音+／-、频道+／-、TV／AV、电源)。

在遥控器的各按键功能方面，笔者建议：

A.应设置进入主菜单各功能项的快捷键。

B.遥控器上应标明运营商标识。

C.按键要方便使用，不能过小，部分常用按键可以用荧光材料，方便夜间使用。

STB的后期测试

1．功能测试

对STB的测试内容很大一部分是功能的直观测试，即运营商根据前期规划要求对STB功能进行逐一测试。主要测试菜单显示和遥控器与STB的交互情况。

2．性能测试

一般情况下，用户将STB看作是一件高档的家用电器，十分爱惜。如果STB性能不稳定，经常出问题，会使用户对数字电视产生抵触情绪。所以在STB的选择上一定要对其图声质量、整机稳定性、网络适应能力等诸多因素进行细致的考证和严格的测试。

(1)图像质量

本文讨论的STB为标准清晰度的机顶盒，其图像质量应达到DVD效果。但根据国家广电总局近5年对STB视频输出口检测的结果表明，视频输出幅度、视频幅频特性、色亮时延差、色亮增益差、K系数和视频信噪比等指标为常见的不合格项。这些指标不合格可对图像清晰度造成一定的影响，如高频头中的器件质量问题或视频电路中的设计问题。上述的视频输出不合格项目，有些在节目主观评价中即可明显察觉出来，有些则必须借助测试仪器。目前主流的测试仪器，如VM-700视频综合测试仪等能进行自动测试。由于相当一部分STB机壳带电(电源设计原因)，致使视频输出混有大幅度低频交流成分，所以需对被测STB电源作1：1隔离后测试。笔者所在单位荆州视信网络公司采用成都新泰克公司的SZC8202视频综合测试仪，对创维5800型STB作视频指标测试，就是采用此方法，效果良好。

(2)声音质量

国家广电总局检测的STB性能指标表明，节目音量忽高忽低为声音质量的最大问题，其主要是音频电路设计的器件有问题所致。此问题也属整机性能稳定性问题。

(3)整机稳定性

在数字电视推广过程中，由于STB的销售(或赠送)数量巨大，所以其整机稳定性的高低将直接影响运营商的工作进度和数字电视转换工作，加之STB功能强大，故整机性能较难稳定。故笔者建议对STB的稳定性要单独立项测试。测试内容有：

a.硬件的稳定性：如使待测STB长时间(如24小时)工作在恶劣环境中(如35—40度高温)，以考察硬件的热稳定性；其次需考察硬件操作的稳定性，如反复开关机，快速插拔智能卡，反复插拔输入插头即视音频输出插头等。

b.软件的稳定性如模拟用户使用时可能出现的各种误操作，以考察软件的稳定性。

(4)遥控器的品质

遥控器是用户与STB进行人机交互的输入工具，是用户获得对STB基本操作功能的最重要工具。笔者认为首先要考察遥控器的有效操作距离，要求至少10米，有效操作角度为接收器垂直中心线正负30度，否则视为不合格产品；其次是考察其抗震性，即将其扔出几米远，再测量其遥控性能。

(5)网络的适应能力

STB的网络适应能力，是指其在环境较差或质量较差的有线电视网络中，图像和声音的还原能力。这是现阶段运营商考察STB性能的重要要求。目前尚无技术标准，主要是通过对比、测试加以衡量。笔者主要通过在实验室模拟环境中相同电平下的门限MER值作为衡量网络适应能力的标准。

在实测中，调整衰减器1，使用放大器分别在过载和欠载时，用MER测试仪器分别测出STB1、STB2、STB3的门限MER。测量过程中，每个STB的电平均相等(如为50dBuV)。本实验应注意分配器至各STB的接头接触良好、线长相等，空分配器接口用75欧姆电阻终接。

(6)STB的响应时间

STB的响应时间是STB的重要指标，它直接体现了软件优化的好坏。根据用户的忍受力，不同频道节目切换时间应小于2.5秒(切换时不出现黑频、画面不抖动、无马赛克)，频道内节目切换时间应小于2秒，STB从加电到进入服务的时间应小于20秒。另外，应比较不同STB的节目搜索时间、授权信息响应时间、智能卡解扰时间、OSD屏显响应时间、邮件响应时间、进人数据广播主页时间、数据广播翻页时间、进入NVOD主菜单时间及进入NVOD节目的时间。

(7)内部工艺

内部工艺反映了STB厂商的研发和生产能力。近两年，由于有线数字电视市场巨大，瞄准这块蛋糕的供应商蜂拥而至，STB供应商的成分十分复杂，有的供应商为了抢占市场，采取了各种商业措施。有的贴牌，有的买方案，有的外包加工，造成恶性竞争。因此对内部工艺加以要求并严格控制显得较为重要。如要求机器内所有的印制电路板均应防腐蚀、不允许有飞线，插拔应灵活可靠，并装有锁定装置，同一品种的电路板应具有完全的互换性。另外，STB应留有足够的空间散热。

STB选型的创新功能设想

STB是深入千家万户的家用电器，同时随着整体转换工作的不断深入，向用户推广第二、第三台STB成为重要话题。如何推?是摆在广大有线电视工作者面前的大事。笔者以为，除了加强内容服务外，还应该在功能上加一些创新，以适应不同需求的用户，如给STB增设“单独听”功能，就是一种切实可行的创新设想。以下是理由和实现方法。

“单独听”，即只听声音，不看图像，比如，对于某个电视节目(如音乐会)，用户可能认为只听伴音即可，没有必要看图像。这样带单独听功能的电视机就产生了，即设计线路关断图像显示通道，使电视机只发声，以节省能耗。目前创维的21T68A纯平彩电和采用3P30、3P40、3P50机芯的电视机设置了此功能。受此启发，某些音响发烧友也为自己的VCD加装了功放电路(含喇叭)，以实现无专用放大器情况下的“单独听”。

众所周知，STB音频输出接近CD音质。如果能给其加装功放电路(含喇叭)，使其具有“单独听”功能，则必然增加卖点，促进STB(尤其使家中第二、第三台STB)的推广。

“单独听”开关、1W立体声功放电路、喇叭、立体声耳机插座均为新增器件。“单独听”听开关闭合时，音频信号从左右声道输出插座输出。开关断开时，喇叭单独发声；如果此时用立体声耳机输入，则立体声耳机单独发声，用户只需关闭电视机电源即可实现“单独听”。笔者建议“单独听”开关和立体声耳机插座应置于STB面板前方；将1W功放电路与电源板做在一起，喇叭位于STB侧面。由于功放功率较小，故功放电源直接通过通过原机电源取电，而原机电源不需加大功率。

结论

STB选型是贯穿于数字电视平移的重要工作。作为有线电视运营商，要真正站到用户的角度来考虑问题，充分考虑用户的使用习惯和用户的需求，做到对用户“体贴入微”，那数字电视的发展就少一些责难和怀疑，并真正赢得用户。

集成电路论文题目范文第3篇

【关键词】数字电路;过渡干扰;抑制方法

0.引言

对于过渡干扰的产生，特别是在数字逻辑电路中，这种现象是无法避免的，如果想要达到避免这种干扰对于信号传输的影响和导致的严重的后果，我们就要考虑一些抑制的方法。首先是要想方设法来抑制这种干扰的产生，其次是要选择最恰当的电路来避免过渡干扰对数据读取的影响和数据正确的传输。关键的是不能只是考虑抑制过渡干扰进而忽略了电路中出现的其他干扰的预防。我们同时也要考虑时钟脉冲在比较远的传输距离下在电路中产生的延迟、以及时钟脉冲在传输的时候受电磁感应干扰或者静电干扰、以及时钟脉冲中混杂噪声脉冲等等带来的其他问题或者电路的误动作，也就是说，我们应该充分的考虑电路的各种常规的抗干扰办法。进而找到可以很好地对数字电路中产生的干扰进行抑制作用，达到电路的最佳状态。

1.数字电路为什么会产生过渡干扰产生

过渡干扰就是指逻辑电路进行动态工作的时侯出现的内部干扰。当我们对自动测量系统进行动态调试的时候，出现的这种过渡干扰会较大程度的影响控制电路，进而出现错乱的逻辑关系，控制失灵，导致电路无法进行正常的工作。而实验对于自动控制系统的可靠性要求会不断增加，首先要解决的就是抗干扰能力的问题。当数字电路中的信号进行传输时，由于时间变化等因素使电路在传输过程中 出现一些逻辑混乱的尖峰脉冲，这样就会使电路中信号传输的质量下降。出现的这类问题即所谓的过渡干扰现象。

经过大量的调查研究发现，数字电路传输过程中的过渡干扰一般可分为两类，一类是因为信号传输延迟造成的，另一类是因为信号输入时间前后不同而造成的。

1.1信号传输延迟而造成的过渡干扰

每一个器件都有各自的响应时间。同一组信号经由不同的通道进行传输时会因为传输时间的不相同而造成过渡干扰的产生，在数字电路中这是比较常见的一种现象。引发这种现象的原因一般有两方面：一方面是由于元器件时间的参数具有一定离散性引起的，同一组信号分两路进行传输，所通过的器件的个数以及电路型式是一样的，但是因为这两种电路的传输特性存在一定差异，便会造成信号从一级电路进入下一级的时候因为相对延迟的存在而引发干扰脉冲;另外一各方面是因为电路结构的原因引发的传输延迟进而造成了过渡干扰，对于同一组信号，如果一路通过比较多的电路，而另外一路则是通过较少的电路，那么便会引发两个信号出现相对延迟的现象。

然而，过渡脉冲的脉宽一般都比较窄，若是下一级电路中存在移位寄存器或者触发器等，那么很有可能会引发电路误工作的现象。

1.2信号输入时间前后不同造成的过渡干扰

对于同一级电路，若是存在好几个输入信号，那么这些信号输入时间前后不同的话同样会造成过渡干扰;同时，如果时序逻辑电路中存在异步计数器，那么输入信号以及时钟信号同时发生改变，但却是经由不同的传输路径到达相同的触发器，同样可能会引发过渡干扰，进而造成误动作。这种类型的干扰一般会在计数译码电路或者与或非电路中出现。此类因为信号输入时间的前后不同而引发的触发器翻转时间不相同所产生的过渡干扰，经常对整个控制系统都有着比较严重的不良影响，值得我们注意。

2.如何抑制数字电路中的过渡干扰

2.1如何抑制由于信号传输延迟造成的过渡干扰

由于信号传输延迟而造成的过渡干扰，通常能够采用这两种方法对其进行抑制：一种就是想办法阻止此类干扰的产生， 另外一种就是一旦发现电路中有了这种干扰便马上对其进行抑制，不能够将其传输到下一级电路。

可以使用以下一些方法来阻止干扰的产生：

在最初的电路设计中，不要混合使用那些传输时间差比较明显的器件，就算是对于同一种型号的器件，如果不是同一家厂商生产的，那么就要注意它们之间的性能差别是否很大。

同时，也可以通过人为地在数字电路中加设一些延迟元件，从而让两路之间的延迟时间比较小而能够实现平衡，也就能够降低过渡干扰。

如果数字电路中已经出现了过渡干扰，那么我们可以采用在输出端对地接旁路电容的方法，便可以达到比较好的抑制脉冲较窄的干扰脉冲的效果。不能选择容量过大的旁路电容，不然会对正常信号造成影响。有些时候电路只需要通过缓冲器或者反相器就便能够消除干扰，特别对于CMOS电路，它的缓冲器或者反相器的输入门电容一般在5～10PF之间，能够很好的吸收电路中的干扰脉冲。

2.2如何抑制因为信号输入时间前后不同造成的过渡干扰

我们一般可以采用增设选通脉冲以及改变电路中计数器的计数方式等方法来抑制因为信号输入时间前后不同而造成的过渡干扰。尤其在数字电路中加入了选通脉冲之后，便能够在电路比较稳定的状态下，经由选通脉冲来开通译码器的输入信号，便可以较好的抑制输入时间前后不同造成的过渡干扰。对于计数器方式的改进，比较常用的方法如下：

(1)可以选择环形计数器。对于环形计数器，一般就只会有一个触发器在翻转，这样就能够较好的避免过渡干扰的产生。

(2)在电路中使用同步计数器。对于同步计数器，它在输入计数脉冲的时候能够让所有的应该进行翻转的触发器同时进行翻转，进而译码器的输入也能够做到同时到达，于是便可以达到我们想要的效果。

图1 寄存器电路的时钟连接

然而，即便对于同步逻辑电路，同样应该重视时钟延迟的现象。因为同一个时钟源无法同时去驱动多个触发器，需要通过加缓冲器来分别进行驱动，但是对于缓冲器，特别是对于多级缓冲器会逐步把时钟脉冲延迟，这样以来时钟脉冲之间的连接顺序就应该确保信号传输的正确性。如图1显示的电路，时钟脉冲需要把寄存器1里面的数据传输到寄存器2里面，寄存器2里面的数据再被传输到送入寄存器3里面。因為同一个时钟源无法同时驱动这么多的触发器，因此就需要加缓冲器以分别进行驱动。因为三级缓冲器级联会造成脉冲有所延迟，也就达到了寄存器2的时钟比1会早一点到达，寄存器3的时钟又会比寄存器2的提前一些到达的效果，也就确保了整个数据传输的正确。如果没有按照这样对时钟电路进行连接，那么便会引起数据传输的紊乱。同步时序电路不但能够降低由于电路延迟而造成的干扰，同时其自身还具有比较好的抗干扰能力。

3.结束语

数字电路在传输信号的过程中一般都会有一些过渡干扰的产生，如果要降低这些干扰对信号传输的不良影响，首先需要我们想办法去抑制这些过渡干扰的出现，其次就是需要我们选择一个合理的数字电路来抑制过渡干扰对信号传输的影响。还需值得注意的是，我们不能忽视数字电路中其它干扰因素的影响，仅仅是因为考虑了过渡干扰，也就是还需考虑到电路中的其它一些常规抗干扰因素的影响，并采取相应的抑制措施，从而确保整个电路能够良好的进行数据传输。

【参考文献】

[1]李瑞台.谈数字电路中时序逻辑电路的几个问题[J].河北自学考试，2007(01).

[2]吕俊霞.数字电子电路调试方法[J].九江职业技术学院学报，2005(03).

[3]薛翠兰.浅析如何应对数字电路故障[J].佳木斯教育学院学报，2011(03).

[4]吕俊霞.数字电子电路的调试方法与技术[J].武汉船舶职业技术学院学报，2005(02).

集成电路论文题目范文第4篇

【关键词】数字电路;《组合逻辑电路设计》;教学设计

引言：我国古代教育思想家孔子说过这样一句话：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”，这一句蕴含了丰富的哲理，与现阶段新课程改革教学理念吻合，体现了学生是学习过程中的主体，兴趣是学生最好的老师。

1.教材分析

《数字电子技术》则一门课程不管是理论性还是实践性都非常强，并且“组合逻辑电路”在整个教材知识中占据主要位置，肩负着“承前启后”的作用

《组合逻辑电路的设计》要在学生学过《数字电路基础》、《逻辑门电路》等知识的基础上进行，既可以检验以前的知识，又可以扩展后续知识。教学重点：介绍组合逻辑电路的设计方法和步骤，使学生能够正确设计组合逻辑电路。教学难点：引导学生设计经济实用的组合逻辑电路。

2.教学目标

知识与能力目标：使学生掌握组合逻辑电路的设计方法和步骤，提高学生应用所学知识的能力。 方法能力目标：培养学生认真学习、认真探索的精神; 激发学生的创新思维能力，举一反三。 社交能力目标：通过课堂师生交流和学生学生交流，培养学生与他人沟通、团结、合作的能力。

3.教学方法

教师的准备工作：熟悉教学大纲以及了解课程教学标准。对教材内容进行钻研、针对性设计教学过程、准备好课件、教学工具以及实验器材等等。为有效激发学生的学习兴趣，调动学生学习积极性，教师可以通过任务驱动教学的方法开展教学工作，结合学生个性特点，对教学任务进行有效的设计。帮助和引导学生对任务进行分析和探究，然后启发学生运用已经学习过的文化知识对实际的问题进行解决。 中间配合使用“触类旁通的类比法”“生动活泼的讨论法”“科学直观的仿真法”“形象立体的动画演示法”来达到我们的教学目标。

4.教学过程

教学过程共分为五个教学环节，共计两个课时。（“温故知新”、“任务驱动”、“探究新知”、“巩固提高”、“学以致用”）。

4.1温故知新

使用方法为教师提问，学生回答的互动形式，一共对三个知识点进行了复习：第一，经常使用的符号，表达形式，真值表以及功能;第二，逻辑代数运算的基本定律跟化简的有效方法，这两个知识点都是基础的知识，学生在对其进行有效学习以后才可以用门电路构建出一个带有特定功能的数字电路;第三，提出两个问题：问题一，什么组合逻辑电路的分析？问题二，组合逻辑电路的分析步骤一共有几步，分别是？最后使用一道题对整体步骤进行分析，让学生的印象更加深刻，达到给新知识铺垫的作用。

4.2任务驱动

此过程由教师帮助和引导学生思考分析，给出一个组合逻辑电路图，我们可以对它的逻辑功能进行有效的分析，给出一个逻辑性的命题，我们可以按照相关的要求对逻辑电路进行设计吗？入股哦设计一个三人表决器呢？学生按照课前的预习情况会得出答案，也就是组合逻辑电路的分析过程不一致，需要五步相反倒叙的五步。其实这一次课的设计过程就是对上一次课程的逆分析过程，同时也是本次课程的主题。随后教师使用板书或者是幻灯片的方式将教学重点导出。任务启动以后，学生按照指示，分析思考，分组交流，教师给予有效指导。一段时间之后各个小组开始对各自的成果进行展示。通过这样一个“生生交流，师生交流”的过程，学生能够在其中更好的探究教学内容，巩固加深教学内容，加深了解和掌握。

4.3探究新知

有效引导学生设计出经济且实惠的组合逻辑电路。第一次设计是不是完美的？如果用“与非门”去设计会发生什么样的不同？两种方案设计出来的“三人表决器”逻辑电路哪一种会更好？原因是什么呢？学生们在经过一系列的计算之后很快就对第二种设计方案进行了展示。

教师引导学生对两种设计方案进行比较分析，发现这两种设计方案只使用了四个门电路。不一样的是：方案一里面的四个门，其中有三个是“与门”有一个是“或门”、方案二里面四个门都是“与非门”。在对比之后发现，门电路单一更好。通过层层设疑，有效激发了学生的学习积极性，课程重难点教学也得以有效开展。在具体的应用过程中，组合逻辑电路设计多用“与非门”实现，能够控制成本，避免浪费人力，物力。

当任务1结束以后，可以接着布置第二个任务，把任务1的只有1个输出量的设计任务，上升到3个，让工作量加大，提升难度。其目的就是鼓励学生，拓展思路，让原本枯燥乏味的教学得以“由浅入深”、“化难为易”最后教师通过板书或者是幻灯片把教学重难点有效进行提炼，对所学知识进行巩固，加深印象。

4.4巩固提高

在学生一起完成两个任务以后，教师又给学生设置了两个加强任务，要求学生自主独立完成，以此自行消化，吸收，巩固掌握本次课的知识点的目的。

4.5学以致用

为了更好地理论联系实际，设置实验任务，要求学生绘制任务1中“与非”门设计的3人投票器逻辑电路图，并安装测试逻辑功能。为了能够让学生顺利的完成实验任务，教师应准备相关的实验设备让学生认识，并对其使用方法进行详细的讲解。 在讲解完实验设备的原理、用途、安全、节能、环保等注意事项后，让学生自己制作电路和测试功能，完成实验任务。 这个环节结合学生未来的实际工作，让学生学以致用，体验成功，增强自信心。

结束语：在整个教育教学过程之中，一定要以学生为主体。教师要帮助和引导学生不断参与活动，将自身主导作用充分发挥出来。以此方式有效提升学生的求知欲望和学习积极性，让学生在教学过程之中感受成功带来的喜悦之情，进而提升自身各方面能力。

参考文献：

[1]陈丹，戴仁俊.“组合逻辑电路的设计与实现”微课教学设计和反思[J].科技视界，2021（20）：54-57.DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2021.20.24.

[2]李月乔，樊冰.基于項目教学法的组合逻辑模块分层次对比学习探究以“8位数码管动态显示电路的设计”项目为例[J].工业和信息化教育，2021（02）：76-79.

集成电路论文题目范文第5篇

当前建筑物智能化发展背景之下，关于智能建筑的电气集成优化问题引起了人们的广泛关注，它对于智能建筑功能发挥有着重要的指向意义。智能建筑设计过程中，应当切实做到统筹安排、整体考虑，从根本上实现对能源资源的节约以及对建设成本的控制。本文重点分析了智能建筑电气设备的集成技术优化问题，旨在进一步完善电气技术在现代建筑中的应用。

智能建筑发展至今已然进入了全新的变革阶段，这也就是所谓的智能建筑电气集成化时期。这一时期电气各个子系统逐渐相互融合，传统电气设备被智能化电气设备所取代，系统的边界意识逐渐模糊，在促进设备使用性能提高的同时也是对建设成本及运行能耗的有效控制。由此可见，各类集成电气技术正在智能建筑中发挥日益重要的作用，这对于现代化建筑中电气技术的应用势必将有着重要的借鉴意义。

电气技术在智能建筑中的应用

建筑电气技术是智能建筑支持平台的重要技术支撑，在当前智能建筑概念逐渐被推广的背景下，建筑电气技术的发展得到了广泛重视。当前建筑电气技术的核心内容除了表现在弱点保护、建筑照明及电热水暖设备供应方面之外，还包括了必要的防雷、屏蔽、接地以及滤波技术。作为弱点系统设备设计的必要前提，智能建筑中的电气技术从根本上保障了智能建筑平台设计的有效性，这些内容具体包括了电气技术中的防谐波技术、屏蔽技术、电源技术以及防静电技术等。关于智能建筑集成优化的实施需要从既定的优化方案入手，切实将电气系统融合成为有机的整体，从系统分别设计向整体设计过渡，采用强弱电分开的方式来控制运行费用以及电气技术的成本投资。

智能建筑电气设备集成优化技术研究

1.电气设备的整体优化

中央空调末端设备、冷热源机组、高低压配电设备、给排水设备、发电机组、安全监控设备、照明设备、多媒体会议系统、有线电视系统、程控电话交换系统以及综合布线系统等都是智能建筑电气设备的构成内容，作为智能建筑的技术核心，集成优化在电气设备系统中的实施在方案设计阶段就应对系统集成及智能建筑子系统做好相关调查与分析，积极转变现有独立设计中存在的弊端，提高系统服务的质量和效率，这对于运行费用而言也是有效的控制过程。

2.集成优化技术研究

（1）实现中央空调能量的自动调节

在现有中央空调主机性能调节方面显得较为薄弱，系统运作和执行过程不能根据温度变化及实际面积来作出合理优化与调节。从中央空调能量输出及与外部环境之间的关系出发，智能建筑中的中央空掉能量调节系统能够从环境温度变化以及实际使用面积方面对温差作出及时有效调整，合理控制能源的输出量。若是出现空调使用面积减少或是温度发生变化时便能够实现对能源输出的自动设定，这对于电能节约极为重要。此外，换季过程这一自动调节功能也能够有效地实现对中央空调能耗的合理控制，提高冷热源的使用效率，更好地实现节能环保目的。

（2）完善配电设备及发电机组的优化配置

智能建筑中的电气设备主要包括了中央空调的冷热源机组、末端设备、发电机组、照明设备以及给排水设备等。从相关数据统计分析，当前智能建筑在电气设备方面的投资高达40%，其中中央空调系统、发配电系统以及弱点系统占据了电气设备投资的主要部分。由此不难分析，实现电气系统资源的合理配置是控制智能建筑电气投资的有效路径。

（3）智能化系统与电气设备的集成技术

在电力设备和智能化系统相互集成的过程中智能建筑的集成技术得到了有效优化，这就使得电气设备在自身功能方面除了能够更好地发挥传统设备的作用，还充分突出了智能控制系统在电气设备应用中的重要性，其中开放式总线接口的应用使得电气设备的智能化特征得到了充分体现。智能化系统及电气设备的集成技术从建设过程出发，简化的过程使得电气设备安装更加便捷，在电气设备管理系统安装方面无需进行二次传感器的安装与控制，仅仅需要从网络接口方面实现对电气设备的集中管理，这显然是对建设造价的有效控制。除此之外，建筑电气系统与智能化系统一脉相承，其标准设置过程也有着同一性特征，因此电气总包方式的采用也是工作程序及运行需求得到了充分满足，这就使得电气系统在运行和管理方面更加有利于设备的运行需求，智能建筑中的电气设备能够一直处于高速运行过程当中。

（4）电气设备的优化与节能

从相关数据统计分析，温度控制对于节约电能也有着积极影响，甚至能够达到电能节约的18%左右，加之从照明系统及电梯系统方面做好相关的技术优化工作那么能源节约问题将得到有效解决。由于我国人均能源资源相对匮乏，因此电气设备优化节能工作的展开在提高经济效益的同时对于智能建筑电气技术发展也有着不容忽视的推动作用。

综上所述，对于建筑平台而言，智能建筑的发展是一种必然趋势，这就需要融合各种电气技术，像是电源技术、防谐波技术、防静电技术、屏蔽技术以及抗干扰技术等，电气设备集成技术的优化对于智能建筑而言至关重要，这既是对电路安全的重要保障，同时对于后期智能建筑电气技术应用也有着重要的启示作用。随着智能建筑电气技术应用的日臻成熟，其安全性与稳定性特征势必将得到全面体现。

（作者单位：陕西龙门钢铁（集团）有限责任公司禹宏置业）

作者简介：吴晓云（1972-），女，陕西韩城人，大专，中级职称。

集成电路论文题目范文第6篇

摘要：本文针对业界需求提出了一种分布式电池管理系统的电路设计方案，详细介绍了单体电池采集板的设计。单体电池控制板采用低功耗的MPS430FR2100单片机作为主控单元，设计了电压测量模块、温度采集模块、电流采集模块、电池均衡模块、通信模块以及状态显示模块。测试实验表明，本系统电路就地直接测量电池电压，测量更加准确。同时，因为测量设备是被测电池的从属设备，测量过程也可以不受常规噪声的干扰。

关键词：电池管理；分布式；低功耗；MSP430FR2100

对于动力锂电池组的管理，传统设计方案一般采用集中式管理。首先，采集单元对电池组中每块电池的单体电压、温度、充放电电流等参数进行采集，然后利用中央处理单元对电池参数进行分析计算，以此确定电池组的剩余电量，并记录数据以备分析。这种管理系统存在较为明显的缺陷：首先，使用单一的控制单元对几十、数百的单体电池进行参数采集、计算、通信、显示，系统的设计复杂，稳定性较差，当其中某组电池出现故障会影响整个系统工作；其次，电传动车辆空间紧凑，动力电池呈分布式布置，控制单元往往与电池有较长距离，这样信号从电池到微控制器间的传输非常容易受到电动汽车内部功率器件、高压和大电流动力线工作时产生的电磁干扰的影响，导致测量精度下降，从而在计算电池参数时不一定能真实反映电池的实际工作状态，最后引起电池剩余电量计算的不准确甚至错误；且集中式管理的可扩展性和可移植性差，对于不同的电池组结构、不同数量的电池，都需要重新进行系统设计，严重影响了电池管理系统的通用性。

本文为分布式电池管理系统提供了可行的电路方案。分布式电池管理系統中，核心问题为单体电池的电路控制，本文对其经行了详细的介绍。

1 单体电池电路

1.1 主控制器选型

MSP430FR2100微处理器是单体电池电路板的核心。它负责测量电池的电压和温度，驱动均衡负载，还负责与中央处理器进行通信。微处理器工作电范围宽1.8V3.6V；功耗低，待机电流不超过1uA。另外，此微处理器功能强大，配备了8路10位AD转换器、1.5V内部基准电压、片上振荡器、一个UART通信口。

1.2 电源电路设计

电源电路设计了熔断器，具有过流保护作用，设计了TVS管，具有过压保护作用。同时设计了LC滤波器，可以滤除掉电池上产生的一些高频电压噪声信号。调压器采用一个固定电压为2V的TLV713。

TLV713芯片特点：

（1）输入电压范围：1.4V 至 5.5V；

（2）极低压降：150mA 时为230mV；

（3）使用或不使用电容时均可稳定运行；

（4）低IQ：50μA；

（5）折返过流保护；

（6）封装小：1mm × 1mm 4引脚X2SON。

1.3 电压采集和温度采集电路

由两个精准电阻器构成的电压分压器将电池电压降低至低于基准电压，如图1。MSP430FR2100内部基准电压为1.5V，电阻分压后是电池电压的1/4，大约为0.5V1.1V。两个电阻阻值必须非常大，从而保证不会产生旁路电流。

LPV802是超低功耗运算放大器，适用于由电池供电的低功耗设备中的感测应用。LPV802 放大器的带宽为8kHz，静态电流为320nA，可最大限度降低运行电池寿命至关重要的设备消耗的功率。除超低功耗特性外，LPV802 放大器还具有实现毫微微安偏置电流的CMOS 输入级。LPV802 放大器还特有一个负轨感测输入级和一个相对于电源轨的摆幅为毫伏级的轨到轨输出级，从而尽可能保持最宽的动态范围LPV802 设有电磁干扰（EMI） 保护，可降低来自手机、WiFi、无线电发射器和标签阅读器的无用射频信号对系统造成的影响。

电池管理系统对温度的采集精度要求并不高，更多的是考虑温升所带来的安全性问题。因此考虑到单体电池电路的成本，温度传感器采用价格低廉的热敏电阻作为温度传感器。通过电阻分压的方式来获取热敏电阻的阻值。为了控制输入电压在微处理器AD参考电压（MSP430FR2100内部参考电压为1.5V）范围内，热敏电阻并联电阻后在进行分压。VT的计算公式为

其中为电源电压2V。由式（2）可以看出RT越大，越大。

1.4 均衡负载及状态显示

本系统设计中采用更加经济实用的被动均衡方式，使用大功率电阻作为被动负载，应用MOSFET对电池进行均衡控制。通过LED实现对单体电池电路板均衡状态及其他活动状态进行视觉反馈。如图2。

1.5 单体电池采集板与中央处理单元的通信

图3所示电路通过两个光电隔离器实现单体电池电路板和总线的隔离。其中一个光电隔离器用于前级单体电池电路板与微处理器UART的RX输入之间，接收中央处理单元发出的数据；另一个则应用于微处理器UART的RX输出与后级单体电池电路板之间，用于向主控制器传送数据。

2 电流采集模块设计

在电池管理系统中，不必每个单体电池都采集电流数据，只需要每个串联支路安装一个电流采集器，这就大大节省了系统成本。在本系统中电流采集采用莱姆公司的HC2F80S电流互感器，最大电流达80A，并且以模拟电压量进行输出。HC2F80S供电电压为5V，为此设计了升压泵TPS61222为其供电。HC2F80S输出滤波后，进行分压供MSP430FR2100的AD采集电流数据。电路图如图9所示。

3 结论

本文提出的分布式电池管理系统的电路设计方案，更多的考虑了硬件成本。单体电池采集电路的主要器件在选型上都在满足功能需求的前提下，最大程度的节省单体电池采集电路的成本。同时也比较注重器件的功耗，旨在减小电池管理系统本身的功耗。实验表明，本系统电路测量电池电压准确同时，抗干扰能力强，更换电池方便，实用性强，为市场提供了一种可行的分布式电池管理系统实施方案。

参考文献：

[1]黄可龙，王兆翔，刘素琴.锂离子电池原理与关键技术[M]北京：化学工业出版社，2008，130.

[2]张金顶.基于MSP430的动力锂离子电池管理系统的设计与研究[D].湖南：湖南大学，2011.

[3]杨君.电动汽车动力电池组管理系统设计[D].大连理丄大学，2011.