数字电路设计论文

2022-05-14

以下是小编精心整理的《数字电路设计论文(精选3篇)》,仅供参考,大家一起来看看吧。摘要:近些年来,我国高速数字电路设计技术方面的研究已经取得一定的成果,其在电子设计领域中范围持续扩大,科学处理高速信号逐渐成为电路设计中的关键。在高速数字电路的设计中,其导体往往具有传输线功能,能够分布各项数据,设计人员必须要对传输线进行充分考虑,随后才能进行互联关系的有关分析。

第一篇:数字电路设计论文

电视机数字模块的电路设计

摘要:文章介绍了一种LCD电视机用数字模块的产品特点、设计目标、电路组成、原理简介及目前所达到的技术水平。

关键词:液晶电视;数字模块;设计

该数字模块设计有两路AV输入、S_VIDEO输入及两路HDTV高清输入、两路HDMI输入、PC输入等。HDTV可达到1080P 60Hz的高分辨率,HDMI支持1.2协议。

1产品特点及设计目标

1.1产品的特点

①该产品设计采用TRIDENT公司的SVP-AX32单芯片处理。②信号端子功能强大。

1.2主要设计目标

①视频信噪比≥40dB。②视频信号幅度:2.0±0.2Vp-p。③音频信噪比≥40dB。④音频失真率≤2%。

2电路组成及原理简介

组成框图见图1。

①音视频处理电路。音视频处理电路由Single chip SVP-AX32完成。音频处理电路是将外部输入的AV信号的Audio信号、HDMI信号等在SVP-AX32内部经过音频矩阵电路、音频解调电路、音频处理电路、唇同步电路等处理转换为数字及模拟音频进行输出。视频处理电路是将外部输入的RF信号、AV信号、色差信号、复合视频信号、HDMI信号等在SVP-AX32内部经过模拟矩阵电路、ADC转换电路、3D视频解码、边缘自适应逐行交织电路、增强的亮度/色度处理电路、GAMMA校正电路、LVDS传输电路等处理输出LVDS信号及模拟视频。②控制电路的设计。主CPU、SUB MCU、程序存储器(FLASH)、数据存储器(SDRAM)、总线驱动器等组成的控制电路是产品的控制中心,控制和协调各部分电路的正常工作,实现产品的各种功能。③音频D/A转换器。SVP-AX32输出的数字音频经外部D/A转换,输出模拟立体声音频信号。④外围数据接口。I2C、RS232、JTAG等外围数据传输接口主要完成产品与外界的低速数据通信。⑤电源管理电路。本产品正常工作电压是9 V、5 V、3.3 V、2.5 V、1.2 V。

3测试结果讨论

3.1主要测试仪器及设备

主要测试仪器有LT1610A高清信号源、FLUKE54200、5418、HS7100多制式彩色电视集中信号源、AV1485A射频合成信号发生器等。

3.2测试结果

①视频信噪比:最小41 dB;②视频信号幅度:2.0~2.1Vp-p;③音频信噪比:最小43 dB;④音频失真率:最大0.4%。

3.3设计过程中解决的主要问题

①印制电路板的设计和制作。该产品的PCB设计对于防止EMC干扰等起到很大作用总结有以下几点:Memory设计。该产品采用的Memory是DDR-SDRAM,时钟频率高达250 MHz,为防止EMC干扰。设计时采用数据线、地址线和差分对时钟线最短化设计。为使电路稳定工作参考电压Vref线宽设计在0.2 mm以上,并且其退藕电容和分压电阻尽可能接近IC引脚。HDMI回路设计。为保证差分对阻抗在100 Ω±10%,在设计时线径/线距采用5 mil/5 mil设计。并且线长度尽可能短。CPU回路设计。为减小EMI在SPI Flash的数据/时钟线和AX32间增加33 Ω的电阻。并且放置了0.1 uF和10 uF的退藕电容。

②可靠性设计。经过仔细分析电路的各个回路,对所有电解电容和三极管的实际耐压值进行了测量,通过与产品设计电压进行对比,以保证产品的可靠性。

4结 语

通过对该产品的主要技术指标测试,各项指标都有一定的余量,能够很好的满足用户的要求。

参考文献:

[1] 林丰成,竺红卫,李立.数字集成电路设计与技术[M].北京:科学出版社,2008.

作者:刘迎党 董峰军

第二篇:计算机高速数字电路设计技术研究

摘 要:近些年来,我国高速数字电路设计技术方面的研究已经取得一定的成果,其在电子设计领域中范围持续扩大,科学处理高速信号逐渐成为电路设计中的关键。在高速数字电路的设计中,其导体往往具有传输线功能,能够分布各项数据,设计人员必须要对传输线进行充分考虑,随后才能进行互联关系的有关分析。然而,高速数字电路在现实应用中仍然存在一些弊端,本文研究和分析了有关高速数字电路设计的技术。

关键词:高速数字电路;设计技术;计算机

现阶段,微电子技术发展速度较快,高速电子电路器件的应用技术也逐渐趋于成熟,高速数字电路设计的应用也越来越广泛。目前,高速数字电路设计正实现不断发展,但是一些理论还不成熟。目前我国高速数字电路设计取得了一定的发展,然而大多注重于理论,而缺少实践经验。因此,研究高速电路设计的各个方面,借此促进有关技术人员对高速电路设计的了解,从而有效推动实践工程的实施,对我国高速数字电路设计技术的发展具有积极的影响。

1 高速数字电路的概念

高速数字电路是一种具有模拟特性作用的电路,主要由电路中高速变化的信号产生的电容、电感等所形成,集中参数系统以及分布参数系统是高速数字电路中最主要的两个部分。其中,集中参数系统简化了低速数字电路设计,使其保持理想状态,因此在高速数字电路技术中,集中参数系统并不适用,但是其却适用于低速数字电路设计。一般来说,信号特性的改变主要由两大因素造成,包括信号时间、信号的位置,因此元器件间的线路长度会对信号的特性产生直接影响,并且,线路中信号的传输并不具备实时性。

2 高速数字电路设计技术发展目前存在的问题

信号质量在高速数字电路设计中的作用十分重要,如果信号的质量无法得到保证,将会造成信号失真的情况,对生成正确地址、数据和控制信号产生不利影响,从而阻碍了系统的正常运转。对信号质量产生影响的因素主要有:

第一,系统中信号传输线位置上具有不相匹配的阻抗,反射噪声的产生较为常见,将对信号的质量产生不利影响;

第二,印刷板位置的电路密集度与信号线间的距离是呈反比例的关系,信号线间距离的减小使其电磁耦合变大,产生较大的影响,使信号间的串扰更加严重;

第三,芯片电路在运行时,附加在电源上的电阻及电感会影响其工作,造成大感应电流的产生,使电源线及地线上电压无法保持稳定,进而产生严重的波动现象。

总而言之,克服影响信号质量的有关因素,使高速数字电路信号质量得到提高,从而进行科学的电路设计已经成为目前高速数字电路设计中的重要研究对象。

3 高速数字电路设计技术发展的相关措施

3.1 对高速数字电路信号质量的研究

高速数字电路信号质量的设计包括反射研究以及干扰研究两大方面,即研究各种信号在电路信号网中所产生的干扰,以及研究各种电路信号网传输信号的干扰,受电路中不同匹配的阻抗因素等影响,在低速数字电路设计中不需考虑反射这一因素。数字电路网在理想状态下,其不同阻抗之间能够相互匹配,并表现出较为明显的连续性,因此线路的电压和电流中无发射现象的产生。数字电路的设计过程中,不匹配的阻抗会影响电路传播的波形,从而形成干扰,破坏信号完整性。在高速数字电路的设计中,使电路和临界阻抗相匹配存在较大的困难,所以使系统稳定在过阻的状态,该方法具有较高的可行性。

高速数字电路设计中,感性串扰是应最先考虑的问题。按照有关理论可知,电路中的电流是循环流动的,并且其已经成为一种状态,然而其被大部分数字电路设计人员忽略。信号的路线构成电流环路,电流环路能够影响电路中的电感,其中的电流同样也受电磁场的影响而发生相应的变化。设计者应使电路中的电流环路尽可能减少,从而使感性串扰得到明显控制,设计高速数字电路,一般能够采用两种策略来实行,也就是增加线路距离或者减小电流环路面积,从而保证高速数字电路信号的完整性,提高电路信号的质量。

3.2 对高速数字电路电源进行设计

在高速数字电路的设计中,低电压元器件是其中必不可少的因素,其一定程度上影响到电源的稳定性。电源的稳定性,其是指电源的波形质量。高速数字电路设计中,线路器件在某种情况下将产生感应电流,并且电流量较大,此外数字电路也将产生较大的信号回路阻抗,主要由电感强度过大导致。以上因素均会对电源的稳定性产生影响。

电压系统零阻抗是高速数字电路设计的理想状态,因为信号回路的阻抗损耗可以忽略不计,电源系统各位置的电位也不容易发生变化。但是,理想状态在现实中并不存在,电源分配系统一定会产生噪声干扰,从而影响电路的正常运行。设计人员应充分考虑电源的电阻、电感等可能带来的影响进行高速数字电路设计,使电阻和电感保持较低的状态。就目前而言,铜质材料在电路系统中的使用较为普遍,其远不符合高速数字电路设计的需要,所以高速数字电路的设计还应考虑其他可能产生影响的因素,其中,在电路中使用去耦电容就是一个切实可行的办法。

4 结语

总而言之,高速数字电路设计技术在科学技术发展迅速的今天已经越来越成熟,其在电路设计中扮演着不可或缺的角色。高速数字电路设计的发展,对许多行业的发展具有积极的促进作用。然而,目前高速数字电路设计暂且存在一定的局限性,需要开展相关研究加以解决。本文阐述了目前高速数字电路设计存在的问题,并且提出一些具有针对性的改进策略。今后高速数字电路设计技术的发展必将给社会带来更多的效益,包括经济等方面的效益。

参考文献:

[1]杨瑞萍,孙海波.计算机高速数字电路设计技术探讨[J].电子技术与软件工程,2015(05):137.

[2]庞莉莉.高速数字电路设计技术的分析与思考[J].数字技术与应用,2015(06):196.

[3]廖传柱.高速数字電路设计技术的发展研究[J].长春师范学院学报,2013(12):44-46.

[4]沈旭.基于FPGA的数字电路故障诊断系统设计及关键技术研究[D].南京航空航天大学,2014.

作者:周莹

第三篇:数字电路中如何利用数据选择器设计电路

摘要:在数字电子技术课程学习中,灵活掌握组合逻辑电路设计方法可以给整个数字电路设计奠定良好的基础,其中利用数据选择器设计电路作为其中一种很重要的方法,该文针对如何利用数据选择器设计电路,并提出几种小技巧。

关键词:数字电子技术;组合逻辑电路;设计电路;数据选择器

中圖分类号:TP3 文献标识码:A

在数字电路中,数据选择器是指在多个输入数据中选择一个输出,所以叫数据选择器,在数电课本中重点讲了四选一和八选一两种数据选择器,分别为74HCl53与74HCl51,本文重点就是在利用这两种数据选择器按照常规设计思路进行设计时,总结出几种设计方面的小技巧。

1设变量,列写真值表,写出表达式

4结论

本文利用数据选择器来实现设计电路,根据设计过程重点在于以下几点,一根据表达式中变量数目选择合适的数据选择器。二要注意变量与系数,两部分都相等,表达式相等。三注意地址变量的对应,选取变量不同,数据对应不同。四由于数据选择器应用广泛,注意灵活使用。

作者:李音

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