下面小编整理了一些《数字电路分析论文(精选3篇)》，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。【摘要】过渡干扰一般和外部电磁环境没有关系，经常与数字电路的设计、有关器件的选择以及整个电路的装配等方面有关。本文对过渡干扰产生的原因以及抑制措施作一简要介绍。让我们进一步的了解及学习在数字电路中怎么找到过渡干扰并且进行很好的抑制作用。
第一篇：数字电路分析论文
微波电路数字化改造的重要性分析
【摘要】我国的微波电路最早始建于1989年，受当时技术条件的限制，我国现行微波电路中使用了大量的行波管，导致电路的运行稳定性极差，整体故障较高，因此需要进行大规模的数字化改造，满足现阶段我国数字信号的传输需求。课题研究由此出发，深入分析研究微波电路数字化改造的重要性以及具体的改造途径。
【关键字】微波电路;数字化改造;重要性分析
1. 微波电路数字化改造的重要性分析
1.1 数字微波能够保障国家预警的实际需求
微波电路是我国重要的数字信号传输资源，也是我国宝贵的信号传递储备资源。我国的微波电路多数分布在高山、高点等信号传输优越位置，可以为我国广播电视等媒体提供更为稳定的信号传输作用。在发生大自然灾害以及其他紧急状况下，可以为广大人民群众提供准确的信息发布任务，数字微波传输技术可以确保紧急情况下数字信号传输的可靠性、安全性、保密性。汶川地震等诸多自然灾害的案例中，都印证了广播电视对事故现场的实时直播，对抗震救灾的重要性，充分体现了数字传播技术的保障预警方面的作用。
1.2 数字微波可以保障广播电视台信号安全优质传输
数字微波传输技术卫星通信技术以及光纤通讯技术在技术层面上有着较明显的互补作用，共同使用时可以实现多网络互通、多网络备份以及优势互补，全面提高广播电视的传播能力，实现更为优质的信号传输。
1.3 微波频谱技术是一种稀缺的战略资源
频谱资源和土地、矿产资源一样是我国宝贵的自然资源之一。一直以来是我国社会民生、国防建设中重要的信息传输资源。伴随我国社会经济的不断发展对无线电质量的需求逐步提高，无线电频率已经成为了我国各项发展战略的稀缺资源，由于频率资源是不可再生资源，因此微波所占的频率资源也会更加的珍贵。
1.4 数字微波电路在广播电视信号传输方面的基本功能
保障广播电视信号传输的基本功能是微波传播电路的重要的任务，微波电路也具备其它传输技术不具备的优势。首先，微波数字电路可以实现高山、林区、沙漠、湖泊等多种不同地形的稳定型号传输。具体如下，在使用卫星进行城市信号传输，卫星信号传输渠道相对单一，信号传递过程存在一定得安全隐患，而微波电路得信号传递方式则很好得解决了该问题，微波电路在传递过程中可以与国家得无线覆盖信号源相互备份，相互补充从而确保信号传得安全性与精准性。
目前大中型城市均已安装了微波电台，并分别承担自身得信号传输任务。不同城市之间的微波电台需要通过微波电路以及光缆等设备相连接，可以构建纵向的信号传输网，全面提供信息传递能力。
1.5 实现异地广播信号互相传递
根据前文所述，通过微波电路可实现大面积覆盖的信号传输网络，可以实现广播电视不同地域节目的交换播放。我国国土地辽阔，不同地区的文化差异十分明显，不同地区有着不同的风土人情和民俗文化，导致不同地域的广播电视节目的内容和风格上有着极大的差异，因此通过微波电路构造的超大面积传输网络，不仅可以满足我国广播电视的高质量信息传递需求，也让各个城市实现了广播节目的互动。不仅可以让广播电视受众可以接收到来自全国各地的电视节目，了解其他地方的风土人情、民俗文化、社会民生。也可以让身处外地的广播电视受众，接收到家乡的电视节目，满足不同人群的节目收听需求。
2. 数字微波电路的功能扩展
首先，一直以来广播电视以及新闻媒体的信号传输保障工作，是微波电路的重要功能，伴随智能手机的不断普及，手机逐渐成为了人们重要的信息获取渠道，短视频等新媒体的出现更是彻底的改变了人们信息的方式与习惯。数字电波改造可以将手机和电视广播充分整合，形成更为符合现代人信息获取需求的信息传递方式。其次，基于微波数字电路强大的实时信息传递功能，可以实现高速的现场画面回传工鞥，在实时会议以及远程培训方面有着诸多优势。在数字微波电路上开通话务功能，电话业务传输只占用极小的带宽资源，而且我国微波电路好似一张大网覆盖大部分城区的每个角落，在这张全区网络上搭载开通电话业务，无论是在通话传输质量还是在经济效益方面都会满足沿线群众对电话通讯功能的需求。随着科技的发展，我相信数字微波在各方面的应用会越来越广泛，数字微波的技术也会越来越先进，数字微波在现代通信中地位将越来越重要。
3. 微波电路的发展历程
3.1 第一代微波电路
微波电路最早出现于1897年，由物理科学家瑞利率先提出，瑞利设计了金属波导管内电磁波传播的现金理论。指出并通过多次实验证明了金属管线存在多种不同模式的电磁波。但该理论提出后受到其他技术的限制，一直没有出现实质性的进展，也无法应用到实践中去。1936年所思沃思提出了波导立体电路的整体信号传递方案，让微波电路技术彻底应用到实践中。波导立体电路是最早期的微波电路，应急显现出了微波电路的基本优点，如信息传递质量高、损耗低、机械结构牢固等等问题，但其体积巨大、加工工艺复杂等问题扔决定其无法大规模的应用。
3.2 第二代微波电路-HMIC
第二代微波电路问世于20世纪50年代，伴随微波固体器件生产工艺的不断提高，低损耗介质材料的不断年突破让微波半导体技术有了极大的突破。逐步实现了微波混合集成传输线的批量生产，极大的缓解了立体结构的波导存在诸多弊端。HMIC也是第三代微波电路以及后期微波数字化电路的基数基数。
HMIC在体积方面有极大的进步，厚膜的mic技术可以实现大规模的高质量的低成本原件生产导体电路的基片，和导电薄膜，在后期经过光刻、蚀刻以及电镀等工艺完成生产。
3.3 第三代微波电路MMIC、MCM
MMIC和MCM电路的出现，预兆着微波电路进入了第三个时代。其中MMIC是基于半绝缘半导体技术形成的微波频段功能电路。MMIC问世到大规模生产应用的过程中，主要是对日下内容进行了公关及研发。首先是对物理模型、小信号模式、非线性模型、温度模型的设计，其次，对电路设备进行仿真设计，对灵敏度和容差行进行分析。最后是对电路的集成方法进行分析，最终确定满足使用需求的、可靠性高的电路设计方案。
MCM是MMIC技术的升级与延伸，MCM是通过高密度的互联基板，将两块以上的MMIC进行连接，形成组件。改连接方式可以有效降低后期布线过程中不同原件之间产生的互相干扰，并极大的缩短了信号传递的长度，降低信号延时，从技术层面上彻底实现了元器件和电路的三维集成。以该技术为技术将两个不同功能的MMIC芯片进行集成，形成具有多个功能的微波电路，该技术已经具备第四代微波电路的基本特征，成本和体积有了进步一的提升。但受技术层级限制，在性能上还与聚合物半导体电路存在不小的差异。
MEMS是第三代微波电路的最终产品，在超精密机械加工技术、体硅腐蚀技术以及固相结合技术的支持下，MEMS实现了低插损、宽频带的功能优势，但其速度和寿命仍不够理想。国内开发了微型MEMS硅腔滤波器，体积是传统腔体滤波器的几百分之一，重量是其几千分之一，特别适合毫米波高端;MEMS集成时钟将使现在庞大的铷原子钟、晶、振等时钟元器件得以集成，体积、重量以百倍、千倍地减小，而基本指标基本不变甚至更好;利用MEMS来制造微型散热装置，将功放等功率器件放置在上面，可以大大提高SIP的散热能力，降低其热阻，提高SIP的适用范围;MEMS既可以作为器件出现又可以作为一个封装出现，在芯片多维架构中作为支撑和架构。可以实现微电子、光电子和MEMS器件芯片结构的异构集成化，使得SIP性能得到显著提高，并增加装配效率提高其可靠性。MEMS可有效地减小微系统的体积，提高器件的功能密度和性价比。
3.4 第四代微波电路
第四代微波电路是现阶段广泛使用的微波电路类型，主要分为soc、sip、sop等几种类。
3.4.1 soc
Soc的本质是一种超大规模集成的电路系统生产技术，可以将庞大的电路系统集成在一个芯片内部，形成高度集成的soc系统，ip核是soc电路的设计基础。知识产权核简称为ip核，是一种知产产权的产品，有着明确的设计功能，以及极强的系统控制能力，通过ip核的预设方案，进行系统的设计控制，可以有效的减少产品的设计时间以及生产风险。综上所述，soc的诸多优点让其成为电子技术核已经成为了不争的事实，soc技术也让单片机进入了全新的时代。
3.4.2 sip
Sip将不同功能结构的电子元件进行重新整合封装，根据设计目标最终形成具备预期功能的系统或子系统。Sip技术最大优势是不仅可以对相同类型远近以及芯片进行重新封装，还可以兼容不同制造技术的芯片，该特点能让其在商用领域应用十分广泛。适用于智能手机以及其他智能移动终端的全球定位模块、手机蓝牙模块、影响传感模块的研究和设计。在军用设备中也有着广泛的应用。
参考文献：
[1]姚晓亮.利用数字微波电路建设蒙古语广播电视节目交互平台的工程概述[J].内蒙古科技与经济，2019(20)：72+91.
[2]陈聪，萨如拉.基于MSTP技术的内蒙古数字微波通道规划与应用[J].数字传媒研究，2017，34(04)：45-48.
[3]李强，钟琦.数字微波电路的总体规划与综合利用——广东省广播电视微波電路数字化改造[J].西部广播电视，2006(06)：33-36.
[4]李智勇，郭晓峰.河北广电模拟微波网数字化改造可行性研究及方案[J].广播与电视技术，2001(06)：89-93+96-97.
作者：吉训侦
第二篇：浅谈数字电路的过渡干扰及其抑制方法分析
【摘 要】过渡干扰一般和外部电磁环境没有关系，经常与数字电路的设计、有关器件的选择以及整个电路的装配等方面有关。本文对过渡干扰产生的原因以及抑制措施作一简要介绍。让我们进一步的了解及学习在数字电路中怎么找到过渡干扰并且进行很好的抑制作用。
【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).
作者：管庆军
第三篇：高速数字电路设计中信号完整性分析与研究
（广州海格通信集团股份有限公司 广东广州 510663）
摘 要：在高速数字电路的设计过程中，必须确保信号的完整性，因此对信号完整性进行分析和验证十分必要。当下电子产品的更新换代速度极快，完整性设计的重要性也愈加突出，本文将对高速数字电路设计中的信号完整性影响因素进行分析，并在此基础上，针对其主要影响因素，提出几种信号完整性的仿真分析方法。
关键词：高速数字电路；设计；信号完整性；分析
前言：高速数字电路有一个重要的衡量指标，即时钟频率，由于时钟频率不断提升，信号完整性也在不断发生变化，在电路设计过程中，应以信号完整性为导向，在提升时钟频率的同时，做到对信号完整性的实时监测，确保电路运行安全。从影响信号完整性的主要因素着手，探讨信号完整性的分析和验证方法。
一、信号完整性的主要影响因素
（一）反射影响作用
PCB板是高速数字电路设计的关键部分，对电路稳定性和可靠性有重要影响，在PCB板设计过程中，必须处理好信号完整性问题。但是信号完整性有多种影响因素，而且对供电和时序的稳定有直接影响，因此，需要对信号完整性的主要影响因素进行深入分析。传输影响作用是信号完整性的主要影响因素之一，作为高速数字电路的基本组成部分，传输线组是电流的媒介， 信号以电流的形式在传输线组中通过，线组的阻力直接决定着电流的流畅性。因此，传输线组的阻力上升，会直接导致信号完整性下降。当传输线组上的阻力非常大时，会阻碍部分电流通过，导致另一端接受到信号时出现信号失真现象，使信号完整性遭到严重破坏[1]。
（二）串扰影响作用
串扰是信号在网络回路中传输的一种普遍效应，信号经过一个网络到达另一个网络时，有害信号总是具有较快的传输速度，再加上相邻网络传输速度的影响，信号在传输过程中，会产生一个电磁场，其作用是引导信号，在引导过程中，磁场线圈绕磁场旋转。因此，串扰是由静态线和动态线两部分组成的，其各自产生的传输阻力不同，这种差异的存在使网络中传输信号的电流强度不同。在串扰模型中，其中性点位置是绕组电压能够保持正常的主要影响因素，如果中性点位置处于模型中部，则绕组电压速率较高，信号通行能力较强。而中性点位置如果位于模型首部，则会导致电压电流无法通过，出现定子接地异常[2]。
二、信号完整性的仿真分析技术
（一）EDA技术
EDA技术即电路仿真技术，目前在数字电路设计中得到了较为广泛的应用。EDA技术以计算机为基础，通过软件设计方式和仿真测试验证，将硬件设计的操作过程和测试过程转化为软件处理过程，极大的提高了数字电路设计的自动化程度和设计效率。相比于传统设计方式，EDA技术具有许多优点，目前在高速数字电路的信号完整性验证方面也得到了广泛应用。采用EDA技术对高速数字电路完整性进行验证，可以在电路实现以前完成，避免重复设计，保证设计的合理性，提高一次性设计的成功率。
（二）反射仿真分析技术
高速数字电路是数字电子产品设计与开发的重要组成部分，对电路系统的稳定运行有至关重要的影响，而数据完整性分析则是保证高速数字电路合理设计的基础，因此在数字电子产品的设计與开发中占有重要地位。在EDA技术的支持下，可以通过模拟电路实际运行过程中的信号高低问题，为电路设计提供参考，对信号完整性加以测定。反射仿真分析技术的应用关键是建立信号完整性的分析模型，并使验证过程在PCB生产前进行，提前确定信号完整性是否符合要求，对PCB电流进行模拟，建立反射仿真模型，并利用端接技术，改变信号的完整性。这是目前反射仿真分析的主要发展方向，在该模型建立过程中，引入了IBIS模型，驱动端和接受端采用IBIS模型对电路传输信号的完整新进行验证。其中，主要运用的元件是电流阻力线。
（三）串扰仿真分析技术
串扰仿真分析技术在EDA技术的支持下，利用相邻网络的信号串扰作用，建立串扰仿真分析模型，通过模型对信号完整性进行分析和验证。在该类线路仿真设备维护中，经常会出现一个保护屏柜内存在多条传输线路的情况，而且有一部分线路不在系统运行范围内，多以要对工作线路和非工作线路加以区分，并对临近传输线进行隔离。避免传输线路在复杂的工作环境下出现误接线等状况，从而避免设备跳闸和设备误动。串扰仿真分析技术遵循PCB走线规律，对其实际运行线路的走线和与临近传输线路的作用进行信号完整性模拟验证，判断是否存在上述问题。应创新防误闭保护方式，提高设备敏感度，利用电子系统和感应系统提高设备自身的防误闭能力。针对目前使用广泛的接线端子，采用串扰仿真分析技术对其进行模拟测试，并采用防误闭隔离工具在接线端子出进行警示和保护，提高电路运行的安全性。
结束语：总而言之，信号完整性的分析验证是高速数字电路设计中的重要环节，对电路的运行效率和信号传输效果有直接影响。必须采用有效的分析验证手段，针对高速数字电路信号完整性的主要影响因素，对其进行准确验证。本文主要分析了高速数字电路信号完整性的影响因素，包括反射影响作用和串扰影响作用，并针对这些主要影响因素，提出采用EDA技术进行信号完整性分析，通过建立相关模型，在PCB板实现前对信号完整性进行准确验证，保证设计和合理性。
参考文献：
[1]苏海冰，张刚，郭帅. 高速数字电路的信号完整性与电磁兼容性设计[J]. 单片机与嵌入式系统应用，2010，05：14-17.
[2]李雙力. 基于高速数字电路中的信号完整性分析[J]. 信息通信，2016，08：231-232.
作者简介：
钟佳宏（1984年-），男，广东化州人，汉族，现职称：数字电路设计师，学历：本科，研究方向：电子技术。
作者：钟佳宏