電路畢業(yè)論文開題報告與低功耗運算放大器設(shè)計研究
電路設(shè)計在生活中的應(yīng)用十分廣泛。手機需要電路。電腦需要電路。電視也需要電路。電路設(shè)計很重要。本次畢業(yè)設(shè)計選擇這個題目。題目是低功耗運算放大器的設(shè)計與實現(xiàn)。運算放大器是一種常見電路。它用于放大信號。低功耗是一個重要方向?，F(xiàn)代電子設(shè)備需要節(jié)省電能。電池供電設(shè)備尤其需要低功耗。這個設(shè)計具有實際意義。
研究目的是設(shè)計一個低功耗運算放大器。需要實現(xiàn)較低的功耗。需要滿足一定的性能指標(biāo)。性能指標(biāo)包括增益和帶寬。還包括噪聲和面積。設(shè)計采用CMOS工藝。CMOS工藝適合低功耗電路。當(dāng)前低功耗運算放大器存在一些問題。功耗和性能難以兼顧。一些設(shè)計功耗低但性能不足。一些設(shè)計性能好但功耗高。本研究希望找到平衡點。
研究內(nèi)容主要包括幾個部分。第一部分是結(jié)構(gòu)選擇。運算放大器有不同結(jié)構(gòu)。折疊式共源共柵結(jié)構(gòu)適合低功耗。選擇這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。第二部分是參數(shù)計算。需要確定晶體管尺寸。需要計算電流大小。需要確定補償方式。米勒補償是一種常用方法。第三部分是電路仿真。使用仿真軟件進(jìn)行驗證。仿真包括直流特性。仿真包括交流特性。仿真包括瞬態(tài)特性。通過仿真檢查性能指標(biāo)。
研究方法采用理論分析和仿真驗證。首先進(jìn)行理論分析。根據(jù)低功耗要求確定設(shè)計目標(biāo)。查閱相關(guān)資料了解現(xiàn)有設(shè)計。學(xué)習(xí)折疊式共源共柵結(jié)構(gòu)原理。分析晶體管的工作狀態(tài)。然后進(jìn)行手工計算。計算增益和帶寬。計算相位裕度。計算功耗大小。接著進(jìn)行仿真驗證。使用Cadence軟件搭建電路。設(shè)置仿真參數(shù)。運行各種仿真。分析仿真結(jié)果。根據(jù)結(jié)果調(diào)整參數(shù)。不斷優(yōu)化設(shè)計。
研究重點在于低功耗實現(xiàn)。需要降低靜態(tài)電流。需要優(yōu)化偏置電路。需要選擇合適的電源電壓。難點在于性能保證。低功耗可能導(dǎo)致增益下降。低功耗可能導(dǎo)致帶寬減小。需要采取技術(shù)手段解決。采用增益提升技術(shù)。采用電流復(fù)用技術(shù)。這些技術(shù)可以在低功耗下保持性能。
研究計劃分為四個階段。第一階段是準(zhǔn)備階段。閱讀相關(guān)文獻(xiàn)。學(xué)習(xí)設(shè)計方法。確定具體指標(biāo)。時間兩周。第二階段是設(shè)計階段。進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。進(jìn)行參數(shù)計算。初步確定電路方案。時間三周。第三階段是仿真階段。搭建仿真環(huán)境。進(jìn)行電路仿真。分析仿真結(jié)果。優(yōu)化電路設(shè)計。時間四周。第四階段是總結(jié)階段。整理研究數(shù)據(jù)。撰寫畢業(yè)論文。準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。時間三周。
研究預(yù)期得到一個低功耗運算放大器設(shè)計。功耗低于0.5毫瓦。增益大于80分貝。單位增益帶寬大于10兆赫茲。相位裕度大于60度。電路面積小于0.1平方毫米。這些指標(biāo)達(dá)到較好水平。設(shè)計具有一定參考價值?？梢詾閷嶋H電路設(shè)計提供參考。
研究需要一些條件。需要計算機設(shè)備。需要仿真軟件。需要文獻(xiàn)資料。學(xué)校實驗室提供這些條件。研究可能遇到困難。仿真結(jié)果可能不理想。需要反復(fù)調(diào)整參數(shù)。需要耐心解決問題。請教老師和同學(xué)。查閱更多資料。這些方法可以幫助克服困難。
這個研究很有意義。低功耗電路符合節(jié)能環(huán)保趨勢。運算放大器是基礎(chǔ)電路。研究成果可以用于更多設(shè)備。手機可以更省電。醫(yī)療設(shè)備可以更便攜。工業(yè)控制可以更高效。希望通過這個研究加深對電路設(shè)計的理解。提高電路設(shè)計能力。為以后工作打下基礎(chǔ)。