НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИФИ»

Факультет Автоматики и электроники

Кафедра №27 Микро- и наноэлектроники

Лекции по курсу

«МИКРОСХЕМОТЕХНИКА, часть II»

Москва, 2011 г.

Содержание:

Лекция №1. Предмет и содержание курса. Аналоговые ИМС. Формы представления сигналов.

Лекция №2. Ряд Фурье. Дельта функция Дирака. Преобразование Фурье.

Лекция №3. Восстановление аналогового сигнала по выборкам. Теорема Котельникова.

Лекция №4. Случаи дискретизации. Шум квантования. ДД АЦП.

Лекция №5. Апертурная погрешность. ЦАП.

Лекция №6. Обратная связь. Устойчивость. Критерий Боде.

Лекция №7. Типы ОС. Примеры суммирования сигналов.

Лекция №8. Параметры устройств с ООС.

Лекция №9. Эффект Миллера.

Лекция №10. Каскад с ОЭ. Каскодное включение.

Лекция №11. Каскады аналоговых ИМС.

Лекций №12. Дифференциальный каскад.

Лекция №13. Расчёт ОУ (μА741). Интегральные компараторы.

Лекция №1 Демистификация. Предмет и содержание курса.

Весь окружающий нас мир аналоговый. Аналоговая величина не обязательно должна быть непрерывной. Непрерывная величина – это математическое понятие. Применительно к сигналу она может быть непрерывна по значению (в заданном диапазоне может быть измерена с любой точностью) и по времени (в заданном диапазоне можно сказать, что точка, в которой определено значение величины, находится в строго определённый момент времени).

Сигнал – процесс изменения во времени физического состояния какого-либо объекта. Сигнал служит для отображения, регистрации, передачи и хранения информации.

Сигнал – это развёртка информационного сообщения во времени.

А налоговый сигнал – это сигнал, который отображает протекание некоторого физического процесса (его параметры, состояние). Он, как правило, имеет электрическую природу и аналогичен физическому процессу. Аналоговый сигнал представляет собой изменение тока или напряжения.

Квантование превращает аналоговый сигнал в цифровой.

Пример беспроводной системы связи:

1) Ранняя версия. Аналоговый радиоприёмник.

наушники

Раньше были аналоговые системы связи (каналы связи). Для них теоретически максимальная скорость передачи сигнала (информации в 1 сек, т. е. бит/сек) определяется по формуле Шеннона:

где - мощность сигнала, а - мощность шума, ∆F – полоса пропускания канала.

Эта система основана на канале без памяти. Скорость передачи для таких систем очень низкая. Чтобы её повысить сейчас начали использовать модемы, основанные на каналах с памятью.

2) Современная версия.

Сейчас используются цифровые системы связи:

Модуляция – векторная: каждый символ задаётся определённым набором амплитуды и фазы.

Преобразователь частоты вверх – это умножитель на .

УМ – усилитель мощности, АНТ – антенна, МШУ – малошумящий усилитель.

Кодеры – это процессоры, которые содержат порядка 1 млн транзисторов. Умножители тоже очень большие элементы.

Использование канала с памятью позволяет иметь низкие значения . В таком канале учитывается предыстория («решётчатое кодирование»: последующий бит зависит от предыдущих). Это увеличивает помехоустойчивость. Один канал превращается в несколько. Это векторное кодирование, а не двоичная система («0» и «1»).

Пример: 1 канал → 2 канала

(передаются 2 бита за 1 такт)