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现代数字系统设计.ppt


▪ 在小信号条件下使用的运放是用单 位增益带宽(在开环状态下使其增 益下降到直流增益的0dB时所对应 的输入工作频率,用fT或GB表示) 来定义的。
20
0 fH
f fHf fT
▪ 在大信号条件下工作的运放是用最大输出带宽(不失真的最大输出的频 率)、或增益带宽积GBW(在开环增益下降至直流增益的-3dB时所 对应的输入信号频率称为增益带宽,增益带宽与增益的乘积就称为增益 带宽积)。
▪ 用CD4060及32768晶振作为2Hz、4Hz、8Hz等 时钟脉冲源时,典型接线方法如下图,从计数器 输出端可以得到多种32.678kHz的分频脉冲。
集成运放的四个重要参数
(1)增益带宽乘积GBW
Avd (dB) 100
GBW=中频开环差模增益×上限截止频率
-20dB/10倍频
▪ 根据运放的使用目的,在小信号状 态下和在大信号状态下,宽频带型 的定义是不同的。
数字子系统的设计依据——系统功能的算法。
▪ 控制子系统是执行算法的核心,由一些组合逻辑 电路和触发器等元件组成,是一个具有记忆能力 的时序系统。
控制子系统的设计依据——系统功能及数据 子系统的要求。
2-5-3控制子系统的微程序设计
▪ 就是把控制子系统中每一个状态要输出的控制信 号以及该状态的转移去向按一定的格式编写成条
▪ 此指标的大小,表示了集成运放对共模信号 (通常是一种干扰信号)的抑制能力。
▪ 定义为开环差模增益Avd和开环共模增益Avc之比
CMRR 20lg Avd (dB) Avc
电压VicM
▪ VidM是运放两输入端间所能承受的最大差 模电压值。超过该值,输入级某一側的晶 体管将出现反向击穿现象。
文,称其为微指令,将它们保存在存储器中,例 如ROM,EPROM等。运行时,按预定的要求逐 条取出这些微指令,从而实现控制过程。
输入
输出
ROM
D触发器
控制子系统的微程序设计
▪ 适用于系统很复杂,系统的MDS图中的状 态数目很多,输入、输出变量很多的情况。
▪ 与用硬件方法实现控制器相比其优点:设 计规范,易于模块化,便于二次集成,适 用于任何算法,也便于修改,非常灵活; 缺点:速度较慢,受ROM速度的约束。
寄存器传输方程 算法
逻辑级(门级)
逻辑方程 时序状态
电路器件级 (晶体管级)
微分方程 函数
行为描述
处理器 控制器 存储器、总线等
ALU、数据选择器 寄存器、存储器等
门 触发器
晶体管 连线
结构描述
▪ 数据子系统主要完成数据的采集、存储、运算处 理和传输;主要由存储器、运算器、数据选择器 等部件组成。
1. 什么是电子系统?
▪ 电子系统分为模拟型、数字型及两者兼而有之的 混合型三种,无论哪一种电子系统,它们都是能 够完成某种任务的电子设备。
▪ 一般的电子系统由输入、输出、信息处理三大部 分组成,用来实现对信息的采集处理、变换与传 输功能。
2. 描述数字系统的方法
➢ 逻辑表达式、真值表、卡诺图、状态图等 ➢ MDS图 (1)系统模型描述法:用逻辑图、状态图、流程 图等来描述数字系统的方法。
电饭锅的构造 思考与讨论: ●开始做饭时为什么 要压下开关按钮? ●若用电饭锅烧水, 水在沸腾以后是否会 自动断电?
转移地址信息 (激励函数)
译码器
微 地 址 产 生 器
控制存储器 存放微指令。
控制信号
▪ 微程序控制器主要由控制存储器CS、微地 址产生器和控制器三大部分组成。
▪ 在有的微指令中还有定时段,用以指示执 行该条微指令所需的时间周期。在该条微 指令操作完成以前,微地址的值不变。详 见51页图2-53
▪ 设计微程序控制器主要就是实现对微程序 的控制及编写微指令两项工作。
▪ VicM是两输入级能正常工作的情况下允许 输入的最大共模信号。当共模输入电压超 过此值时,集成运放便不能对差模信号进 行放大。
电烫斗的构造
思考与讨论: ●常温下两触点是接触还是分离? ●如何用调温旋钮来升高或降低电烫斗的工作温度?
3 .电饭锅
感温铁氧体的“居里点”:
感温铁氧体在常温下具有铁磁性,但温度升高 到103℃时便失去了铁磁性,这个温度称为这种材 料的“居里温度”或“居里点”。
▪ 对于一个单极点放大器的频率特性而言,其GBW是一个常数。
(2)摆率(转换速率)SR
▪ 摆率是表示运放所允许的输出电压Vo对时 间变化率的最大值。
▪ 转换速率通常用单位V /μs来表示。通用型 运放的转换速率规定在5V/μs以下,而转换 速率在5V/μs以上者即为高性能运放。

▪ 有一个以F007接成的电压跟随器电路,已 知集成运放F007的摆率SR=0.5V/μs,请 问当输入一个频率50kHz,幅度2V的正弦 波,其输出失真吗?其不失真的最大输出 电压多少?
2.5.3.1
微程序控制器典微地型址产结生器构产 生下一条应执行
的微指令。
微控制器产 生局部时钟, 控制各寄存 器的操作, 接收数据子 系统的开启 或终止信号。
DONE
条件 LOAD
微 控 制 器
外地址
微地址产生器 (组合电路)
微地址寄存器 CSAR
控制存储器 CS
微控制信息 (微命令段)
微指令寄存器 MIR
——该方法适用于相对简单的系统,这种系 统的输入、输出变量以及系统的状态都比较少, 所需要的寄存器也比较少。
(2)描述语言法:适用于当系统的输入、输出变 量增多、状态很多时,该描述语言表达的算法称 为系统的算法模型。
除“系统功能级”外,不同层次上的设计 描述和对象
行为处理级
性能指标 流程图 算法
寄存器传输级
2.5.3.3 微程序流的控制
▪ 微程序流的执行方法可以有许多种,如顺 序的、条件转移或无条件转移、循环或子 程序调用等,因此控制方法也是多样的, 这些方法集中到一点,即如何设计微程序 控制器中的微地址产生器。
▪ 微地址产生器如何根据当前的微指令及一 些相应的条件来确定下一条微指令的地址。
秒脉冲发生器
解:由摆率公式
SR
dvo dt
正弦电压 可以推出
vo Vom sin t
SR
dvo dt
Vom 2f Vom
所以电压跟随器电路不失真的最大输出电压
Vom
SR
2f
0.5 10 6
2 5 10 4
1.6(V )
可见,当输入一个频率50kHz,幅度2V的正弦 波,其输出失真。
(3)共模抑制比CMRR
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