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运算放大器仿真设计题目

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    ASIC运算放大器仿真设计

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    《ASIC设计实践》 实 验 指 导 书 仪器与电子学院 运算放大器的仿真与设计 一、实验目的 1、了解CMOS运算放大器主要指标的仿真方法; 2、理解和掌握CMOS运算放大器主要指标的设计方法,能够按照所需要求设计运算放大器。 二、实验器材 1.台式计算机; 2.模拟集成电路仿真设计EDA工具。 三、实验内容 1、在给定的仿真测试电路中仿真测量功耗(电流大小)、增益、增益带宽积、相位裕量、噪声等运算放大器的主要参数。 2、按照要求设计一个两级运算放大器。 注意: 1、 从虚拟机Cadenc's Home进入st02文件夹,将test文件夹中的文件拷贝到虚拟机的test文件夹中,然后启动cadence可以进行仿真。 2、 仿真电路添加库文件与前面的实验不同:1、仿真文件在文件夹05MIXDTSSA01V10中;2、需要添加三次,section中分别添加tt(晶体管工艺角)、restypical(电阻工艺角)、captypical(电容工艺角),具体如下图红框内所示: 四、实验要求: 1、在给定的仿真测试电路中仿真测量功耗(电流大小)、增益、增益带宽积、相位裕量、噪声等运算放大器的五个参数。 2、设计一个两级运算放大器(运算放大器的结构可自由选择),具体指标如下: 设计负载电容为10pF的条件下 功耗小于30μA 增益大于100 dB 增益带宽积大于3MHz 相位裕量不小于60° 1kHz处噪声密度小于200nV/ 五、作业 1、整理实验结果,完成实验报告。 附录 图2 增益、增益带宽积、相位裕量测试仿真电路 图3 噪声仿真电路 仿真类型设置: 图4 交流仿真设置 图5 直流仿真设置 图6 噪声仿真设置 查看幅频特性、相频特性 图7 点击菜单栏“results”—>“direct plot” —>“AC gain & phase”,然后在电路原理图中依次点击“out”,“in”,然后可以看到频率特性仿真结果,如下所示。 图8 频率特性仿真结果 查看噪声仿真结果 点击菜单栏“results”—>“direct plot” —>“Equivalent Input Noise”,然后可以看到等效输入噪声仿真结果,如下所示。 图9 图10 点击菜单栏“results”—>“Print” —>“Noise Summary”,然后弹出图11 。 图11 各参数含义如下: “Type”:计算噪声的方式 “spot noise”:给出某个频率点上的噪声报告。这实际是反映功率谱密度。 “integrated noise”:将频段内的噪声带权重的积分后给出噪声报告。这是给出的带内噪声功率值。带权重是指在某些频带内 “noise unit”:噪声的单位是采用电压单位“V”或是功率单位“V2”。 “Frequency Spot(Hz)”:计算噪声的频率点,默认频率点是1KHz。报告给出该 频率点的功率谱密度。 “From(Hz)”,“To(Hz)”:频率积分的范围。 “weighting”:是否需要对某些频率的积分施予权重。

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