流水线ADC的后台数字校准技术研究与设计
目录
摘要 (1)
Abstract . (2)
1 绪论 (3)
2 模数转换器概述 (5)
2.1不同结构ADC简介 (5)
2.2流水线ADC结构 (7)
2.3 ADC的性能指标 (9)
2.3.1静态指标 (9)
2.3.2动态指标 (9)
3流水线ADC误差来源分析 (11)
3.1电容失配误差 (11)
3.2运放有限增益误差 (12)
3.3比较器失调误差 (13)
3.4采保电路误差 (14)
3.5时钟抖动误差 (15)
3.6小节 (17)
4数字后台校准技术 (18)
4.1 数字校准技术概述 (18)
4.1.1 前台数字校准技术 (19)
4.1.2伪后台数字校准技术 (19)
4.1.3 后台数字校准技术 (20)
4.2冗余位校准算法 (24)
4.3 ADSC调制的伪随机序列注入校准技术 (29)
5 仿真结果分析 (34)
5.1理想ADC仿真结果 (34)
5.2加入比较器失调的仿真 (35)
5.3加入增益误差的仿真 (36)
5.4 存在比较器失调误差和增益误差的仿真 (38)
结论 (41)
致谢 (42)
参考文献 (43)
流水线ADC 的后台数字自校准技术研究与设计
摘 要：随着IT 行业的快速发展，现代信号处理系统对模数转换器的精度、速度和
功耗等性能提出了更高要求。但是在现有CMOS 工艺条件下单靠模拟电路设计，ADC 的速度和精度几乎已经达到了极限。为了进一步提高ADC 的性能以适应不断提高的市场需求，研究人员不得不寻求新的行之有效的途径。研究表明，在现有电路设计和工艺水平上对ADC 进行数字校正和补偿，对提高ADC 的性能非常有效。
本文通过对流水线ADC 的误差来源的深入分析，针对流水线ADC 的两大主要误差来源——比较器失调和运放增益误差，研究了冗余位校准和伪随机序列校准这两种数字后台校准算法。其中冗余位校准算法通过采用冗余位，可以使比较器的失调电压放宽到LSB 5.0±,即在这个范围内的比较器失调都不会导致错误的输出结果，这大大降低了模拟电路的设计难度。伪随机序列注入校准算法通过采用伪随机序列注入的方法，在数字电路中估计所校准级的增益误差，然后根据估计出的实际级间增益在数字电路中校正输出结果，以消除增益误差对量化结果的影响。此方法不会给模拟电路带来额外的设计难度，只在一定程度上增加数字电路的复杂度，以很小的代价大大降低模拟电路设计的难度。
仿真结果表明，采用数字后台校准算法后，流水线ADC 的有效位数由校准 前的 8.49提高到了 13.9，SFDR 、SNR 的值分别由校准前的 67.2dB 和 53.2dB 提高到了校准后的 112dB 和 85.9dB 。
关键字：流水线ADC ，数字后台校准，冗余位校正，伪随机序列注入校正。
A Research on Background Digital Calibration
Techniques for the Pipeline ADCs
Abstract ：With the continuous development of the IT industry and the continuous
improvement of the social needs ，modern signal processing systems are driving the development of ADC towards higher speed and lower power dissipations. However, under the conditions of the existing CMOS technology ，speed and accuracy of the ADC have almost reached limit. In order to further improve the performance of the ADC to meet the increasing market demands, the researchers have to seek new and effective way. Studies have shown that ADC correction and compensation is very effective to improve the performance of ADC.
In this paper, two digital background calibration algorithms for pipeline ADC have been proposed. Redundancy correction can correct the comparator offset error, and Pseudo-random sequence can correct the gain error. By Redundancy correction, the comparator offset voltage can be relaxed to LSB 5.0±, this can largely reduce the difficulty of analog circuit design. Pseudo-random sequence correction algorithm estimated gain error in digital circuits and using the actual gain to correct digital output. This method does not bring additional design difficulty for analog circuit, and only a little more complexity of digital circuits design.
Simulation results show that using the digital background calibration algorithm, the ENOB of the pipelined ADC from 8.49 before calibration to 13.9, SFDR and SNR value from 67.2dB and 53.2dB before calibration to 112dB and 85.9dB.
Keywords: pipeline ADC, digital background calibration, redundancy correction,
pseudo-random sequence injection correction.
1 绪论
随着科技的进步，计算机技术已经深入到人们生活中的各个角落。今天，大到航空航天、雷达通信，小到手机电脑、家用电器，几乎所有的电子产品中都存在着数字处理器单元。一方面它得益于微电子工艺技术的进步，使得数字处理单元在不断减小的体积中得以实现更多更可靠的功能，但另一方面它也得益于模数转换器(Analog to Digital Converter ，以下简称ADC）技术的发展与应用。因为这个世界中的各种物理量，诸如声音、光线、热、压力等等，都在时间上和量上是连续变化的，也就是我们所说的模拟量。为了实现模拟量到数字量的转变，我们可以先通过传感器将外界信号转化为电信号，然后通过ADC将随外界信号连续变化的电信号转化为数字量，这样处理后我们便可以利用数字电路强大的处理能力来完成我们所希望的复杂运算。显而易见，这个过程中起着关键作用的是ADC。
作为模拟世界与数字世界之间桥梁作用的ADC，它自身属于模拟系统，易受到外界环境的干扰，比如电磁干扰、环境温度和湿度的变化、器件自身的老化等，这都将影响到ADC的正常工作。正因为如此，一个高精度、高速度、高可靠性的ADC，不仅设计难度相当大，而且价格也是很昂贵的。加之微电子工艺朝着深亚微米方向不断发展，在带动数字处理电路朝更高处理能力、更小体积、更低功耗方向发展的同时，也给ADC的性能提出了更大的挑战。
对于模拟电路而言，随着CMOS工艺的不断进步，挑战大于机遇。首先，随着工艺尺寸的不断降低，数字电路的供电电压也在不断降低，为了和数字电路模块兼容，这就要求模拟电路必须采用和数字电路一样低的供电电压。然而低供电电压对设计复杂的模拟电路相当不利，这就对设计高性能的模拟电路提出了严峻的挑战。其次，供电电压的降低，从根本上限制了输入信号的电压范围，这在很大程度上限制了所设计模拟电路的应用范围。再次，工艺尺寸的降低，进一步增加了MOS器件的非理想效应，比如说短沟道效应，这无疑加大了模拟电路的设计难度。
但是现实中的应用并不会因为模拟电路的设计难度而降低要求，从目前的发展趋势来看，ADC主要朝着以下方向发展：
1、性能不断提升
伴随着数字电路的高速发展，其对模拟电路提出了更高的要求，特别是在航空航天、雷达通信以及军事领域，对速度和精度的要求都非常严格，高性能ADC市场
需求越来越大。
2、功耗不断降低
个人通信和手持电子产品的市场需求量与日俱增，对于手持设备，功耗是个很关键的因素，因此低功耗ADC也是ADC发展的必然趋势。
3、混合信号处理方向发展
IC技术的迅猛发展，带动了CMOS超大规模集成电路技术水平的快速提升，把数字信号处理器及其他标准数字器件与 ADC 集成于同一芯片上，从而构成一个混合信号处理系统是集成电路产业未来发展的必然趋势，因为这样做可以提高集成度，减小芯片面积，降低芯片制造和封装成本，同时节省和减少外围电路，提升系统的可靠性，因此，近年来对混合集成电路的需求越来越强烈。
对于高速、高精度、低功耗应用领域，通过对各种不同的ADC结构的对比发现，流水线ADC兼具较高精度和较低功耗的优点，成为高要求设计领域经常采用的结构，也是研究最多的结构之一。对于流水线ADC，鉴于其设计难点和市场需求之间的矛盾，业界和学术界都在寻求各种途径来解决。大量的研究和实践证明，性能的改善一般可以采用以下几种途径来实现[1]：
1、通过改进器件特性，这依赖于先进的工艺，即现代不断发展的电子制造技术；
2、通过提高电路设计技术或ADC的结构，提高现有ADC的动态范围等指标；
3、通过校正和补偿现存的ADC，可以改善现有的技术所能达到的性能。
实践表明，ADC的校正技术在现有电路设计和制造水平下，对提高ADC的精度，速度等性能上是行之有效的。ADC电路结构复杂，元件精度要求高，使得设计和制作的难度都非常大，重视和加速校正技术的研究和开发，在当前的形式下十分重要。
鉴于此，本文首先介绍了目前研究较多的几种ADC结构，并对他们的结构性能进行了对比，然后对在高速高精度场合应用较多的流水线ADC进行了详细的介绍，并对流水线ADC的几种主要的误差来源进行了深入分析，针对对流水线ADC精度影响比较大的两种误差（比较器失调误差和运放有限增益误差）研究了两种数字后台校准技术：冗余位校准技术和伪随机序列校准技术。最后通过MATLAB仿真软件对一个14位100M采样率流水线结构ADC进行系统建模，从系统层面上加入上述两种数字校正算法，并通过仿真结果验证算法的有效性。
都接在同一个节点，输入寄生电容较大，给应用带来不利。另外，Flash ADC所需要的比较器数目随着量化位数的增加呈指数倍增加，即如果量化成3位，需要7
23=
1-
2N个比较器，这在高精度应用时将使模拟电路个比较器，量化成N位的，就需要1-
的规模很庞大，在通常的应用中是不允许的，所以对于Flash ADC，多用于速度要求高、精度要求低的场合。
2）Sigma-Delta ADC
∑-Δ转换器又称为过采样转换器，它采用增量编码方式即根据前一量值与后一量值的差值的大小来进行量化编码。∑-Δ型ADC包括模拟∑-Δ调制器和数字抽取滤波器。∑-Δ调制器主要完成信号抽样及增量编码，它给数字抽取滤波器提供增量编码即∑-Δ码；数字抽取滤波器完成对∑-Δ码的抽取滤波，把增量编码转换成高分辨率的线性脉冲编码调制的数字信号。因此抽取滤波器实际上相当于一个码型变换器。其优点在于分辨率较高，高达24位；转换速率高；价格低；内部利用高倍频过采样技术，实现了数字滤波，降低了对传感器信号进行滤波的要求。但其缺点也很明显：高速∑-△型ADC的价格较高；在转换速率相同的条件下，比积分型和逐次逼近型ADC的功耗高；由于∑－△调制的采样频率通常为转换速率的64~256倍，这一过高的采样频率要求使其应用受到限制，∑－△调制就是因此又被称为过采样∑－△调制（Over-Sampled∑－△ Modulator），其实是一种以速度换取精度的方法。
图2.2 过采样ADC原理图
3）逐次逼近型ADC
逐次逼近型ADC是应用非常广泛的一种模数转换方法，其结构如下图所示，它包括1个比较器、1个数模转换器、1个逐次逼近寄存器（SAR）和1个逻辑控制单元。它是将采样输入信号与已知电压不断进行比较，1个时钟周期完成1位转换，N 位转换需要N个时钟周期转换完成，输出二进制数。这一类型ADC的分辨率和采样
速率是相互矛盾的，分辨率低时采样速率较高，要提高分辨率，采样速率就会受到限制。其优点在于分辨率低于12位时，价格较低，采样速率可达1MSPS；与其它ADC 相比，功耗相当低。缺点是在高于14位分辨率情况下，价格较高；传感器产生的信号在进行模数转换之前需要进行调理，包括增益级和滤波，这样会明显增加成本。而且ADC的转换速度在精度较高时受到限制。
图2.3 逐次逼近型ADC原理图
4）流水线结构ADC
流水线结构ADC，又称为子区式ADC，它是一种高效和强大的模数转换器。它能够提供高速、高分辨率的模数转换，并且具有令人满意的低功率消耗和很小的芯片尺寸；经过合理的设计，还可以提供优异的动态特性。在高速高精度应用场合，流水线结构已经是一种应用广泛、倍受青睐的结构。在业界和学术界的研究也很多，本文所设计的数字校准电路也是已流水线结构ADC为载体，下面将详细介绍流水线结构ADC的工作原理和过程。
2.2流水线ADC结构
流水线结构ADC的工作原理如图2.4所示：
图2.4 流水线结构ADC工作原理
模拟电压从外界输入后，首先经过采保电路进入第一级ADC进行量化：由ADSC 将模拟量转化为数字量，并传送到数字处理电路中等待处理，同时产生的数字量经过DASC转换成与之相对应的模拟量，用输入电压减去DASC的输出得到本级的余差电压，余差电压经过下一级的采保放大后重复第一级的量化流程。由此可知，在流水线ADC中，奇数级和偶数级的工作状态是不一样的，当奇数级工作在采样阶段时，偶数级工作在保持放大相，同理，当偶数级工作在保持放大相时，奇数级工作在采样相，每一级处理完当前的信号，紧接着便开始处理下一个输入信号。对于一个确定的输入信号，要完成对输入信号的量化，必须从第一级一直转化到最后一级才算完成，因此最先完成高位二进制码的转换，最低位最后完成，这就需要在数字处理电路中完成锁存延时的功能。由流水线ADC的工作流程可知，流水线结构有许多优点：首先，当需要更高的分辨率时，在性能参数、系统指标允许的情况下只需在流水线的末尾简单的添加更多单元即可，显然这样面积和功耗仅随分辨率的提高而线性增加，而不会像 Flash ADC那样呈现的指数增长；其次，流水线每一级结构使用低精度的模数和数模转换器，降低对模拟单元电路的性能要求。当然，流水线结构也存在一些限制，虽然流水线结构模数转换器能够达到比较高的速度，但是由于每一级需要使用运算放大器和开关电容来提供精确的N2倍增益，其建立时间和转换速率问题会限制高分辨率和低功耗要求。
2.3 ADC 的性能指标
衡量一个ADC 的性能好坏的标准是性能指标，ADC 的性能指标包括静态指标和动态指标[2]。静态指标主要包括积分非线性（INL ）、微分非线性（DNL ）、失调误差、增益误差等；动态指标主要包括信噪比（SNR ）、信噪失真比(SINDR)、有效位数(ENOB)、无杂散动态范围(SFDR)、总谐波失真（THD ）等。下面将对这些指标进行必要的说明。
2.3.1静态指标
积分非线性（Integrated Non-linearity ）：指实际转换曲线与理想转换曲线之间的偏差，其定义为：
LSB
ideal
actual V V V INL -=
微分非线性（Differential Non-linearity ）：指实际转换曲线中码字宽度与理想转换曲线的码字宽度（1 LSB ）的偏差，其定义为：
1-=
LSB
V V DNL 实际码宽
失调误差（Offset ）：指 ADC 使输出码字从 0 到 1 LSB 转变时实际输入电压与理想输入电压值的差值。
增益误差(Gain Error)：指输出满刻度码字时实际输入电压与理想输入电压的差值。
2.3.2动态指标
信噪比(SNR)：是信号的基波频率分量的 RMS 与噪声的 RMS 之比，其中噪声不包含谐波频率分量。计算公式为：
noise
signal V V SNR lg
20=
作为定义器件内部噪声的基本参数，理想 ADC 的 SNR 近似为 SNR ≈ 6.02 N+ 1.76。影响 SNR 的主要因素包括量化噪声、热噪声、1/ f 噪声和采样时钟抖动等。
信噪失真比(SINAD)：指信号基波频率分量的 RMS 与噪声和所有谐波频率分量之和的 RMS 之比，表达式为：
(2-1)
(2-2)
(2-3)
'
lg
20V V V SINAD noise signal +=
物理意义是输出信号所有传递函数非线性加上系统所有噪声（量化、抖动、杂散）的累积效果。
有效位数(ENOB)：是 SNR 或 SINAD 的直观表示，将信号传输质量转换为等效比特分辨率，表达式为：
02
.676
.1-=
SINAD ENOB
总谐波失真(THD)：是特定频率范围内的总谐波分量RMS 与基波频率分量RMS 之比，表达式为：
signal
HDN
HD HD V V V V THD 22322lg
20+??++=
它包括由系统对称和非对称线性产生的总失真，表示信号谐波含量的作用和影响。
无杂散动态范围(SFDR)：是指基于某一特定频率的基波频率分量的 RMS 与最大谐波频率分量的 RMS 之比，表达式为：
max
_lg
20HD signal V V SFDR =
(2-4)
(2-5)
(2-6)
(2-7)
流水线ADC 的误差严重影响了ADC 的性能。流水线ADC 内部误差主要来源主要包括两个方面：噪声和失配。噪声表现在不同的采样之间引入不同的误差，噪声误差是不能被校正的。失配主要是由于要求完全匹配的器件之间由于工艺误差而实际并不完全相等导致的误差，由失配引入的误差不随采样的变化而变化，失配误差可以通过设计合适的校准方法消除。下面将介绍流水线ADC 内部的一些主要误差来源。
3.1电容失配误差
以1.5位/级电容翻转型MDAC 为例来说明电容误差对ADC 的影响。电容翻转型MDAC 的电路结构如下图所示，当1F 闭合，2F 打开时，电路工作在采样相，此时Vin 通过1F 对f C 和s C 充电，a 点的电荷量为：
)(1s f C C Vin Q +=
保持放大相1F 打开，2F 闭合，此时s C 两边的电荷量为：
s ref C V D Q ）（12-=
根据a 点电荷守恒可得f C 两边的电荷为：
S ref s f C V D C C Vin Q Q Q )1()(213--+=-=
所以可得余差电压为：
3 流水线ADC 误差来源分析
图3.1 理想电容翻转型MDAC 结构示
(3-1)
(3-2)
(3-3)
f
S ref f res
C C V
D Vin Vin C Q V ])1([3
--+
== 理想情况下，s f C C = ，所以有：
Vref D Vin V res )1(2--=。
在实际情况下，由于工艺的限制，s f C C 不可能完全等于，这样余差电压就会偏离理想值，从而导致后级ADC 的量化产生误差[3]。
3.2运放有限增益误差
考虑到实际电路中不可避免的存在模拟开关电荷注入和运放的等效输入失调等造成的非理想因素，电容翻转型MDAC 结构重绘如下，其中Vos 即为等效输
入失调电压，Cp 为运放的输入寄生电容。当1F 有效时，MDAC 工作在采样相，此时a 点的电压为:
)(0a os a V V A V --=
即有：
1A V V os
a +=
从而a 点的总电荷为：
P os
f s os p a f s in a a C A V C C Vin A V C V C C V V Q 0
0/11))(/11())((+++-+=++-=
当2F 有效时，MDAC 工作在保持放大相，在这种情况下a 点的总电荷为：
f res res os p res os s res os a C V A V
V C A V V C Vref D A V V Q )()(])1()[(0
00'--+-+---
= 由a 点的电荷守恒可知，'
a a Q Q =，得：
1
1
11)1()1(0
0+++++++--+=A C C C C V A C C C C Vref D C C V C C V f p f s os f p f s f s
in f s res
理想情况下，f S C C =、Cp=0、Vos=0、￥?0A ,上式与理想MDAC 的余差表达式相等。非理想情况下，级电路的实际增益为：
111)
1(
++=A C C G f
s actual b 它是与电容比值、运放的有限直流增益有关的函数[3]。
3.3比较器失调误差
比较器是ADC 中一个基本的组成部分，它的基本功能是比较两个电压的大小关系，当输入电压大于参考电压时比较器输出1，当输入电压小于参考电压时比较器输出为0.比较器的非理想效应严重影响电路的性能，其中最主要的非理想特性就是失调电压。举个例子来说，假如比较器理想的参考电压为0.5，但由于比较器存在失调，可能实际的参考电压不是0.5，而是0.48，这样一来，当上级的余差电压在0.48~0.5这个范围内的时候，输出二进制码字就会出错，本该是0的现在变成了1。即当比较器计算两个输入信号的减法时，它的失调电压也被考虑进去，当两个输入相等时，比较器可能得出错误的结果。当比较器得出了错误的结果，其产生的二进制代码也是错误的，在求余差时就会减掉错误的参考电压，从而得到错误的余差，错误的余差经余差放大后，就可能超出下一级A/D 转换器的范围，产生全1或全O 的输出，进而导致了下一级的转换错误。
比较器失调误差一般可以通过一定的方法加以校准，采用电容插补失调消除的多级比较器结构可以减小比较器的失调。另外，我们还可以通过在全并行AD 转换器
(3-9)
(3-10)
(3-11)
比较器阵列的两侧加入附加的比较器，产生冗余位数字输出，保证放大的余差在下一级的转换范围内，来消除比较器失调带来的误差，这种方法称为冗余位数字校正技术，在后面本文将详细讨论冗余位数字校正的原理。
3.4采保电路误差
采样保持模块（S/H ）是流水线的第一个模块，决定了转换器输入信号的带宽。采样保持电路等效图如下图所示，设开关的等效电阻为 R ，采样电容为 C （包括各种寄生电容）。
考虑到模拟电路中热噪声和各种非理想因素的影响，对于一个确定的输入Vin,采保的误差可以写成下式：
V Vin Vres D +=
假设电路中存在一个M 位和一个N 位的子ADC ，用以模拟采保误差对流水线ADC 不同级的影响，1q 为M 位子ADC 的量化输出码对应的十进制数，对于M 位子ADC 有：
11
112
)
12([e Vref
q V Vin M M +--=D +--
：
残差电压乘以增益，有的输入电压是上一级的即为残差电压，下一级上式中1e 1121-·=M e Vres
由于采保误差V D 的存在，使得M 位子ADC 的残差电压发生不希望的偏移。同理
对于下一级N 位的子ADC ，有：
21
12]2)
12([11e Vref
q Vres Vres N N +--=D +-- 又下一级的输入Vres1即为上一级的输出，故上式可写为：
2112112)
12([12e Vref
q Vres e N N M +--=D +·---
(3-12)
(3-13)
(3-14)
(3-15)
(3-16)
即：
1
1221212
122)
12([---+-D -+--=M M M N N Vres e Vref q e 故信号Vin 通过一个N+M-1位的2级流水线转化器后的表达式为：
1
12212112212]2)
22(2[---+--+-D -D -+--+=M M M N N M N N Vres V e Vref q q Vin 由此可知，来自第一级采保的误差没有被衰减，对输出的影响最大，第二级的误差与一个衰减因子12-M 相除，故它对输出的影响被减小，因此采样保持误差随着采样信号在流水线中被不断的量化处理而变得不重要。也可以说，在流水线结构中采保误差主要由前几级决定。从以上 M 和 N 位的例子中可以得到一个流水线普遍适用的结论：流水线中第n 级的输入误差将被除以该级前面所有级的总增益。
3.5时钟抖动误差
采样时钟是ADC 变换电路的基本要素，对电路设计者来讲，ADC 时钟电路采用的时钟方案、时钟类型、时钟电压等级、时钟抖动都是在实际电路设计时必须予以考虑的问题。采样时钟的抖动是一个短期的、非积累性变量，表示数字信号的实际定时位置与其理想位置的时间偏差。时钟抖动会使ADC 的内部电路错误地触发采样时间，结果造成模拟输入信号在幅度上的误采样，从而恶化ADC 的信噪比。
图3.4所示是一种典型的ADC 时钟电路，也是采用较多的一种时钟电路结构。 时钟信号启动采样保持器进行采样之前，采样保持电路的内部开关处于闭合状态，电容电压跟踪模拟输入信号的变化，时钟信号的一个边沿到来时开关打开，电容电压保持为该时刻的值。如下图所示，该时刻的电压值为垂直虚线所对应的值，在Δt 的采样时间内，产生了一个采样电压误差ΔV ，该瞬时误差就是时钟抖动Jitter ，采样电压误差的大小取决于输入电压波形。如果没有其他噪声信号，根据下图可以计算出抖动电压的大小和信噪比。
(3-18)
(3-17)
设输入信号是幅值为Ain 、频率为fin 的正弦波，则采样电压的时钟抖动Jitter 正比于输入电压在该时刻的斜率和采样时间。
一个周期的时钟抖动Jitter 有效值的平方为：
2
222202)2(5.0)2(5.0))sin((1J Af J T
A dt J dt wt dA T in T p p s ==·=
ò 上式中J 表示时钟抖动。如果不考虑量化噪声、热噪声、非线性误差等非理想因素的影响，仅考虑时钟抖动影响下的信噪比为：
)2lg(20)2(5.05.0lg 102
22J f J
Af A N S
SNR in in p p -=== 由上式可知，时钟抖动引起的信噪比与输入信号的频率 fin 有关，随着输入信号频率 fin 的增大，信噪比下降。另外，钟抖动引起的信噪比与输入信号幅度 Ain 无关，但由上图可以看出随着输入信号幅度 Ain 的降低，时钟抖动Jitter 随之减少，因而信噪比与时钟抖动Jitter 密切相关。
图3.5 时钟抖动示意图
(3-19)
(3-20)
3.6小节
本章从数学理论推导的角度分析了在流水线ADC电路中存在的一系列误差源，从这些分析中不难看出，作为模拟电路设计，需要考虑的因素很多，设计难度也相当大，仅仅靠模拟电路设计来提高ADC的性能越来越难，因此用数字电路辅助模拟电路设计已成为一个提高模拟电路性能的必然途径。在本章分析的众多误差源中，电容失配误差在一定程度上可以归结到比较器失调和运放增益误差里面去；采保误差一般只在第一级的时候影响最大，后面的采保误差可以被前级增益衰减；时钟抖动误差在ADC采样率比较低的时候对整个系统的精度影响不是很大，所以比较器失调和运放增益误差成为影响流水线ADC性能的关键所在。接下来，本文将针对流水线ADC的这两种误差，设计相关数字校准算法，用以校准比较器失调误差和运放增益误差。
4数字后台校准技术
数字校准技术的基本思想是在数字域估计模拟单元以及所构建数模混合系统的误差，利用数字辅助设计技术进行补偿，实现数模混合系统的高性能。数字校准技术的两个主要步骤是误差测量和信号校准，按照执行步骤的不同，分为前台校准和后台校准两类。前台校准先测量误差，再校准信号，前台校准算法的不足之处在于不能连续测量误差并校准信号，必须中断 ADC 的正常工作，因此，前台校准技术不能跟踪 ADC 随环境变化和器件老化带来的误差，应用受到限制[3]。尽管如此，易于实现、校准速度快的特点使得前台数字校准技术的研究仍然在进行。后台校准并行执行误差测量和信号校准，这种方法的优势在于它可以不中断ADC的正常转换过程，并且可以随时跟踪误差的变化，不断更新误差参数，但是后台数字校准的不足在于参数估计需要一定的时间，提取误差参数没有前台快。通过设计合理的算法可以使后台数字校准的误差提取时间落在可以容忍的范围内。下面首先介绍各种数字校准技术的原理即优缺点，然后介绍两种数字后台校准算法：冗余位校准和伪随机序列注入校准算法。
4.1 数字校准技术概述
通过前文的分析不难看出，流水线ADC的误差来源不仅在于器件本身，还跟电路结构和微电子制作工艺密切相关。误差源主要有采保误差、时钟误差、运放误差、比较器失调误差和电容失配等，在这众多的误差源中，比较器失调和运放误差对流水线ADC的性能影响最大。通过模拟电路的精心设计可以在一定程度上减小误差，改善流水线ADC的性能，但是往往效果有限，而且设计难度和付出的代价较大。与之相对，得益于工艺的进步，数字电路具有更好的稳定性、可靠性，并且具有面积小，静态功耗低的特点，利用数字电路的优势，将数字电路与模拟电路结合，引入数字校准技术，对于提高流水线ADC的各项性能指标前景可观。正因为如此，国际多间著名大学和公司都已致力于数字校准技术的研究，诸多校准结构和校准算法被提出并得到验证。下面先对目前研究较多的一些数字校准算法做简要介绍。
4.1.1 前台数字校准技术
前台数字校准技术是一项研究比较早的数字校准技术[4]，前台数字校准技术的校准分为两个阶段：误差测量和信号校准。其基本思想很简单，如下图所示，在ADC 正常工作之前，先向ADC中注入一系列已知的信号，即输入信号端开关接已知的校准信号端，由于输入的信号已知，所以其理论输出也是已知的，根据ADC转换的实际输出和理论输出作对比便可以得出ADC转换过程中的误差参数。得到误差参数后将其存储在设备中；当ADC正常工作时，输入端开关接实际输入信号端，然后用前面得到的这个误差参数校准转换结果，从而得到正确的输出。
图4.1 前台数字校准原理图
由前面所述前台数字校准方法的工作原理可知，前台校准算法必须中断设备的正常转换过程，因此，前台数字校准技术不能跟踪ADC随环境变化和器件老化引入的额外误差。
4.1.2伪后台数字校准技术
鉴于前台数字校准技术的不足，人们又设计出了一种可以维持数字输出的校准算法，但这种算法依然要中断ADC的转换过程，只是采用了某种手段可以不中断ADC 的输出，称为伪后台数字校准算法。下面将对应用较多的跳过-填入算法和采样保持放大电路（SHA）队列校准技术做简要介绍。
跳过-填入（skip-and-fill）算法是最早提出的伪后台数字校准算法，其ADC 在转换过程中，周期性跳过某个输入信号用于测量误差，取代其输入到ADC 的信号是特定的校准电压[5]。被跳过的输入信号用数字预测器估计，采用非线性内插算法将估计的输入信号重新填入到转换过程中。利用前N 个采样信号和后N 个采样信号构建数字预测器，实现非线性内插算法，估计被跳过时刻的未知采样信号。
电子技术课程设计题目
电子技术课程设计一、课程设计目的： 1．电子技术课程设计是机电专业学生一个重要实践环节，主要让学生通过自己设计并制作一个实用电子产品，巩固加深并运用在“模拟电子技术”课程中所学的理论知识； 2．经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、答辩等，加强在电子技术方面解决实际问题的能力，基本掌握常用模拟电子线路的一般设计方法、设计步骤和设计工具，提高模拟电子线路的设计、制作、调试和测试能力； 3．课程设计是为理论联系实际，培养学生动手能力，提高和培养创新能力，通过熟悉并学会选用电子元器件，为后续课程的学习、毕业设计、毕业后从事生产和科研工作打下基础。 二、课程设计收获： 1.学习电路的基本设计方法；加深对课堂知识的理解和应用。 2.完成指定的设计任务，理论联系实际，实现书本知识到工程实践的过渡； 3.学会设计报告的撰写方法。 三、课程设计教学方式： 以学生独立设计为主，教师指导为辅。 四、课程设计一般方法 1. 淡化分立电路设计，强调集成电路的应用 一个实用的电子系统通常是由多个单元电路组成的，在进行电子系统设计时，既要考虑总体电路的设计，同时还要考虑各个单元电路的选择、设计以及它们之间的相互连接。由于各种通用、专用的模拟、数字集成电路的出现，所以实现一个电子系统时，根据电子系统框图，多数情况下只有少量的电子电路的参数计算，更多的是系统框图中各部分电子电路要正确采用集成电路芯片来实现。 2. 电子系统内容步骤： 总体方案框图---单元电路设计与参数计算---电子元件选择---单元电路之间连接---电路搭接调试---电路修改---绘制总体电路---撰写设计报告(课程设计说明书) （1）总体方案框图： 反映设计电路要求，按一定信息流向，由单元电路组成的合理框图。 比如一个函数发生器电路的框图： （2）单元电路设计与参数计算---电子元件选择： 基本模拟单元电路有：稳压电源电路，信号放大电路，信号产生电路，信号处理 电路（电压比较器，积分电路，微分电路，滤波电路等），集成功放电路等。 基本数字单元电路有：脉冲波形产生与整形电路（包括振荡器，单稳态触发器，施密特触发器），编码器，译码器，数据选择器，数据比较器，计数器，寄存器，存储器等。 为了保证单元电路达到设计要求，必须对某些单元电路进行参数计算和电子元件 选择，比如：放大电路中各个电阻值、放大倍数计算；振荡电路中的电阻、电容、振荡频率、振荡幅值的计算；单稳态触发器中的电阻、电容、输出脉冲宽度的计 算等；单元电路中电子元件的工作电压、电流等容量选择。
数字媒体技术专业职业生涯规划书范文格式(原创)
数字媒体技术专业职业生涯规划书范文格式(原创) 一、专业认识 数字媒体技术，此专业早出现在北京，目前实力较强的大学是南京大学、浙江大学、中国传媒大学、吉林动画学院及浙江科技学院等。 培养目标 本专业培养德智体美全面发展的、面向当今信息化时代的、从事数字媒体开发与数字传播的专业人才。毕业生将兼具信息传播理论、数字媒体技术和设计管理能力，可在党政机关、新闻媒、出版、商贸、教育、信息咨询及IT相关等领域，从事数字媒体开发、音视频数字化、网页设计与网站维护、多媒体设计制作、信息服务及数字媒体管理等工作。 培养规格 要求学生通过四年的系统学习能够做到：(1)掌握扎实的计算机基础理论和基本技能;(2)接受数字媒体软件开发的良好训练;(3)具有独立工作和从事数字媒体设计和应用开发的能力。 主要课程 摄影摄像技术、艺术设计基础、数字媒体技术概论、程序设计基础、数据库设计、网页设计与制作、交互式多媒体网站开发、数字信号处理、数据结构、算法设计与分析、面向对象程序设计(java)、计算机图形图像处理、人机交互技术、多媒体数据库、动画设计与制作、3D造型、电视节目编导与制作、音视频信息处理、特效制作与非线
性等。 专业特色 数字媒体技术专业的教学与出版、新闻、影视等文化媒体及其它数字媒体软件开发和产品设计制作行业的要求相结合，培养面向数字网络时代兼具信息传播理论、数字媒体技术和设计管理能力的复合型人才。 二、四年规划 (一)大学一年级 1、大一是夯实基础的时期，所以要认真对待专业课，打下扎实的基础，为以后的学习做好铺垫。 2、申请加入了卡索映画和东大文教中心，希望能顺利进入这两个大家庭，利用空余的时间多参与活动，在不耽误学习的前提下，提高自己的能力。 3、有效地利用图书馆的资源，在时间允许的情况下继续自己读文学小说的爱好，多看与专业、兴趣有关的书籍。 4、延续自己对二胡、练字的热情。 5、尽可能地修高绩点，为分专业做好充足的准备。 6、学习摄影。 (二)大学二年级 1、大二是一个承上启下的年级。思想和行为都日渐成熟，所以继续培养自己良好的学习生活习惯。 2、拿下英语四级的证书。
数字电子技术实验教案
湖南工学院教案用纸 实验1基本门电路逻辑功能测试（验证性实验） 一、实验目的 1?熟悉基本门电路图形符号与功能； 2?掌握门电路的使用与功能测试方法； 3?熟悉实验室数字电路实验设备的结构、功能与使用。 二、实验设备与器材 双列直插集成电路插座，逻辑电平开关，LED发光显示器，74LS00, 74LS20 , 74LS86，导 线 三、实验电路与说明 门电路是最简单、最基本的数字集成电路，也是构成任何复杂组合电路和时序电路的基本单 元。常见基本集门电路包括与门、或门、与非门、非门、异或门、同或门等，它们相应的图形符号与逻辑功能参见教材P.176, Fig.6.1。根据器件工艺，基本门电路有TTL门电路和CMOS门电路之分。TTL门电路工作速度快，不易损坏，CMOS门电路输出幅度大，集成 度高，抗干扰能力强。 1.74LS00 —四2输入与非门功能与引脚： 2. 74LS20 —双4输入与非门功能与引脚： 3. 74LS86 —四2输入异或门功能与引脚： 四、实验内容与步骤 1.74LS00功能测试： ①74LS00插入IC插座；②输入接逻辑电平开关；③输出接LED显示器；④接电源；⑤拔
动开关进行测试，结果记入自拟表格。 湖南工学院教案用纸
2. 74LS20功能测试: 实验过程与74LS00功能测试类似。 3. 74LS86功能测试： 实验过程与74LS00功能测试类似。 4. 用74LS00构成半加器并测试其功能： ①根据半加器功能：S A B , C AB，用74LS00设计一个半加器电路； ②根据所设计电路进行实验接线； ③电路输入接逻辑电平开关，输出接LED显示器； ④通电源测试半加器功能，结果记入自拟表格。 5. 用74LS86和74LS00构成半加器并测试其功能： 实验过程与以上半加器功能测试类似。 五、实验报告要求 1. 内容必须包括实验名称、目的要求、实验电路及设计步骤、实验结果记录与分析、实验总结与体会等。2?在报告中回答以下思考题： ①如何判断逻辑门电路功能是否正常？ ②如何处理与非门的多余输入端？ 实验2组合逻辑电路的设计与调试（设计性综合实验） 一、实验目的 1?熟悉编码器、译码器、数据选择器等MSI的功能与使用； 2?进一步掌握组合电路的设计与测试方法； 3?学会用MSI实现简单逻辑函数。 二、实验设备与器材
电子技术课程设计
电子技术课程设计PWM调制解调器 班级：电信1301 姓名：曹剑钰 学号：3130503028
一、设计任务与要求 1.要求 设计一款PWM（脉冲宽度调制）电路，利用一可调直流电压调制矩形波脉冲宽度（占空比）。 信号频率10kHz； 占空比调制范围10%~90%； 设计一款PWM解调电路，利用50Hz低频正弦信号接入调制电路，调制信号输入解调电路，输入与原始信号等比例正弦波。 2.提高要求： 设计一50Hz正弦波振荡电路进行PWM调制。 3.限制： 不得使用理想运放、二极管、三极管、场效应管； 基本要求的输入电压使用固定恒压源接自行设计的电路实现可调； 同步方波不得利用信号发生器等软件提供设备产生。 二、总体方案设计 1.脉宽调制方案： 方案一：三角波脉宽调制，三角波电路波形可以由积分电路实现，把方波电压作为积分电路的输入电压，经过积分电路之后就形成三角波，再通过电压比较器与可调直流电压进行比较，通过调节直流电源来调制脉宽。 方案二：锯齿波脉宽调制，锯齿波采用定时器NE555接成无稳态多谐振荡器，和方案一相似，利用直流电压源比较大小调节方波脉宽。 方案三：利用PC机接口控制脉宽调制的PWM电路。 比较：方案一结构简单，思路清晰，容易实现，元器件常用 方案二与方案一相似，缺点是调整脉冲宽度不如方案一 方案三元器件先进，思路不如方案一清晰简单，最好先择了方案一 2.正弦波产生方案： 方案一：RC正弦波振荡电路。 RC正弦波振荡电路一般用来产生1Hz--10MHz范围内的低频信号，由RC 串并联网络组成，也称为文氏桥振荡电路，串并联在此作为选频和反馈网络。电路的振荡频率为f=1/2πRC，为了产生振荡，要求电路满足自激震荡条件，振荡器在某一频率振荡的条件为：AF=1.该电路主要用来产生低频信号。
《数字电子技术基础》 阎石编著_数字电路教案
数字电路教案 本课程理论课学时数为70，实验24学时。各章学时分配见下表：
第一章逻辑代数基础 【本周学时分配】 本周5学时。周二1~2节，周四3~5节。 【教学目的与基本要求】 1、掌握二进制数、二—十进制数（主要是8421 BCD码） 2、熟练掌握逻辑代数的若干基本公式和常用公式。 3、熟练掌握逻辑函数的几种表达形式。 【教学重点与教学难点】 本周教学重点： 1、绪论：重点讲述数字电路的基本特点、应用状况和课程主要内容。 2、逻辑代数的基本运算：重点讲述各种运算的运算规则、符号和表达式。 3、逻辑代数的基本公式和常用公式：重点讲述逻辑代数的基本公式与普通代数公式的区别，常用公式的应用背景。 4、逻辑函数的表示方法：重点讲述各种表示方法的特点和相互转换方法。 本周教学难点： 反演定理和对偶定理：注意两者之间的区别、应用背景和变换时应注意的问题。【教学内容与时间安排】 一、绪论（约0.5学时） 1、电子电路的分类。 2、数字电路的基本特点。 3、数字电路的基本应用。 4、本课程的主要内容； 5、本课程的学习方法和对学生的基本要求。 二、数制与码制（约1.5学时）（若前置课程已学，可作简单复习0.5学时） 1、几种不同进制（二、八、十、十六进制）。 2、几种不同进制相互转换。 3、码制（BCD码）。 三、逻辑代数 1、基本逻辑运算和复合逻辑运算：与、或、非运算是逻辑代数的基本运算；还可以形成其他复合运算，常用的是与非、或非、与或非、异或、同或运算。（约0.5学时） 2、常用公式（18个）（约0.5学时） 3、基本定理（代入定理、反演定理、对偶定理）（约0.5学时） 4、逻辑函数的概念及表示方法（约0.5学时） 5、逻辑函数各种表示方法间的转换：常用的转换包括：函数式←→真值表；函数式←→逻辑图（约1学时）
数字媒体技术专业大学生职业生涯规划范文
数字媒体技术专业大学生职业生涯规划范文 一、前言 著名管理学家诺斯威尔认为职业生涯规划是个人结合自身情况和眼前制约因素,为自己实现职业目标而确定行动方向、行动时间和行动方案。近年来高校毕业生人数持续大幅度增长。虽然经济和社会发展对高校毕业生有着旺盛的需求,但是由于高校毕业生供给的快速增长大于需求的增长,以及当前我国高等教育的发展与经济、社会发展的需求不相适应,使得高校毕业生就业形势依然严峻。职业生涯规划在缓减大学生就业压力中有着举足轻重的作用，是当代大学生成功就业，创业的必要前提，从而促使大学生更好的实现人生价值。由此可见，在人的一生中，职业生涯规划有着重大的作用。 二、自我分析 (一)性格认识 我是一名大学一年级电子科学与技术专业的本科在校生。对生活充满热情，喜欢自由的生活并善于发现其中的乐趣和变化。善于理解而非判断他人。乐观，善于鼓舞他人，能用自己的热情感染他人。责任心强，善于观察，做事认真。易于沟通，能够以积极的态度面对工作及尽自己的能力及时的完成任务。 (二)能力分析 1、优点：有理想、自信、擅长思考，有逻辑性，善于处理概念性的问题，具有很强的创造性思维，挫折承受能力强。对生活充满热情，勤奋好学，诚恳踏实、积极向上。乐观，易于沟通。
2、缺点：注意力容易游移，对目标的韧性和坚持性不够，缺乏足够的耐心，有时不能贯彻始终。目前校园内人际关系一般，成绩一般。 (三)缩小差距的方法 教育培训方法 (1)充分利用毕业前在校学习的时间，为自己补充所需的知识和技能。包括参与社会团体活动、广泛阅读相关书籍、选修、旁听相关课程、报考技能资格证书等。 (2)充分利用公司给员工提供的培训机会，争取更多的培训机会。 (四)自我分析小结 遇到困难的事，要保持头脑冷静，要留给自己反思的时间，多 反省自己，努力使自己的头脑灵活起来，多与人沟通，或向高人求教。保持乐观积极的态度，努力搞好学习，提升能力。发扬自我优点，做事仔细认真、踏实，友善待人，做事锲而不舍，勤于思考，全面考虑问题。 三、职业分析与定位 (一)职业分析 随着市场竞争的日益加剧，各行各业对计算机数字媒体技术专 业人才均有需求。特别是近几年，计算机数字媒体技术专业在全国的人才市场需求排行榜上名列前茅。目前，国内各企业计算机专业人才的需求持续井喷。然而，在计算机数字媒体技术专业人才大量需求的环境下，市场对计算机数字媒体技术专业人才的要求更趋精英化和专
数字电子技术基础教案
数字电子技术基础教案 太原工业学院 第1章逻辑代数基础
目的与要求： 熟练掌握基本逻辑运算和几种常用复合导出逻辑运算；熟练运用真值表、逻辑式、逻辑图来表示逻辑函数。 重点与难点： 重点：三种基本逻辑运算和几种导出逻辑运算；真值表、逻辑式、逻辑图之间的相互转换。难点：将真值表转换为逻辑式。 所谓数字电路，就是用0和1数字编码来表示和传输信息的系统，即信息数字化（时代）。 数字电路与传统的模拟电路比较，其突出的优点是：（如数字通 信系统）抗干扰能力强、保密性好、计算机自动控制、（数字测量 仪表）精度高、智能化、（集成电路）可靠性高、体积小等。 数字电子技术基础，是电子信息类各专业的主要技术基础课。 1、1概述 一、模拟量（时间、温度、压力、速度、流量）：时间上和幅值上 连续变化的物理量； 模拟信号（正弦交流信号）：表示模拟量的信号。 数字量：时间上和幅值上都不连续变化的物理量（工厂中生产的产品个数）； 数字信号、数字电路。 数字电路中的数字信号 采用0、1两种数值（便于实现）（位bit 、拍） 0、1表示方法：电位型：电位高低（不归零型数字信号） 脉冲型：有无脉冲（归零型数字信号） 二、数制及其转换 由0、1数值引入二进制及其相关问题。 常用数制：举例：十进制、二进制（双）、七进制（星期）、 十二进制（打）等。 特点：基数：数制中所用数码的个数； 位权。 1． 十进制数 基数：10 位权：n 10 表达式：10)(N =（P2 式1-1）=i n m i i a 101 ?∑--= （1-1） 推广到任意进制R ： 基数：R 位权：n R
表达式：R N )(=（P2 式1-2）=i n m i i R a ?∑--=1 （1-2） 2． 二进制数 表达式：2)(N =（P3 式1-3）=i n m i i a 21 ?∑--= （1-3） 位权：以K 为单位；按二进制思维（如1000个苹果问题）； 例如：（1101.01）2= 0-16对应的二进制数 特点：信息密度低，引入八、十六进制。 3． 八进制、十六进制 八进制： 基数：8（0-7） 位权：n 8 表达式：8)(N == i n m i i a 81?∑--= （ 1-4） 十六进制： 基数：16（0-9，A ，B ，C ，D ，E ，F ） 位权：n 16 表达式：16)(N ==i n m i i a 161?∑--= 特点：和二进制有简单对应关系；信息密度高，便于书写。 4． 不同进制数的转换 ⑴ R →十：按位权展开，再按十进制运算规则运算。 例1-1、1-2、1-3（P4） ⑵ 十→R ：分两步 整数部分：除R 取余，注意结束及结果； 小数部分：乘R 取整，注意精度及结果； 结果合并： ⑶ R=2k 进制之间的转换 二?八：3位?1位， 二?十六：4位?1位， 八?十六：以二进制为过度， 5． 进制的另一种表示方法： B （inary ）----二； H(exadecimal)----十六； D(ecimal)----十； O----八 三、二—十进制代码（BCD 代码）
电子技术课程设计的基本方法和步骤模板
电子技术课程设计的基本方法和步骤
电子技术课程设计的基本方法和步骤 一、明确电子系统的设计任务 对系统的设计任务进行具体分析, 充分了解系统的性能、指标及要求, 明确系统应完成的任务。 二、总体方案的设计与选择 1、查阅文献, 根据掌握的资料和已有条件, 完成方案原理的构想; 2、提出多种原理方案 3、原理方案的比较、选择与确定 4、将系统任务的分解成若干个单元电路, 并画出整机原理框图, 完成系统的功能设计。 三、单元电路的设计、参数计算与器件选择 1、单元电路设计 每个单元电路设计前都需明确本单元电路的任务, 详细拟订出单元电路的性能指标, 与前后级之间的关系, 分析电路的组成形式。具体设计时, 能够模拟成熟的先进电路, 也能够进行创新和改进, 但都必须保证性能要求。而且, 不但单元电路本身要求设计合理, 各单元电路间也要相互配合, 注意各部分的输入信号、输出信号和控制信号的关系。 2、参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求, 就需要用电子技术知识对参数进行计算, 例如放大电路中各电阻值、放大倍数、振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好地理解电路的工作原理, 正确利用计算公式, 计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时, 同一个电路可能有几组数据, 注意选择一组能完成
电路设计功能、在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题: （1）元器件的工作电流、电压、频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求。 （2）元器件的极限必须留有足够的裕量, 一般应大于额定值的 1.5倍。 （3）电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3、器件选择 ( 1) 阻容元件的选择 电阻和电容种类很多, 正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同, 有些电路对电容的漏电要求很严, 还有些电路对电阻、电容的性能和容量要求很高, 例如滤波电路中常见大容量( 100~3000uF) 铝电解电容, 为滤掉高频一般还需并联小容量( 0.01~0.1uF) 瓷片电容。设计时要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件, 并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。 ( 2) 分立元件的选择 分立元件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电二极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选择。选择的器件类型不同, 注意事项也不同。 ( 3) 集成电路的选择 由于集成电路能够实现很多单元电路甚至整机电路的功能, 因此选用集成电路设计单元电路和总体电路既方便又灵活, 它不但使系统体积缩小, 而且性能可靠, 便于调试及运用, 在设计电路时颇受欢迎。选用的集成电路不但要在功能和特性上实现设计方案, 而且要满足功耗、电压、速度、价格等方面要求。 4、注意单元电路之间的级联设计, 单元电路之间电气性能的 相互匹配问题, 信号的耦合方式
数字媒体技术毕业设计 游戏UI设计与制作《精灵寻宝》
毕业设计报告 题目：_游戏UI设计与制作《精灵寻宝》学生： 指导老师： 系别：软件学院现代设计系 专业：数字媒体技术 班级： 学号：
目录 一、毕业设计课题概述 (1) （一）选题来源 (1) （二）设计计划 (1) 1．设计内容明细 (1) 2．设计进程计划 (2) 二、设计展开计划 (2) （一）市场调查 (2) 1.手机游戏UI设计的发展 (2) 2.美术风格在手机游戏界面的不同表现 (3) （二）课题分析与定位 (4) （三）创意与表现 (5) 三、作品设计说明 (6) （一）游戏名称及游戏背景 (6) （二）主功能图标设计与制作 (6) （三）游戏界面设计与制作 (6) 1.登入界面 (7) 2.选角界面 (8) 3.主界面 (9) 4.二级界面 (10) 5.三级界面 (12) 四、设计感想 (13)
一、毕业设计课题概述 我的毕业设计作品是设计与制作一款手机游戏《精灵寻宝》。游戏UI风格以美式卡通风格为主，古旧的羊皮纸质感，还尝试加入偏欧式的界面元素。 游戏背景是欧式时期的精灵王国，精灵骑士为了夺回宝藏，踏上了寻找盗贼的漫漫征程。而在征程中，又遇到了目的不同的各种伙伴，一起向盗贼的城堡进发。《精灵寻宝》设定为一款横版角色扮演类的手游，设计并制作出的游戏界面有登入界面、主界面、背包装备界面、背包道具界面、战斗界面、商城钻石界面、商城礼包界面、角色属性界面、角色技能界面、角色羁绊界面、任务界面、签到界面、设置界面、图鉴界面、三级界面，一共绘制15个界面以及界面内所有图标。游戏界面的功能分布合理，同时也在交互方面考虑到了能够正常运行游戏的布局。游戏界面大小采用了iPhone5手机的屏幕尺寸，大小为1136*640px，分辨率为72px。该作品是运用Photoshop软件，以Wacom影拓5数位板制作完成的。 （一）选题来源 随着时代的发展，智能手机飞速普及，手机的功能也逐渐增加，交友软件、网购、简易化办公，还有各种款式的游戏。游戏已经成为现代人类消遣的方式之一，相比起早期单一的游戏形式，现在的游戏更多的展现了其可玩性，着重展现了游戏的画面和角色，甚至还有游戏花重金聘请有名的明星和声优为其代言和配音，以此来吸引潜在玩家。而一个游戏，能在游戏产品遍地开花的情况下脱颖而出甚至多年创收，不仅要不断的进行玩法创新和界面更新，追上时代的步伐。游戏UI包括但不限于游戏登录界面、操作界面、游戏道具、技能标志、游戏中的小物件等，而设计好游戏UI就能从玩家一开始注意到游戏吸引他们，做好游戏UI，让玩家在闲暇时间从视觉上享受游戏。 （二）设计计划 1.设计内容明细 设计以个人独立完成的形式完成一套完整的游戏UI展示，其中含主界面在内的15个功能界面，制作的游戏界面有登入界面、主界面、背包装备界面、背包道具界面、战斗界面、商城钻石界面、商城礼包界面、角色属性界面、角色技能界面、角色羁绊界面、任务界面、签到界面、设置界面、图鉴界面、三级界面，一共绘制15个界面以及界面内所有图标。游戏UI界面设计风格以美式卡通为主，作品功能齐全，界面整洁，布局合理。界面尺寸大小1136*640像素，分辨率为72像素。 2.设计进程计划
数字媒体技术专业应用及前景分析
前言 数字媒体技术主要包含场景设计、角色形象设计、游戏程序设计、多媒体后期处理、人机交互技术。主要针对游戏开发和网站美工还有创意设计这类工作设计的专业。 该专业的主干课程为：数字媒体导论、计算机图形学、数字图像处理、网络游戏设计技术、程序设计基础、数据结构、计算机网络、计算机组成与结构、视频特技与非线性编辑、计算机辅助几何设计、动画设计与制作等。 该专业培养德智体美全面发展的、面向当今信息化时代的、从事数字媒体开发与数字传播的专业人才。毕业生将兼具信息传播理论、数字媒体技术和设计管理能力，可在党政机关、新闻媒体、出版、商贸、教育、信息咨询及IT相关等领域，从事数字媒体开发、音视频数字化、网页设计与网站维护、多媒体设计制作、信息服务及数字媒体管理等工作，因此，数字媒体技术专业前景将会随着信息化时代的进程加速更加辽阔。 关于数字媒体技术核心课程应用分析 程序语言的社会应用 C语言是一种计算机程序设计语言，它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。它由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie于1972年推出，1978年后，C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上，它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。它的应用范围广泛，具备很强的数据处理能力，不仅仅是在软件开发上，而且各类科研都需要用到C语言，适于编写系统软件，三维，二维图形和动画，具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。 Java是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言，是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台（即JavaSE, JavaEE, JavaME）的总称。Java 技术具有卓越的通用性、高效性、平台移植性和安全性，广泛应用于个人PC、数据中心、游戏控制台、科学超级计算机、移动电话和互联网，同时拥有全球最大的开发者专业社群。在全球云计算和移动互联网的产业环境下，Java更具备了显著优势和广阔前景。 分析 在如今信息技术书飞速发展，移动多媒体和电脑多媒体充斥着人们生活的各个角落，而c语言在电脑上的应用以及java在多平台上的应用越来越广泛，加之课程中开设的数据结构和其它辅助计算机课程让数字媒体技术的学生们拥有了扎实的编程技术，在社会中电子应用、网络安全、软件开发等领域中站稳跟脚，并为企业做出贡献。 图形图像处理的社会应用 Photoshop的应用领域很广泛的，在图像处理、绘制、视频、出版各方面都有涉及。Photoshop的专长在于图像处理，而不是图形创作；有必要区分一下这两个概念；图像处理是对已有的位图图像进行编辑加工处理以及运用一些特殊效果，其重点在于对图像的处理加工；图形创作软件是按照自己的构思创意，使用矢量图形来设计图形。 平面设计 平面设计是Photoshop应用最为广泛的领域，无论是我们正在阅读的图书封面，还是大
电子技术课程设计
电子技术 课程设计 成绩评定表 设计课题：串联型连续可调直流稳压正电源电路学院名称： 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计地点：31-225 设计时间：2014-7-7～2014-7-14
电子技术 课程设计 课程设计名称：串联型连续可调直流稳压正电源电路专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 课程设计地点：31-225 课程设计时间：2014-7-7～2014-7-14
电子技术课程设计任务书
目录 前言 (5) 1串联型连续可调直流稳压正电源 (5)
1.1 设计方案 (5) 1.2 设计所需要元件 (7) 2 设计原理 (8) 2.1 电源变压部分 (9) 2.2 桥式整流电路部分 (10) 2.3 电容滤波电路部分 (11) 2.4 直流稳压电路部分 (12) 2.5 原理及计算 (14) 3 电路仿真 (15) 4 电路连接测试 (16) 4.1使用仪器 (16) 4.2.测试结果 (16) 5 设计体会 (17) 参考文献 (19) 串联型连续可调直流稳压正电源电路 引言 随着社会的发展，科学技术的不断进步，对电子产品的性能要求也更高。我们做为21世纪的一名学电子的大学生，不仅要将理论知识学
会，更应该将其应用与我们的日常生活中去，使理论与实践很好的结合起来。电子课程设计是电子技术学习中的一个非常重要的实践环节，能够真正体现我们是否完全吸收了所学的知识。 目前，各种直流电源产品充斥着市场，电源技术已经比较成熟。然而，基于成本的考虑，对于电源性能要求不是很高的场合，可采用带有过流保护的集成稳压电路，同样能满足产品的要求。 本次设计的题目为设计一串联型可调直流稳压正电源：先是经过家用交流电源流过变压器得到一个大约十五伏的电压U1，然后U1经过一个桥堆进行整流在桥堆的输出端加两个电容C1、C2进行滤波，滤波后再通过LM7812（具体参数参照手册）输出一个固定的12V电压，这样就可以在一路输出固定的电压。在LM7812的输出端加一个电阻R3，调整端加一个固定电阻R1和一电位器R2，这样输出的电压就可以在5~12V范围内可调。 经过自己对试验原理的全面贯彻，以及相关技术的掌握，和反复的调试，经过自己的不断的努力，老师的耐心的指导，终于把这个串联型输出直流稳压输出正电源电路设计出来了。 1串联型连续可调直流稳压正电源 1.1 设计方案 本电路由四部分组成：变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路。 （1）变压电路：本电路使用的降压电路是单相交流变压器，选用电压和功率依照后级电路的设计需求而定。 （2）整流电路：整流电路的主要作用是把经过变压器降压后的交流电通过整流变成单个方向的直流电。但是这种直流电的幅值变化很大。它主要是通过二极管的截止和导通来实现的。常见的整流电路主要有半波整流电路、桥式整流电路等。我们选取桥式整流电路实现设计中的整流功能。 （3）半波整流：
电子技术课程设计
摘要 本次课程设计彩灯控制器是对模拟电子技术、数字电子技术的实践性的应用。该彩灯设计主要由几个器件构成，分别是移位寄存器、计数脉冲、分频器、数据选择器等器件。通过着几个主要器件来实现对彩灯的设计和控制。彩灯的设计主要有三部分组成。即时钟脉冲产生电路模块、彩灯开关控制模块以及花样输出电路模块。其中时钟脉冲由555定时器构成的多谐振荡器产生。彩灯开关电路设计模块应用数据选择器74LS163。花样输出由移位寄存器74LS194和发光二极管组成。为了验证设计的准确性，我们在Proteus环境下进行仿真和调试。通过验证进一步确定其设计的可行性。 关键词：彩灯；时钟脉冲产生电路模块；彩灯开关控制；花样输出电路
目录 摘要.............................................................................................................I 1 前言 (1) 1.1 序言 (1) 1.2目前彩灯的应用情 (1) 1.3主要工作概述 (1) 2 总体方案设计 (3) 2.1方案比较 (3) 2.2方案论证 (4) 2.3方案选择 (4) 3 单元电路设计 (5) 3.1时钟信号发生器 (5) 3.2 序列信号发生 (7) 3.3 移位输出显示电路 (11) 4 调试与试验 (14) 4.1 Proteus软件介绍 (14) 5 proteus仿真图 (15) 6致谢和心得体会 (16) 参考文献 (17)
1前言 1.1 序言 集成电路的迅速发展，使得数字逻辑电路的设计发生了根本性的变化。在设计中更多的使用规模集成电路，不仅可以减少电路组件的数目，使电路简洁，而且能提高电路的可靠性，降低成本。因此，用集成电路来实现更多更复杂的器件功能则成为必然。随着社会市场经济的不断繁荣和发展，各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。在大型晚会的现场,彩灯更是成为不可缺少的一道景观，小型的彩灯多采用霓虹灯电路。在彩灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，也可以做成各种各样和多种色彩的灯管或是以日光灯、白炽灯作为光源，另配大型广告语、宣传画来达到效果。这些灯的控制设备多为数字电路。而在现代生活中，大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景，由于其变化多、功率大，常采用长明灯、流水灯及变幻灯。长明灯的特点是只要灯投入工作，负载即长期接通，一般在彩灯中用以照明或衬托底色，没有频繁的动态切换过程，因此可用开关直接控制，不需经过复杂的编程。流水灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中周期性地花样变化。本文所要设计的彩灯是用八个发光二极管代替的，能通过外部开关的操作，来实现彩灯亮点的左移、右移、全亮、全灭的效果。因此其会在越来越多的场合中使用，这使本设计具有很大的现实意义。这种控制电路可靠性，灵活性高，使用范围广，特别适合中小城市的交通灯、霓虹灯等的应用。而且，它对其他类似系统的开发具有一定的借鉴意义。 1.2目前彩灯的应用情况 LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。彩灯广泛应用于流水灯、跑马灯、鸳鸯戏水灯、流水灯、控制功能，并给出了具体的硬件电路和相应的程序。此课题设计具有很大现实意义，LED彩灯广泛应用于商业街广告灯，也可作为歌厅、酒吧照明等。 1.3主要工作概述 本文所要设计的八路彩灯的功能要求是通过手动开关操作，实现彩灯的两亮两灭
数字媒体应用技术论文
数字媒体应用技术在生活中的应用与其发展随着当今社会的快速发展，信息技术的应用也进入了前所未有的发展高潮期，不断淘汰与更新的电子设备正无声的表达着人们对于现今信息技术的支持与期待。 所以作为信息技术大军中的一员，数字媒体应用技术也在如今的时代中扮演着不可或缺的角色。根据网上的信息所谓数字媒体技术主要是指运用计算机信息处理技术（计算机相关文件）声、光、电、磁信号转化成数字信号，然后把语音、文字、图像及其余信息转化成数字代码，用于传输和处理的过程中。那么数字媒体的艺术设计就是在数字化技术和发展基础上发展起来的一种新型艺术形式，主要与视觉艺术、人机界面、信息沟通、数字媒体技术、网络、数字动画、广告和游戏、虚拟场景、虚拟产品的设计密切相关。数字媒体技术展现了艺术思维与高科技的完美结合，它特指一种数字艺术的创作过程，也就是指数字显示模式下的艺术作品，可以这么说，数字化技术的应用带来了一场翻转世界的变化和前所未有的革命，影响力和效果性可见一斑，在数字技术时代的艺术设计领域和数字艺术设计领域影响空前。 由此可见数字媒体技术在现今生活中的所能起到的广泛作用，数字媒体技术技术是当今信息技术领域发展最快、最活跃的技术，是新一代电子技术发展和竞争的焦点。数字媒体技术技术融计算机、声音、文本、图像、动画、视频和通信等多种功能于一体，借助日益普及的高速信息网，可实现计算机的全球联网和信息资源共享，因此被广泛应用在咨询服务、图书、教育、通信、军事、金融、医疗等诸多行业，并正潜移默化地改变着我们生活的面貌。随者计算机数字媒体技术技术的突飞猛进，数字媒体技术凭借着自身的优势越来越受到广泛关注和应用，它的出现已经改变了传统意义上的人们的工作与生活方式，给人们带来了极大的便利,对人类社会的发展产生了巨大的影响。数字媒体技术技术正以惊人的速度改变着人们的生活.人们已经从简单的使用数字媒体技术产品,发展到如何更好的利用数字媒体技术技术来提高人们的功过效率和生活质量随着Internet 技术的发展,数字媒体技术技术不断的拓展新的应用领域。教育﹑办公﹑商业等
电子技术课程设计报告
电子技术课程设计报告 班级： 姓名： 学号： 指导教师：
目录 一、设计目的 二、设计要求 三、设计框图及整机概述 四、各单元电路的设计及仿真 1、检测电路 2、放大电路 3、滤波电路 4、整形电路 5、定时电路 6、计数、译码、显示电路 五、电路装配、调试与结果分析 六、设计、装配及调试中的体会 七、附录（包括整机逻辑电路图和元 器件清单） 八、参考文献 一、设计目的
巩固和加深在"模拟电子技术基础"和"数字电子技术基础"课程中所学的理论知识和实训技能,基本掌握常用电子电路的一般设计方法,并通过这一实训课程,能让学生对电子产品设计的过程有一个初步的了解，使学生掌握常用模拟、数字集成电路（运算放大器、非门、555定时器、计数器、译码器等）的应用。 二、设计要求 掌握整机电路组成及工作原理,并能运用所学过的电路知识分析、解决电路制作过程中所遇到的问题。 三、设计框图及整机概述 图1 红外线心率计的原理框图 红外线心率计就是通过红外线传感器检测出手指中动脉血管的微弱波动，由计数器计算出每分钟波动的次数。但手指中的毛细血管的波动是很微弱的，因此需要一个高放大倍数且低噪声的放大器，这是红外线心率计的设计关键所在。整机电路由放大电路、整形电路、滤波电路、3位计数器电路，译码、驱动、显示电路等几部分组成。 四、各单元电路的设计及仿真 1、检测电路 血液波动检测电路首先通过红外光电传感器把血液中波动的成分检测出来，然后通过电容器耦合到放大器的输入端。如图4所示。 图4 血液波动检测电路 2.放大电路
3、滤波电路
由三脚输入信号，六脚输出信号 4、整形电路
最新数字电子技术基础电子教案——第5章时序逻辑电路.docx
第 5 章时序逻辑电路 5.1时序逻辑电路的基本概念 1.时序逻辑电路的结构及特点 时序逻辑电路在任何时刻的输出状态不仅取决于当时的输入信号，还与电路的原状态有关，触发器就是最简单的时序逻辑电路，时序逻辑电路中必须含有存 储电路。时序电路的基本结构如图 5.1 所示，它由组合电路和存储电路两部分 组成。 图 5.1时序逻辑电路框图 时序逻辑电路具有以下特点： （1）时序逻辑电路通常包含组合电路和存储电路两个组成部分，而存储电路 要记忆给定时刻前的输入输出信号，是必不可少的。 （2）时序逻辑电路中存在反馈，存储电路的输出状态必须反馈到组合电路的 输入端，与输入信号一起，共同决定组合逻辑电路的输出。 2.时序逻辑电路的分类 （ 1）按时钟输入方式 时序电路按照时钟输入方式分为同步时序电路和异步时序电路两大类。同步时序电路中，各触发器受同一时钟控制，其状态转换与所加的时钟脉冲信号都是同步的；异步时序电路中，各触发器的时钟不同，电路状态的转换有先有后。同 步时序电路较复杂，其速度高于异步时序电路。 （ 2）按输出信号的特点 根据输出信号的特点可将时序电路分为米里（Mealy）型和摩尔（Moore）型两类。米里型电路的外部输出 Z 既与触发器的状态 Q n有关，又与外部输入 X 有
关。而摩尔型电路的外部输出Z 仅与触发器的状态Q n有关，而与外部输入X 无关。 （ 3）按逻辑功能 时序逻辑电路按逻辑功能可划分为寄存器、锁存器、移位寄存器、计数器和节拍发生器等。 3.时序逻辑电路的逻辑功能描述方法 描述一个时序电路的逻辑功能可以采用逻辑方程组（驱动方程、输出方程、 状态方程）、状态表、状态图、时序图等方法。这些方法可以相互转换，而且 都是分析和设计时序电路的基本工具。 5.2时序逻辑电路的分析方法和设计方法 1.时序逻辑电路的分析步骤 （1）首先确定是同步还是异步。若是异步，须写出各触发器的时钟方程。 （2）写驱动方程。 （3）写状态方程（或次态方程）。 （4）写输出方程。若电路由外部输出，要写出这些输出的逻辑表达式，即输 出方程。 （5）列状态表 （6）画状态图和时序图。 （7）检查电路能否自启动并说明其逻辑功能。 5.2.1同步时序逻辑电路的设计方法 1.同步时序逻辑电路的设计步骤 设计同步时序电路的一般过程如图 5.10 所示。 图 5.10同步时序电路的设计过程
数字媒体艺术设计专业毕业设计任务书
数字媒体艺术设计专业毕业设计任务书 一、综述 数字媒体艺术设计专业毕业设计包括三个大的部分： ①毕业论文（打印稿，并装订成册）及英文翻译（正式文本2本：导师1本，档案1本，）； ②作品（电子文档，并发布成互动多媒体光盘） ③作品展示版面（80×120cm KT板装裱喷绘效果版面） 其设计方向分为以下几类： 1.短片类（①动画作品；②录影作品；③视频广告作品） 2.互动媒体类（①多媒体作品；②互动游戏作品；③虚拟/仿真作品） 3.静帧产品类（①视觉传达作品；②图形界面作品） 二、毕业设计内容说明 (一)毕业论文要求 毕业论文包括以下内容： 1)封面 2)扉页 3)毕业论文任务书 4)论文摘要，中文（400-800字） 5)论文摘要，英文 6)目录 7)图目录 8)表目录 9)正文 10)参考文献（≥20篇，必须有一篇以 上外文参考资料） 11)附录 12)毕业设计翻译 其中正文部分必须包括以下几个部分： 第一章绪论 第一节. 研究目的及方法 第二节. 论文内容介绍 第二章设计背景及必要性分析 第一节. 设计背景分析 第二节. 必要性分析 第三章作品方案设计过程 第一节. 设计概念阐述 第二节. 设计过程阐述 第四章作品制作过程 第一节. 制作过程阐述 第二节. 产品测试（互动媒体类必须 有此节内容） 第五章结论 论文格式及打印要求：详见《毕业设计.论文样本》翻译格式及打印要求：详见《毕业设计.翻译样本》 (二)作品要求 无论哪一类，所有作品都必须制作成互动多媒体光盘。光盘内容包括三大部分： ①最终作品展示 ②创作及制作过程展示 ③论文 (三)最终作品展示内容 1.动画 1)故事梗概 2)角色设定（所有正式出场角色的彩 色静帧效果图）≥1页 3)场景设定（所有场景的彩色静帧效 果图）≥3页 4)道具设定（所有重要道具的彩色静 帧效果图）≥1页 5)动画（视频文件）播放2.录影 1)内容概述 2)短片（视频文件）播放 3.视频广告 1)广告目的简述
数字电子技术教案word版
第一章数字逻辑概论 一、实施时间：第 1-2 周二、实施对象：电信、应物、电气 三、编写时间：1.5 四、课时数：6学时 五．目的要求： （一）教学目的与要求： 1、掌握常见的数制（如：十进制、二进制、八进制、十六进制）及其之间的相互转换； 2、掌握常见的代码（如：8421码、余三码、循环码）以及数制与代码之间的相互转换。 3、掌握二值逻辑变量与基本逻辑运算和逻辑函数及其表示方法（如：真值表、逻辑函数表达式、卡诺图、逻辑电路图、波形图）及其之间的相互转换。 4、掌握基本逻辑运算与、或、非。 5、掌握二进制数（包括正、负二进制数）的表示和补码、反码的运算。 六、主要内容： 1、常见的代码（如：8421码、余三码、循环码）以及数制与代码之间的相互转换。 2、掌握二值逻辑变量与基本逻辑运算和逻辑函数及其表示方法及其之间的相互转换。 3、掌握二进制数（包括正、负二进制数）的表示和补码、反码的运算。 七、本章重点和难点： 1、重点：（1）常见的代码（如：8421码、余三码、循环码、余三循环码）。 （2）数制与代码之间的相互转换，二值逻辑变量与基本逻辑运算和逻辑函数及其表示方法。 2、难点：二进制数（包括正、负二进制数）的表示法和补码的运算。 第一节数制与编码 一、实施时间：第 1 周二、实施对象：电信、应物、电气 三、编写时间：1.5 四、课时数：4学时 五．目的要求： 1、掌握常见的数制（如：十进制、二进制、八进制、十六进制）及其之间的相互转换； 2、掌握常见的代码（如：8421码、余三码、循环码）以及数制与代码之间的相互转换。 六、主要内容： 1、十进制、二进制、八进制、十六进制及其之间的相互转换； 2、二进制正负数的表示及运算。 3、8421码、余三码、循环码以及数制与代码之间的相互转换。 七、教学重点和难点： 8421码、余三码、循环码以及数制与代码之间的相互转换。
电子技术课程设计报告定稿版
电子技术课程设计报告 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
电子技术课程设计报告 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 目录 一、设计目的 二、设计要求 三、设计框图及整机概述 四、各单元电路的设计及仿真 1、检测电路 2、放大电路 3、滤波电路 4、整形电路 5、定时电路 6、计数、译码、显示电路 五、电路装配、调试与结果分析 六、设计、装配及调试中的体会 七、附录（包括整机逻辑电路图和元器 件清单） 八、参考文献 一、设计目的
巩固和加深在"模拟电子技术基础"和"数字电子技术基础"课程中所学的理论知识和实训技能,基本掌握常用电子电路的一般设计方法,并通过这一实训课程,能让学生对电子产品设计的过程有一个初步的了解，使学生掌握常用模拟、数字集成电路（运算放大器、非门、555定时器、计数器、译码器等）的应用。 二、设计要求 掌握整机电路组成及工作原理,并能运用所学过的电路知识分析、解决电路制作过程中所遇到的问题。 三、设计框图及整机概述 红外线心率计就是通过红外线传感器检测出手指中动脉血管的微弱波动，由计数器计算出每分钟波动的次数。但手指中的毛细血管的波动是很微弱的，因此需要一个高放大倍数且低噪声的放大器，这是红外线心率计的设计关键所在。整机电路由放大电路、整形电路、滤波电路、3 位计数器电路，译码、驱动、显示电路等几部分组成。 四、各单元电路的设计及仿真 1、检测电路 血液波动检测电路首先通过红外光电传感器把血液中波动的成分检测出来，然后通过电容器耦合到放大器的输入端。如图4所示。 图4 血液波动检测电路 2.放大电路 3、滤波电路 由三脚输入信号，六脚输出信号