模拟电路基础:从系统级到电路级
模拟电路基础:从系统级到电路级
1万+ 人选课
更新日期:2025/05/13
开课时间2023/09/18 - 2023/12/15
课程周期13 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

本课程适用于电子信息类专业本科生、研究生、以及从事现代模拟电路研发的工程技术人员。通过本课程的学习,将培养学生初步具有从事系统级模拟电路产品研究开发的能力,包括分析电路的能力,以及在软件支持下对电路进行设计、仿真、与优化的能力。


一、课程内容以微弱信号处理电路为主

现代数字技术似乎已经无所不能。但是在有些领域,模拟电路依然不可或缺,数字技术无法替代、或暂时没有替代优势。这些领域包括微弱信号处理、数据转换、射频收发、以及电源电路。本课程内容围绕微弱信号处理电路展开。


二、采用从系统级到电路级、即自顶而下的课程体系

系统级电路指PCB板级电路、以芯片/芯片组为核心器件。电路级电路指芯片内部集成电路。本课程采用从系统级到电路级、且系统级内容为主的课程体系,以与市场对系统级模拟电路工程师的大量需求、以及模拟电路产品自顶向下的主流研发模式相适应。


三、仿真实验与理论讲授密切结合的教学方式

现代模拟电路不仅规模大,而且更加复杂,求解难度已经远超手工求解范畴。另一方面,实体电路的制作加工需要时间与成本,集成电路流片更是耗资巨大。因此仿真实验成为电路设计研发不可或缺的环节。

本课程将基于商用软件的电路特性分析仿真与理论讲授有机结合,其中,Mathworks公司的Matlab将用于数值计算,NI公司的Multisim将用于系统级电路教学,Synopsys公司的HSPICE将用于电路级电路教学。


四、明确清晰的教学目标

系统级电路的教学目标是心电信号处理电路的设计,采用AD620测量放大器芯片、以及多款不同型号的运放芯片,包括前置放大、低通滤波、高通滤波、带阻滤波、以及末级放大。

电路级电路的教学目标是单端输出二级运放电路的设计,采用0.8um CMOS工艺,包括差分输入级与共源放大级,可用于替换心电信号处理电路中的运放芯片。

课程大纲
电路分析方法
1.1电路与电路模型
1.2电路元件特性
1.3电路定律
1.4节点分析法
1.5线性电阻电路分析
附录:软件入门指导
作业:H1
动态电路瞬态特性分析
2.1动态电路微分方程
2.2动态电路微分方程复频域求解
2.3动态电路时域近似求解
2.4一阶动态电路响应
2.5RC电路充放电
作业:H2
动态电路频域特性分析
3.1动态电路复频域方程
3.2动态电路频域特性求解
3.3电路系统函数
3.4RLC电路频率响应
作业:H3
运算放大器
4.1理想运算放大器
4.2描述运放非理想特性的参数
测验:T1
模拟运算电路
5.1负反馈放大器
5.2比例放大电路
5.3加法/减法电路
5.4差分放大电路
5.5微分/积分/对数/指数电路
有源滤波电路
6.1一阶有源RC滤波器
6.2二阶有源RC滤波器
作业:H4
微弱信号处理电路
7.1测量放大器
7.2心电信号处理电路
作业:H5
CMOS模拟集成电路I
8.1MOS晶体管工作原理
8.2MOS晶体管类型
8.3MOS晶体管直流特性
8.4MOS晶体管交流小信号特性
8.5MOS晶体管偏置电路
测验:T2
CMOS模拟集成电路II
8.6CMOS共源放大电路
8.7CMOS差分放大电路
8.8CMOS二级运放电路