集成电路及应用

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集成电路及应用范文第1篇

1　概述

频率合成技术是近代无线电技术发展中的一门新技术，也是现代通信系统中的关键技术之一，它通常利用一块晶体或少量晶体组成标准频率源，然后通过合成方法产生各种所需的频率信号。这些频率信号与标准频率源具有相同的频率稳定度和准确度。使用该技术构成的电路在通信设备中称为频率合成器。频率合成器的种类很多，目前普遍采用的是数字式频率合成器。数字式频率合成器由晶体振荡器、固定分频器、鉴相器、滤波器和VCO等组成，晶体振荡器输出的频率信号经固定分频器后得到标准频率，而VCO输出的频率信号经可变分频器分频后得到实际频率信号，两信号在鉴相器中经相位比较产生的环路锁定控制电压将通过滤波器加到VCO上，以对实际频率信号进行控制和校正，直到环路锁定。当所需信号频率较高时，该电路的设计、制作和调试难度较大，通常只能依靠专业厂家来完成，不仅成本高，而且生产周期长。TSA5526芯片是Philips公司推出的通用数字频率合成集成电路，它将晶体振荡器、固定分频器、鉴相器、滤波器等电路集成在一块芯片上，其主要特性参数如下：

输入射频信号的频率为：64～1300MHz；

输入射频信号的电平为：－28～3dBm；

输出误差调整电压为：4．5～33V；

具有锁定检测功能；

内置可编程的15bit分频器；

通过程序控制可在512、640和1024中选择基准信号分频比，在外接4MHz晶振时，则可获得3．90625kHz、6．25kHz和7．8125kHz的频率精度；

可选择I2C总线和3总线进行数据传输；

采用单电源供电，电源电压为4．5～5．5V。

2　引脚功能

TSA5526有SSOP16和SO16两种封装，引脚排列如图1所示，各引脚功能见表1所列。

表1 TSA5526的引脚功能

引  脚名  称功  能应  用  说  明

1RF射频信号RF输入通常接本振输出2VEE地　3VCC1电源电压1芯片电源，接+5V4VCC2电源电压2开关控制电源，通常接+12V5BS4电子开关BS4输出PNP三极管OC输出6BS3电子开关BS3输出PNP三极管OC输出7BS2电子开关BS2输出PNP三极管OC输出8VS1电子开关BS1输出PNP三极管OC输出9CP环路滤波器外接RC滤波网络10Vtune误差控制电压输出通过上拉电阻输出直流电压并加到VCO11SW总线选择开关接地时选择I2C总线方式；悬空时选择3总线方式12LOCK/ADC锁定标志/ADC输入3总线方式时为锁定标志，低电平有效；I2C总线方式时5为电平ADC输入端13SCL串行时钟下降沿时将SDA输出的数据锁存14SDA串行数据在3总线方式时， 18bit、19bit和27bit三种数据可供选择15CE片选信号高电平有效16XTAL基准振荡输入通常外接4MHz晶体表2 写状态数据格式

字 节MSB数据字节LSB地址字节（ADB）11000MA1MA0　分频字节（DI1）0N14N13N12N11N10N9N8分频字节2（DB2）N7N6N5N4N3N2N1N0控制字节（CB）1CPT2T1T0RSARSB0S电子开字节（BB）空空空空BS4BS3BS2BS13　内部结构和工作原理

TSA5526的内部结构框图如图2所示，它包括射频信号处理单元、基准信号处理单元、相位比较和输出单元以及接口控制单元等四部分。射频信号处理单元对输入的射频小信号进行放大和8分频，再送到15bit可编程分频器，分频比的大小可根据输入射频信号的频率来确定。基准信号处理单元中的基准振荡器通过外接晶体产生基准信号，同时经基准分频器产生基准信号。基准分频器通过编程可选512、640和1024三种分频比。经过分频处理后的两路信号同时加到数字式相位比较器，然后经电荷泵、放大器和驱动三极管后得到误差控制电压输出。接口控制单元用于实现微处理器与该器件的通信，它一方面接收微处理器送来的数据并在内部处理以形成各种控制指令；另一方面将本器件的状态送往微处理器。通过SW端信号的不同连接，可选择两种串行通信方式：I2C总线方式和3总线方式。

图2

    3．1 I2C总线方式

a． 写状态?R／W＝0?

在写状态时，对TSA5526编程需要四个数据字节，并应在地址字节传输后将数据字节送入芯片。当地址字节?第一字节?传输后，I2C总线的收发会使地址字节和数据字节连在一起，并在一个传输过程中传输完毕。如果地址字节后的第一个数据字节为分频字节或控制字节，则芯片将被部分编程。表2是其数据字节定义。表中，MA1和MA0是可编程地址位，用于控制加到片选端的电压。N14～N0为可编程分频比，其分频比为：

N＝N14×214＋N13×213＋…＋N1×2＋N0

CP为控制电荷泵电流大小位，CP为0，对应电流为60μA，CP为1时，电流为280μA?缺省值?。T2～T0代表测试位。RSA和RSB为基准分频比选择位。0S为可调放大器控制位，0S位为0时，可调放大器接通?缺省值?，0S位为1时断开。BS4～BS1是PNP电子开关控制位，其对应关系是：当BSn为0时，电子开关n接通；当BSn为1时，电子开关n断开。

表3 读状态数据格式

字节MSB数  据  字  节LSB地址字节11000MA1MA2R/W=1状态字节PORFLACPS11A2A1A0表4 3总线方式数据格式

数据形式D0D3D4D17D18D19D20D21D22D23D24D25D2618位BS4BS1N13N0

19位BS4BS1N14N1N0

27位BS4BS1N14N1N0-CPT2T1T0RSARSB0Sb．读状态?R／W＝1?

表3所列为读状态数据格式。当辅助地址位被识别之后，将自动产生一个响应脉冲到SDA线上。SDA线上的数据在SCL时钟信号为高电平时有效，数据字节在SDA线上产生应答信号之后从器件中读出；如果没有主应答信号产生，传输过程就会结束，此时芯片将释放数据线从而使微控制器产生终止条件。当上电时，POR标志被置为1，当检测到数据结束标志时，POR标志被复位?读周期的结束。FL为进入锁存标志，用于表示何时循环建立起来。通过对FL置1或清零可对循环进行控制。ACPS为自动充电电流转换标志，当自动充电电流转换打开且循环锁定时，此标志为0，此时充电电流被强制为低。在其它条件下，ACPS为逻辑1。在I2C总线状态下，内置的A／D转换器可将自动频率微调模拟电平转换成数字量并送往微控制器。

3．2 3总线方式

在3总线方式下，该器件接收的数据有18位、19位和27位三种，参见表4。在该方式下，当片选引脚CE由低电平变为高电平时，SCL引脚输入时钟脉冲的下降沿会将SDA引脚上的数据送入数据寄存器，数据的前四位用来控制电子开关的通断，在第五个时钟脉冲的上升沿，这四位数据被送入内部电子开关控制寄存器。如果传输的是18或19位数据字，那么，在片选线上电平由高向低转换时，频率位将被送入频率寄存器。在上电复位状态下，电荷泵电流为280μA，调谐电压输出被关断；而在标准模式下，当ACPS标志为高电位时，测试位T2～T0被置为001，此时将禁止TSA5526输出。当传输的是27位数据字时，在时钟脉冲的第20个上升沿到来时，频率位将被送入频率寄存器，而控制位则在片选引脚CE从高电平向低电平转换时送入控制寄存器。在这种方式下，基准分频比由RSA和RSB位确定，测试位（T2、T1、T0）、电荷泵控制位CP、分频比选择位（RSA、RSB）以及0S位只能进行27位的传输。图3所示是3总线方式时的时序图。

表5 AT89C51内RAM中20H、21H、22H、23H的定义

字节地址D7D6D5D4D3D2D1D020HBS4BS3BS2BS1N14N13N12N1121HN10N9N8N7N6N5N4N322HN2N1N01100023H010000004　应用

TSA5526在某航空电子设备检查仪中的应用电路如图4所示，图中，单片机与TSA5526采用3总线方式进行通信。P1．0与SCL引脚相连，用于串行时钟输出。P1．1与SDA引脚相连，用于串行数据输出。P1．2与CE引脚相连以进行片选控制；电子开关BS1～BS4用于通过VCO产生4种不同频率信号，VCO的输出将通过C6送到TSA5526的RF引脚，并经分频后与基准信号进行相位比较。Vtune输出的误差控制电压经电阻R3、电容C5加到VCO。R1、C4的数值可用于决定微调的快慢。当频率锁定后，LOCK引脚将变为低电平，并将该电平通过AT89C51的P1．3引脚送入单片机进行检测。本电路采用27位数据格式，发送的数据存放在单片机AT89C51中RAM的20H、21H、22H、23H四个单元中，各位定义见表5所列。其具体程序清单如下：

    Rfegadj: CLR P1．0

SETB P1．2

MOV R0，＃08H

Fregadj1: MOV A,20H

CLR C

RRC A

MOV P1．1，C

SETB P1．0

NOP

CLR P1．0

DJNZ R0，Fregadj1

MOV R0?＃08H

Fregadj2: MOV A,21H

CLR C

RRC A

MOV P1．1，C

SETB P1．0

NOP

CLR P1．0

DJNZ R0，Fregadj2

MOV R0,＃08H

Fregadj3：MOV A，22H

CLR C

RRC A

MOV P1．1，C

SETB P1．0

NOP

CLR P1．0

DJNZ R0，Fregadj3

MOV R0，＃03H

Fregadj4： MOV A，23H

CLR C

RRC A

MOV P1．1，C

SETB P1．0

NOP

CLR P1．0

集成电路及应用范文第2篇

关键词：多媒体；仿真；电路

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 06-0172-02

随着半导体集成和微电子技术的迅速发展，集成电路的品种和数量与日俱增，应用也越来越广泛，集成电路变得无处不在。集成电路的使用大大简化了电路的设计，并且使系统及设备的性能指标得到了很大提高。《集成电路原理与应用》课程作为电子测量技术与仪器专业的一门职业技术基础课程，其内容涵盖电路基础、模拟电子技术和数字电子技术等多门课程[1]。在本课程的教学中，我们充分利用了多媒体教学方式，以动画形式展现集成电路的相关知识，大大激发了学生学习的积极性，大大丰富了教学内容，同时，我们充分利用了计算机软件仿真技术，将集成电路的典型应用电路通过ProtelDXP进行仿真实验，摆脱了有限的实验环境的限制，让学生在学习集成电路相关知识的同时掌握了先进的计算机辅助工具，最后，我们给予了学生在万能板上实现电子电路的机会，学生通过亲身体验制作和调试电子电路的过程，让学生具备了一定的分析问题和解决问题的能力，同时收获了通过自己努力实现目标之后的成就感。经过教学实践表明，本课程的教学内容容易实现，安排合理，学生参与的积极性高，取得了很好的教学效果。

一、教学内容的安排

本课程的内容繁杂，讲授时间有限，因此结合我院电子测量技术与仪器专业人才培养方案的要求，将本课程的教学目标定位于应用，教学的重点在于典型集成电路芯片及其典型应用电路的分析讲解、仿真和制作。首先应用线性集成稳压器制作出5～15V可调稳压电源，以供后续的集成电路应用电路使用。接着应用运放集成电路、定时集成电路、功放集成电路、非门集成电路和与非门集成电路制作出贴近生活的电子电路。具体教学内容如表1所示。

二、教学实施的特色

（一）充分利用多媒体教学方式

随着现代科技的发展，我们已经进入了一个信息化的时代，多媒体已经广泛的用于教学领域。多媒体教学以声音、图片、动画等丰富的媒体形式最大程度地调动了学生的视听感官系统，充分展示了教学手段的多样化，改变了传统的“一张嘴一支粉笔一块黑板”的教学模式，为现代教育改革注入了新的生机和活力，从而为本课程改善教学效果带来了福音。

本课程所涉及的集成电路芯片众多，受到经费的限制，不可能一一购买给学生展示，但是采用多媒体教学方式后，就可以将典型芯片的图片一一展示给学生，大大降低了教学成本，同时也丰富了学生的视野。另外，有些集成电路的典型应用电路很多，如果采用板书的方式，受到课时的限制，不可能一一给学生讲解，但是多媒体教学可以迅速地把课程资源显现在学生面前，可以大大节省教师板书的时间，使教师可以传授更多的知识，从而提高教学效率。同时，在电路的展示中配以动画，丰富了电路的生命力，从而大大激发了学生的学习积极性。

（二）充分利用计算机软件仿真技术

随着电子技术和计算机技术的快速发展，电子产品的设计与计算机的联系越来越紧密。作为以社会需求为第一要务的高职教育，在《集成电路原理与应用》课程的教学中，我们充分利用现有硬件条件，充分利用计算机软件仿真技术，培养学生应用集成电路设计和分析电子电路的能力。

我们在教学中使用的软件是ProtelDXP，学生已经在前续《电子CAD》课程中学习了如何使用该软件设计和仿真电子电路。使用ProtelDXP作电路仿真的基本流程[2]如图1所示。

在本课程的学习中，学生在ProtelDXP中通过选择元器件、连接电路、确定元器件参数实现集成电路的应用电路，还可以方便地对电路进行测试和修改，有助于增强学生对学习内容的感性认识，培养学生主动思考的能力，而且可以将本专业所开设的课程联系起来，实现几门课程之间的融会贯通，促使学生学好相关专业课程，并且做到学以致用。

（三）动手制作电子电路

电子产品的设计与制作要求学生有较强的实际动手能力，因此，在本课程的教学中，全班学生以小组（一般4-5人一组）为单位，要求学生在已经绘制好的电路原理图基础上设计出单面PCB图，然后在万能板上制作出相应的电子电路。

学生在电路原理图和单面PCB图的指导下焊接并调试电路。在整个制作和调试过程中，教师主要起指导作用，在必要时帮学生分析故障产生的原因，而学生才是主体，一切问题得由学生自己动手解决，从而大大提高了学生学习的主观能动性。

制作和调试电路在整个教学过程中占用时间是最多的，无论多么简单的电路，总是会有个别小组出现问题。但是，学生正是在不断发现问题、解决问题的过程中加深了对所学知识的理解。另外，电路的调试离不开常用电子仪器仪表如万用表、示波器等的辅助，这也让学生实际体会到了在《电子测量技术》课程所学习知识的实用价值。

三、结束语

在本课程的教学中，通过任务引领，结合先进的计算机技术，学生在学中做，做中学[3]，学做结合，充分调动了学生的学习兴趣和积极性，学生的出勤率很高，而且参与率很高。学生通过动手制作和调试电路，学习能力和动手能力有了较大提高，从一开始遇到问题不知如何是好，到最后能够查找电路中的简单故障，可见学生解决问题的能力有了一定的提高。但是，也存在一些问题。首先，本课程的教学对教师的要求较高，教师不仅要具备深厚的理论知识水平，还要了解集成电路在实际应用中的情况，这就需要加强与企业间的联系，在这方面需要进一步加强。其次，在当前的教学中，受到成本和课时的限制，集成电路芯片多采用引脚数量少的插针式元件，避免使用引脚数量多或贴片封装形式的元件，这与当前集成电路在实际使用中情况有点相悖，在今后的教学中需要改进。

参考文献：

[1]向继文，刘昕.“集成电路原理及应用”教学改革[J].中国电力教育，2011，193（6）：179-180

集成电路及应用范文第3篇

摘要：

测量系统分析(MSA)是六西格玛管理的一项重要内容。在产品的质量管控中，高质量的测量数据，对产品的分析及改进有很大的帮助。在集成电路(IC)测试中，为了确保测试的准确性，获得高质量的测试数据，就需要对的测试系统进行充分的分析。该文介绍了测量系统分析方法，着重介绍重复性和再现性研究、分析,并通过实例说明IC测试中的测量系统分析的应用。并根据测量系统能力的评价规则对所分析的测试系统能力进行评价，判断测量系统是否满足IC测试要求。

关键词：

测量系统分析(MSA)；集成电路(IC)测试；重复性；再现性

0引言

测量是给具体事物(实体或系统)赋值得过程。此过程中输入包括人(操作员)、机(量具或必备的设备和软件)、料、法、环，过程的输出即测量结果。测量系统就是由人、机、法以及测量对象构成的过程的整体。在集成电路制程中，IC测试主要由晶圆测试(即CP)、封装成品测试(即FT)，IC测试是使用测试设备及针对集成电路制作的测试程序对晶圆或封装成品进行测试，确保集成电路满足IC设计的功能及性能要求。因此一个具有大量变差的测量系统，会造成IC测试所获得测量值较电路真实值出现很大的偏差，在测试过程中，使用该测量系统是不适合的。若缺少对测量系统的有效控制，会影响到获得测量值的准确性，造成IC测试的误判，严重时会涉及到IC的大量失效，甚至报废。因此，测量系统分析在IC测试中的应用，是识别测量系统是否适合的一个重要手段，通过该手段，可确保获得测量值的准确性和精确性。

1测量系统分析的基本概念

1.1测量赋值

给具体事物以表示它们之间关于特殊特性之间的关系[1]。

1.2测量过程

给具体事物(实体或系统)赋值的过程被定义为测量过程[2]。也可以看作一个制造过程，这个过程的输入有测量人员、设备、样品、操作方法和测量环境，它产生数据作为输出，如图1所示。

1.3测量系统

是指用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合；用来获得测量结果的整个过程[1]。测量系统可分为“计量型”、“计数型”、“破坏性”等类型。测量后能够给出具体的测量数值的为计量型测量系统分析；只能定性的给出测量结果的为计数型测量系统分析；对一些样本不可重复测量的计量型测量系统，可以进行破坏型测量系统分析。“计量型”测量系统分析通常包括“稳定性”、“重复性”、“再现性”、“偏倚”及“线性”(五性)的分析、评价。在测量系统分析的实际应用中，可同时进行，也可选项进行，根据具体应用情况确定。“计数型”测量系统分析通常利用假设性试验分析方法来进行判定。

1.4重复性

是用一个评价人使用相同的测量仪器对同一零件上的同一特性，进行多次测量所得到的测量变差；它是设备本身的固有变差或能力。传统上将重复性称为“评价人内部”的变异[1]。

1.5再现性

是指测量的系统之间或条件之间的平均值变差。传统上将再现性称为“评价人之间”的差异[1]。

1.6量具R&R或GRR

量具的R&R是结合了重复性和再现性变差的估计值。换句话说，GRR值等于系统内部变差和系统之间变差的和[1]。即：σ2GRR=σ2再现性+σ2重复性(1)

1.7系统变差

测量系统变差可分为：能力：短期间的误差，是由线性、均一性和再现性结合的误差量；性能：所有变差来源于长期的影响，是长期读数的变化量；不确定度：有关被测值的数值估计范围，相信真值包括在此范围内[1]。

2测量系统分析的介绍

2.1测量系统变差

测量系统分析的目的之一是获得测量系统与所处环境相互作用使其产生的测量变差的类型和结果的信息[1]。测量系统变差类型可分成五种类型：偏倚、重复性、再现性、稳定性和线性，其中重复性、偏倚、稳定性和线性属于量具变差，再现性属于操作员造成的变差。通常通过偏倚、线性及稳定性来判断测量系统的准确性，通过重复性和再现性来判断测量系统的精确性(即其波动)。

2.2测量数据特性

测量系统分析是为了更好的发现测量系统变差，从而通过对测量系统变差的控制来满足测量产品质量特性的目的，也控制测量数据的质量。测量数据显现出的4种状态，如图2所示。说明：图2(a)中测量数据分布虽较集中，但偏离中心较大，属于精确但不准确测量数据；图2(b)中测量数据虽基本都在中心内，但数据分布较离散，属于准确但不精确数据；图2(c)中测量数据分布离散，且数据基本在中心外，属于不准确且不精确数据；图2(d)中测量数据分布集中，且均在中心内，属于既准确又精确数据。图2(a)、(b)、(c)这3中测量数据，是质量"低"的测量数据，图2(d)的测量数据，是质量"高"的测量数据，也是测量过程期望获取的数据。

2.3测量系统分析(MSA)方法分类

测量系统分析(MSA)方法主要分为三类：计量型测量系统分析方法、计数型测量系统分析方法以及破环型测量系统分析方法。计量型测量系统分析方法主要分为两类：位置分析、宽度分析。其中位置分析常用的有：偏倚分析、线性分析和稳定性分析，宽度分析常用的有：重复性分析和再现性分析，如图3所示。计数型测量系统分析方法包括：风险分析法、信号分析法以及数据解析分析法。对于计数型测量系统，主要采用风险分析法进行研究。破坏性测量系统分析方法包括：偏倚分析、变异分析和稳定性分析。在IC测试过程中，测试所得的测试参数数据通常为一连串的测试数据，即计量型数据，因此测量系统分析时通常采用计量型测量系统分析。以下介绍重复性和再现性分析在IC测试中的应用，通过重复性和再现性分析评价测量系统能力。

3重复性和再现性分析在IC测试中的应用

3.1IC测试中评价测量系统要求

IC测试过程中，评价测量系统时，需确认三个基本问题：

1)测量系统的分辨能力(在IC测试中主要指测试设备)是否满足测试要求，即系统的设计性能能否满足测试过程中所需实现的性能，这个是系统本身决定；

2)测量系统在一定时间内是否在统计上保持一致，即测量系统是否经过校验，以确保测量系统状态处于稳定状态；

3)这些统计性能是否在预期范围内保持一致，并且用于过程分析或控制是否合格，即测量系统分析的结果是否在可接收范围内。测量系统分析在评价测量系统中起到很重要的作用。在IC测试过程中，造成测量结果变差主要是由量具变差以及操作员造成的变差导致，而重复性分析是分析量具变差，再现性分析是分析操作员造成的变差。因此重复性和再现性在IC测试的测量系统分析中占重要的位置。

3.2重复性和再现性分析操作过程

1)测量样品的选择选定标准样品，至少3只，并对标准样品进行编号，以便测量时数据能一一对应；

2)选取评价人选取若干名(至少2名)操作员作为评价人执行研究，并指定为评价人A、B、C等，评价人最好为操作该测量设备的操作员，经过测量设备的操作培训，避免由于操作员引起很大的测量误差；

3)测量设备校准测量前需对被测量分析的设备进行校正，使用标准件对设备进行校正，校正合格后可进行测量；

4)每个评价人分别对标准样品进行重复测量(至少2次)，并将测量数据记录在数据采集表中，测量数据记录时评价人、样品编号应一一对应；

5)重复性和再现性研究

(a)重复性研究

重复性是研究测量设备本身的波动，测量条件(如测量环境、测量地点、测量标准样品等)要尽可能统一。首先通过极差图(R图)分析测量过程是否受控，并通过R图观察评价人之间对每个标准样品测量过程的一致性。若R图上由数据出现失控现象，应对每一个输入数据进行核对确认，若输入数据正确，需分析失控原因并进行针对性纠正，通常可采取三种纠正方式：忽略超出的点；删除超出的点以及评价人重新测量标准样品。然后计算重复性。重复性计算公式：EV=R軏×K1(2)其中R軏重复测量同一零件的极差的平均值，K1根据重复测量次数选值。

(b)再现性研究

再现性是研究不同评价人在相同的测量条件(如测量环境、测量设备、测量地点等)下测量同一标准样品时产生的波动。可通过每个评价人测量每个标准样品的平均值进行分析，通过均值控制图观察分析。首先计算出每位评价人测量标准样品的总平均值，计算评价人之间的极差R0与标准差σ0，其中该标准差还包含了操作员重复测量引起的波动，因此需减去重复性部分，对该标准差进行修正，计算出的值即测量系统的再现性。再现性计算公式：AV=[R0d*2]-[(σe)2(nr)](3)

(c)标准样品间的波动

测量的标准样品间总是存在差异的。首先计算标准样品测量总平均值的极差，然后计算出标准样品间的波动PV。PV计算公式：PV=RP×K3(4)其中RP为标准样品极差，K3根据标准样品数量进行选值。

(d)测量过程

总波动测量过程输出总波动TV包括测量过程的实际波动和测量系统的波动。TV公式：TV2=PV2+EV2＋AV2(5)以上已获得AV、EV以及PV的值，那么总波动TV的值也可得出。

(e)测量系统能力的评价

通过已经计算出的重复性EV和再现性AV，可以计算出测量系统的波动GRR。GRR计算公式：GRR=EV2＋AV2(6)通过用测量系统的波动GRR与总波动(TV)之比来度量，即计算%GRR值。%GRR计算公式：%GRR=100[GRR/TV](7)根据测量系统能力判别准则，对测量系统进行评定，判别准则具体为：%GRR<10%，表明测量系统能力很好，可正常使用；10%≤%GRR≤30%，依据设备的重要性、成本及维修费用等因素，决定是否可使用或不可使用；%GRR＞30%，说明测量系统本身波动很大，由该测量系统得出的数据是不可靠的，测量系统必须改进。这时，需通过对测量系统的各种波动源，进行研究，若重复性变差本身较小，则说明问题出现在再现性上，可通过对加强对评价人的培训，对作业方法的优化或提高评价人操作的一致性来减小评价人间的波动，若采取措施后仍不能满足要求，或者重复性变差本身较再现性变差大很多，则需要将该设备停用做好标识，更换测量系统能力好的设备或采购新的测量系统。

4应用实例

使用测量设备对IC进行测试，主要是将流片过程、封装过程中产生的缺陷产品挑选出来，这些缺陷产品在测试时主要体现为测试参数超出规范界限，判定为产品失效。而一个产品的测试需测试的参数项很多，在对测量设备进行测量系统分析时，需先确定出关键参数也就是对测试产品影响很大，客户重点关注的参数)作为分析项目，如模拟电路测试中，部分产品在测试时一些参数需进行烧熔丝测试，该些参数一旦经过烧熔丝测试后，就不可逆，无法改变测试结果，若测量设备在测试该些参数出现偏差，参数测试均值的中心值偏移出允差范围，直接会导致大量产品的失效、报废。下面以某模拟电路测量设备为例，确定频率参数FOSC为分析项目，参数单位为KHZ，对该分析项目进行重复性和再现性数据采集，并进行分析。采集的数据如表1所示。

(1)重复性分析和计算

根据采集的数据，按照第4章中所述的重复性和再现性的研究方法，先得出极差图(R图)，如图4所示。从图中可以看出测量过程处于受控状态，且3个评价人对样品的测量都在受控状态，说明3个人的测量操作较一致，体现了测量的重复性。并通过重复性公式计算出EV=0.0003。

(2)再现性分析和计算

将采集的数据按照样品编号，在图中绘制出每个评价人对每个样品测量的平均值，得出均值图，如图5所示。由于在测量时测量环境、测量条件以及测量设备均一致，因此可以通过不同评价人测量同一样品的波动来研究再现性，从均值图中，可以看出3位评价人分别测量的10个样品，每个样品均值波动最大的波动为33HZ，该样品FOSC参数的均值允许偏差为±500HZ，测量波动大大小于参数的均值允差，说明具有良好的再现性。并通过再现性计算公式，可计算AV=0.0005。

(3)测量设备能力分析

①通过图5均值图分析。通过对该样品电路不同批次的测试数据统计分析，该样品的均值图中控制线以内区域表示测量的敏感性。若图中显示的测量均值有一半以上(包括一半)落在控制线以外，则表明该测量系统适合进行测试该IC电路。若落在控制线以外的测量均值小于一半，则表明该测量系统缺乏足够的分辨力，不适合进行该IC电路的测试。从图中可以看出，3位评价人测试每个样品的均值大部分都落在控制线以外，因此该测量设备有足够的分辨力，有足够能力测试该IC电路。②通过样品链图分析。将所有评价人测量每个样品的数据，画在一张图上，得到样品链图，如图6所示。从图上可以看出10个样品不同评价人测量的变差非常小(在10HZ以内)，与该样品所要求的FOSC参数允许偏差(±500HZ)相比，大大小于该参数允许偏差，说明该测量设备能力非常号，精度完全可以满足测试产品的要求。

(4)测量系统能力评价

根据第4章中内容计算出标准样品间波动PV=0.0078、测量过程总波动TV=0.0078以及测量系统波动GRR=0.0006，再通过用测量系统的波动(GRR)与测量过程总波动(TV)之比即计算%GRR值，进行测量系统能力的判别。本次分析的测量设备，计算出的%GRR=7.24%。根据判别规则%GRR<10%，表明测量系统能力很好，测量设备的变差和人员变差对产品测试影响较小，完全满足产品测试要求。

5结束语

IC测试主要目的是辨别电路的好坏，将不能满足要求的电路剔除。IC测试过程中测量设备和人员的变差会对辨别结果有很大的影响，通过对重复性和再现性的研究与分析可以监控测量设备和人员变差，使之处于受控状态，从而保证测量结果的准确性和精确性。

参考文献：

集成电路及应用范文第4篇

关键词：教学改革；计算机仿真；电路分析

《电路分析》是电工类的专业基础课，适用于普通高等院校强、弱电专业本科教学使用，内容涵盖了电阻电路分析、交流稳态电路分析、三相电路、耦合与谐振、动态电路的瞬态分析等。在人才培养方案中，安排72课时的理论课授课时间，以及对应的电路实验环节。实验是教学过程中的重要环节，做实验可以增加教学直观性，帮助学生巩固和掌握课堂理论知识，培养学生的动手能力、提高学生的兴趣，激发他们的求知欲，从而帮助学生更好地理解和巩固理论知识、掌握实验的基本操作和技能，达到全面提高学生观察问题、分析问题、解决问题的综合能力。

但在传统的课堂教学中，还存在一些问题，首先：理论和动手是分开的，一般教师先讲理论知识，然后做实验，这种理论和实践的不同步，导致学生无法将理论和实践很好的结合起来。其次：理论课讲授本身枯燥乏味，大多是公式推导、讲解定理，学生感觉很抽象，无法与实际相结合，知识点串联不起来，逐渐丧失兴趣。最后：实验课一般是验证性实验，学生在实验过程中，根据实验步骤机械的连电路、验证结果，缺乏思考。鉴于传统教学模式中存在的问题，结合目前的仿真工具，提出引入Multisim解决在电路分析课程中遇到的问题。

Multisim是加拿大IIT公司推出的一套仿真工具，主要应用于电路仿真，包括电路原理图的原型输入、电路硬件的语言描述输入、仿真分析、产生设计报告，具有直观性，可以轻松设计电路，通过工具链，无缝的实现集成电路设计。

本课题利用“Multisim仿真软件”和“项目教学法”相结合的方式，克服实验室条件的不足带来的限制，激发学生的主观能动性，让学生将所学知识与项目挂钩，体会理论知识在实际生活中的应用，激发学生进一步学习的兴趣，增强学生合作能力、沟通能力和解决实际问题的能力，提高学生的综合能力[1]。

一、Multisim在《电路分析》课程教学中的应用

在电路的教学过程中，往往需要推导很多定理，教师需要花费很长时间画电路图、列方程式、计算推导，过程既枯燥又冗长，不能达到预想效果。如何提高学生主动思考问题、独立解决问题的能力，是目前传统教学所面临的一个严峻问题。为了解决这个问题，在课堂上引入电路仿真，让学生通过仿真实验，先观察到实验现象，然后思考为什么会产生这样的现象。激发学生探索的热情，更好地理解推导过程。如此直观生动的环节，无疑是一个很好的开始[2]。

下面以叠加定理为例[3]，介绍Multisim在课堂教学中的应用。

图1叠加定理的验证电路

图1是由两个独立电源作用的简单电路，其中直流电压源V1为5V，V2为10V，利用万用变显示电阻R1两端的电压。运行仿真，当两个电源同时作用于该电路时，得到电阻R1两端的电压如图2所示，当两个电源单独作用时，电阻R1两端的电压分别为图3和图4，观察两者之间的关系[4]。

图2 V1和V2同时作用 图3 V1单独作用

图4 V2单独作用

通过万用表显示的电压数值，得到3.75=-0.833+4.58，验证了叠加定理。

二、Multisim在《电路分析》教学中的综合应用

学习了《电路分析》这门课之后，结合所学理论知识，让学生做一次课程设计，要求设计一个波形发生器，可以输出方波、三角波和正弦波三种波形，幅值在-10 ～ 10V，频率范围为1Hz ～ 100KHz即可[5]。分组进行，每组5人，拟定设计方案，绘出电路图，实现仿真，并撰写设计报告[6]。

采用先产生方波，然后将方波转换为三角波，再将三角波转换为正弦波的方法[7]。由比较器和积分器组成方波到三角波的转换，由差分放大器完成三角波到正弦波的转换[8]。

运行仿真，双击XSC1图标，观察示波器显示窗口。显然，可以实现三种波形的输出，channelA输出的是方波，幅值为3.156V，频率为2KHz，channelB输出的是三角波，幅度为-0.354V，频率为2KHz，channelC输出的是正弦波，幅值为-0.249V，频率为2KHz[9]。满足设计要求。

三、结论

将Multisim引入课堂教学和课程设计，可以直观的显示电路动态变化，使抽象的电路图变成形象的图像显示，通过对参数的改变，方便的得到所需要的结果，增加了学习乐趣，达到事半功倍的效果。通过自己动手设计实物，激发学生的创新性，提高学生的动手操作能力，使学生充分运用所学知识，发挥主观能动性，达到良好的教学效果。实践证明，仿真平台的引入是提高教学质量的一种有效措施。

参考文献：

[1]邱关源.电路[M].北京：高等教育出版社，1999.

[2]李娟娟，高友福，谢宗林.Multisim在“电路分析”项目教学中的探索与实践[J].中国电力教育，2014，30：39 ?40.

[3]白菊蓉.Multisim在电路分析系列课程教改中的应用[J].西安邮电学院学报，2011，16（SI

）：93 ?96.

[4]郑宾.基于Multisim11仿真的“电路分析”课程教探索[J].职教通讯，2012，30：18 ?20.

[5]田丽鸿，陈菊红.EWB软件在《电路》课程设计教改中的应用[J].中国现代教育装备，2006，3：31 ?34.

[6]张志友.Multisim在电工电子课程教学中的典型应用[J].实验技术与管理，2012，29（4）：18 114.

[7] National Instruments.Pausing Simulation with the Measurement Probe in NIMultisin[EB/OL].[2010-08-01]，http：///white-paper/3764/en/.

集成电路及应用范文第5篇

伴随着社会经济蓬勃发展，人们物质生活水平也在不断提高，这使得人们对通信方面的需求越来越高。通信工程是电子工程的一个重要组成部分，在人们的社会生活中发挥着非常重要的作用，实现了人与人之间有效的沟通与交流，为人们的生活创造了非常多的便利条件。市场竞争愈演愈烈，使得通信工程行业的竞争越来越明显，要提高竞争优势，就需要从通信工程特点出发，在保证通信工程质量安全的同时，降低成本和提高管理质量，只有这样才能提高通信工程的经济效益。激烈市场竞争环境下，对铁路通信工程质量以及管理技术方面也提出了更高的要求。铁路通信工程作为我国通信工程的核心组成部分，直接关系着社会民生安稳。因此，必须深入分析铁路通信工程管理技术的特点，实现管理技术的合理应用。

1 铁路通信工程管理技术的基本特点

1.1特殊性

铁路通信工程具有非常多的影响因素，管理技术的特点也呈现出复杂性和多样化的特点，其中最为明显的特点就是管理技术具有特殊性。铁路通信工程对技术人员的专业性要求比较高，其项目管理也需要较强的专业水平。

1.2连贯性

铁路通信工程的项目与工序之间具有非常强的关联性，这种关联性的存在使得铁路通信工程管理技术具有连贯性的特征。主要是因为在铁路通信工程管理中，单从监督和管理部门的角度进行分析，难以确保工程项目的完整性，这就须臾综合全部项目部门的管理技术进行分析，只有这样才能实现整个铁路通信工程质量管理的重要目标。

1.3复杂性

铁路通信工程质量管理中存在非常多的影响因素，这些影响因素的存在使得铁路通信工程管理技术具有复杂性特征。同时，由于铁路通信工程质量管理的复杂性，使得质量管理面临着非常多的困难和风险，对铁路通信工程安全会形成不利影响。

1.4多样性

铁路通信工程管理技术的多样性，主要表现在铁路通信工程管理问题上。主要是因为铁路通信工程本身具有复杂性的特征，使得铁路通信工程面临着非常多的安全隐患，要解决这些安全隐患问题，就需要对铁路通信工程项目管理的风险性和可行性进行多方面分析，只有这样才能减少安全隐患的存在，提高铁路通信工程管理水平。

2 铁路通信工程管理技术的实际应用

铁路通信工程项目管理中受诸多因素的影响，如工程进度管理、工程成本管理以及工程质量管理等，这些因素的存在都会对铁路通信工程项目管理质量形成极为不利的影响。随着社会经济水平不断提高，人们对通信方面的需求越来越高，铁路通信工程只有做好管理工作，提高管理水平，才能促使铁路通信工程真正发挥重要作用。对于铁路通信工程管理技术的应用分析，应该从它的影响因素出发。

1）工程进度管理。工程进度直接影响通信工程的使用和投资成本，要提高铁路通信工程的经济效益，就需要加强工程进度管理。管理技术在铁路通信工程进度管理中的实际应用，需要有效处理与成本耗损有关方面的问题，加强对工序关键时差情况的分析，合理利用管理技术，不断优化对工程进度的管理。对于铁路通信工程项目施工过程中资源不足的问题，需要按照实际情况，在确保工程质量安全的同时，对施工进度和工期进行适当的调整，从而避免资源不足造成不利影响问题的出现。

2）成本分析。铁路通信工程的工程量比较大，建设期比较长，对资源和资金的需求也比较高。铁路工程建设过程中，成本管理一直贯穿在整个工程项目的始终。主要是因为工程成本直接关系着整体铁路通信工程项目的经济效益，要提高铁路通信工程的施工质量和经济效益，就需要加强成本管理。铁路通信工程成本管理分为3个阶段，在施工前期，需要对整体工程项目进行评估，通过科学的评估和综合性分析，形成具有参考性的预算报告，在开展项目施工的时候对施工成本形成引导作用。在施工过程中，需要加强成本设计与实际建设之间的协调统一，促使成本设计符合实际施工情况，可以在工程项目建设中充分发挥重要作用。通过良好的成本管理，有效解决工程造价问题，不断提高工程造价管理水平。除此之外，在铁路通信工程施工过程中加强成本管理，还需要充分考虑机械设备等固定资产的使用费用以及磨损、维修费用，加强对工程费用的综合管理，只有这样才能实现铁路通信工程成本管理的重要目标。

3）质量管理。质量管理是铁路通信工程项目管理的核心部分，直接影响铁路通信工程整体质量。为了实现铁路通信工程建设的重要目标，必须合理利用管理技术，不断提高铁路通信工程整体质量。加强铁路通信工程质量管理，需要从3个方面出发。第一，加强铁路通信工程建设之前的管理，根据工程项目实际情况，制定出科学的施工计划和施工内容，对项目工程进行合理调度，确保工程项目可以合理进行；第二，加强施工过程中的管理，项目过程中存在诸多影响工程质量的因素，为了提高工程质量，就需要加强工程项目各个环节的管理，对项目施工人员进行专业技能的考核和培训，不断提高施工技术人员的专业水平，从而不断提高铁路通信工程施工质量；第三，在铁路通信工程建设完成之后，需要由专业资料管理人员对与建设项目有关的建设资料进行整理，形成完整的分析报告，并对整个铁路通信工程项目进行严格的质量验收工作，及时发现工程项目中存在的质量安全隐患，采取有效措施解决这些问题，确保铁路通信工程项目质量。

由于铁路通信工程本身的复杂性，使得项目管理中存在非常多的安全隐患，要提高铁路通信工程管理质量，就需要将管理技术合理应用于工程项目的各个环节，从工程进度出发，加强成本管理，不断提高管理质量，只有这样才能发挥管理技术的重要作用。