基于multisim及锁相环的2PSK2ASK2FSK的调制解调电路仿真

1、 LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY毕业设计题 目 基于Multisim的锁相环解调系统仿真 学生姓名 学 号 专业班级 指导教师 学 院 计算机与通信学院 辩论日期 基于Multisim的锁相环解调系统仿真PLL Demodulation System Simulation Based on Multisim摘 要实现调频波解调的方法有很多而锁相环鉴频是利用现代锁相环技术来实现鉴频具有工作稳定失真小信噪比高等优点所以被广泛用在通信电路系统中锁相环鉴相检测输入信号和输出信号的相位差并将检测出的相位差信号转换成电压信号输出该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制

2、电压对振荡器输出信号的频率实施控制该文首先介绍了锁相环技术开展的现状方向以及背景并对PLL的原理进行了阐述在以上的根底上分别设计了2ASK2PSK2FSK的调制解调电路其最后采用Multisim软件进行仿真2ASK2FSK2PSK在整个电路设计中力求要做到电路简单并完成任务书提到的要求Multisim锁相环AbstrackThere are many ways to realize frequency wave demodulation and PLL frequency which has the advantages of stable operation small distortion

3、 high signal-to-noise ratio and so on is achieved by using modern PLL frequency technology so it is widely used in communication circuit system Phase-locked loop through the difference of the phase detection of input signal and the output signal phase and the detected phase difference signal into ou

4、tput voltage signal the signal through a low pass filter After the formation of the voltage control oscillator the output signal of the oscillator frequency controlThis paper first introduces the present situation development direction phase-locked loop technology as well as the background and the p

5、rinciple of PLL is discussed On the basis of the above the modulation and demodulation circuit of 2ASK 2PSK 2FSK which function is a digital baseband signal is modulated by an analog signal and output were designed and then useing the PLL demodulation finally using Multisim software simulation In th

6、e 2ASK 2FSK 2PSK demodulation the output of the low pass filter waveform distortion is relatively large but finally it can regenerate digital baseband pulse sampling decision circuit after shaping In the circuit design and strive to do a simple circuit and complete the task book mentioned requiremen

7、tsKeywords modulate modulation PLLultisim目 录第1章 绪论111 研究背景112 研究现状113 研究内容介绍2第2章 根本原理321 Multisim介绍322 锁相环根本原理5221锁相环的根本组成5222 锁相环的工作原理5第3章 调制解调电路设计831 2FSK调制解调电路设计8311 2FSK调制电路设计原理8312 2FSK调制单元电路的设计9313 2FSK解调单元电路的设计13314 2FSK解调电路的整体设计1532 2PSK调制解调电路设计17321 2PSK调制解调电路设计原理17322 2PSK调制与解调电路的设计与仿真1833

8、 2ASK调制解调电路设计19331 2ASK调制解调电路设计原理19332 2ASK调制与解调电路的设计与仿真2034 解调结果分析22总结24参考文献25附录 外文翻译 26致谢50第1章 绪论11 研究背景 实现调频波解调的方法有很多而锁相环鉴频是利用现代锁相环技术来实现鉴频方法具有工作稳定失真小信噪比高等优点所以被广泛用在通信电路系统中锁相环路是一种反应电路锁相环的英文全称是Phase-Locked Loop简称PLL其作用是使得电路相位同步因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪所以锁相环通常用于闭环跟踪电路锁相环在工作的过程中当输出信号的频率与输入信号的频率相等时输出电

9、压与输入电压保持固定的相位差值即输出电压与输入电压的相位被锁住它还具有载波跟踪特性作为一个窄带跟踪滤波器可提取淹没在噪声中的信号用高稳定的参考振荡器锁定可提供高稳定的频率源可进行高精度的香味与频率测量等等如今锁相环解调器在通信雷达测量和自动化控制等领域应用极为广泛随着电子技术的开展对锁相环解调的研究和应用得到了越来越多的关注现在通过分析与研究加深对锁相环解调方式的理解并根据它的原理设计出2FSK2PSK2ASKSDH网络中在汽车MP3无线发射器中测量汽车转速都是十分典型的应用调频波的特点是频率随调制信号幅度的变化而变化压控振荡器的振荡频率取决于输入电压的幅度当载波信号的频率与锁相环的固有振荡频

10、率0相等时压控振荡器输出信号的频率将保持0不变假设压控振荡器的输入信号除了有锁相环低通滤波器输出的信号uc外还有调制信号ui那么压控振荡器输出信号的频率就是以0为中心随调制信号幅度的变化而变化的调频波信号当然锁相环的许多优越性使得锁相环解调技术在很多我们周围都可以见到的物品中发挥着其巨大的成效如今锁相环路理论与研究日臻完善应用范围普及整个电子技术领域随着通信及电子系统的飞速开展促使集成锁相环和数字锁相环突飞猛进现在品种齐全繁多提高系统的工作稳定性和可靠性和小型化目前仍朝着集成化数字化多用化方向迅速开展13 研究内容介绍调制和解调电路是通信设备中重要组成局部用待传输的低频信号去控制高频载波参数电

11、路称为调制电路解调是调制的逆过程从高频已调信号中复原出原调制信号称为解调电路该文主要建立了2ASK2FSK2PSK解调锁相环路的输出信号频率可以精确地跟踪输入参考信号频率的变化环路锁定后输入参考信号和输出参考信号之间的稳态相位误差可以通过增加环路增益被控制在所需数值范围内这种输出信号频率随输入参考信号频率变化的特性称为锁相环的跟踪特性利用此特性可以做载波跟踪型锁相环及调制跟踪型锁相环为了实现信息的远距离传输收信端接收到信号后必须进行解调才能恢复原信号所谓的解调就是用携带信息的输出信号uo来复原载波信号ui的参数载波信号的参数有幅度频率和位相所以解调有调幅AM调频FM和调相PM三种调幅波的特点是

12、频率与载波信号的频率相等幅度随输入信号幅度的变化而变化调频波的特点是幅度与载波信号的幅度相等频率随输入信号幅度的变化而变化调相波的特点是幅度与载波信号的幅度相等相位随输入信号幅度的变化而变化中调制出2FSK2ASK2PSK调制时采用的是锁相环解调出来最后用Multisim进行仿真出效果2ASK2FSK2PSK第2章 根本原理21 Multisim介绍随着电子技术和计算机技术的开展电子产品已与计算机紧密相连电子产品的智能化日益完善电路的集成度越来越高而产品的更新周期却越来越短Multisim 10是加拿大 Interactive Image Technologies公司 2001 年推出的 Mu

13、ltisim 最新版本可以设计测试和演示各种电子电路包括电工电路模拟电路数字电路射频电路及局部微机接口电路等可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障如开路短路和不同程度的漏电等从而观察不同故障情况它有丰富的元件库为用户提供元器件模型的扩充和技术虚拟测试仪器仪表种类齐全其操作方法与实际仪器十分相似具有较为详细的电路分析功能可以完成电路的瞬态分析和稳态分析时域和频域分析器件的线性和非线性分析电路的噪声分析和失真分析离散傅里叶分析电路零极点分析交直流灵敏度分析等 18 种电路分析方法提供了多种输入输出接口Multisim10可以与国内外流行的印刷电路板设计自动化软件Protel及电路仿真软件Pspi

14、ce之间的文件接口也能通过Windows 电路图送往文字处理系统中进行编辑排版同时还支持VHDL和Verilog HDL语言的电路仿真与设计Multisim 10 Multisim 10提供了18种仪表仪表工具栏通常位于电路窗口的右边也可以用鼠标将其拖至菜单的下方呈水平状Multisim 10具有以下特点 1 Multisim 10是一个电路原理设计电路功能测试的虚拟仿真软件其元器件库提供数千种电路元器件供实验选用同时也可以新建或扩充已有的元器件库而且建库所需的元器件参数可以从生产厂商的产品使用手册中查到因此可以很方便地在工程设计中使用 2 Multisim 10 的虚拟测试仪器仪表种类齐全有

15、一般实验用的通用仪器如万用表信号发生器双通道示波器直流电源还有一般实验室少有或没有的仪器如波特图示仪字信号发生器逻辑分析仪逻辑转换器失真度测量仪频谱分析仪和网络分析仪等 3 Multisim 10 具有较详细的电路分析功能可以完成电路的瞬态和稳态分析时域和频域分析器件的线性和非线性分析电路的噪声和失真分析离散傅里叶分析电路零极点分析交直流灵敏度分析等以帮助设计人员分析电路的性能 4 Multisim10可以设计测试和演示各种电子电路包括电工电路模拟电路数字电路射频电路及局部微机接口电路等可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障如开路短路和不同程度的漏电等从而观察不同故障情况下的电路工作状况在进

16、行仿真的过程中还可以存储测试点的所有数据列出被仿真电路的所有元器件清单以及存储测试仪器的工作状态显示波形和具体数据Multisim10是一个电路原理设计电路功能测试的虚拟仿真软件它用软件的方法模拟电子线路元器件和仪器仪表实现了软件即元器件和软件即仪器 Multisim10是一个电路原理设计电路功能测试的虚拟仿真软件该软件为电子工程师提供了一个电路设计与仿真平台不仅与国际著名的模拟电路仿真软件spice兼容而且具有较强的 VHDL和 Verilog设计与仿真功能它具有界面形象直观易懂采用图形方式创立电路的特点它丰富的元件库中提供了超过16000个组件全部采用世纪模型确保了仿真结果的真实性和实用性

17、它采用开放式的库管理模式能自动地生成模拟和数字组件模型这对新器件的补充十分有利Multisim10的虚拟测试仪器种类齐全有一般实验用的通用仪器如万用表信号发生器双通道示波器直流交流电源还有一般实验室少有或没有的仪器如波特图示仪字信号发生器逻辑分析仪逻辑转换器失真度测试仪频谱分析仪和网络分析仪等Multisim10具有较为详细的电路分析功能可以完成电路的瞬态和稳态分析时域和频域分析器件的线性和非线性分析电路的噪声分析和失真分析离散傅里叶分析电路零极点分析交直流灵敏度分析等电路分析方法以帮助设计人员分析电路的性能Multisim10可以设计测试和演示各种电子电路包括电工电路模拟电路数字电路射频电路

18、及微机接口电路等可以对被仿真的电路中的元器件设置各种故障如开路短路和不同程度的漏电等从而观察不同故障情况下的电路工作状况在进行仿真的同时软件还可以存储测试点的所有数据列出被仿真电路的所有元器件清单以及存储测试仪器的工作状态显示波形和具体数许多电子设备要正常工作通常需要外部的输入信号与内部的振荡信号同步利用锁相环路就可以实现这个目的锁相环路是一种反应控制电路简称锁相环PLL锁相环的特点是利用外部输入的参考信号控制环路内部振荡信号的频率和相位因锁相环可以实现输出信号频率对输入信号频率的自动跟踪所以锁相环通常用于闭环跟踪电路锁相环在工作的过程中当输出信号的频率与输入信号的频率相等时输出电压与输入电压

19、保持固定的相位差值即输出电压与输入电压的相位被锁住这就是锁相环名称的由来锁相环通常由鉴相器PD环路滤波器LF和压控振荡器VCO三局部组成锁相环组成的原理框图如下图图21 锁相环根本组成锁相环中的鉴相器又称为相位比拟器它的作用是检测输入信号和输出信号的相位差并将检测出的相位差信号转换成电压信号输出该信号经低通滤波器滤波后形成压控振荡器的控制电压对振荡器输出信号的频率实施控制锁相环的工作原理锁相环中的鉴相器通常由模拟乘法器组成利用模拟乘法器组成的鉴相器电路如下图图22 乘法器鉴相器的工作原理是设外界输入的信号电压和压控振荡器输出的信号电压分别为 2-2式中的0为压控振荡器在输入控制电压为零或为直流

20、电压时的振荡角频率称为电路的固有振荡角频率那么模拟乘法器的输出电压uD为 2-4 用低通滤波器LF将上式中的和频分量滤掉剩下的差频分量作为压控振荡器的输入控制电压即为 2-6 2-7式中的i为输入信号的瞬时振荡角频率和分别为输入信号和输出信号的瞬时位相根据相量的关系可得瞬时频率和瞬时位相的关系为即 2-9那么瞬时相位差d为 2-11对两边求微分可得频差的关系式为 2-12 上式等于零说明锁相环进入相位锁定的状态此时输出和输入信号的频率和相位保持恒定不变的状态为恒定值当上式不等于零时说明锁相环的相位还未锁定输入信号和输出信号的频率不等随时间而变因压控振荡器的压控特性如下图该特性说明压控振荡器的振

21、荡频率u以0为中心随输入信号电压的变化而变化该特性的表达式为图23 压控特性上式说明当随时间而变时压控振荡器的振荡频率u也随时间而变锁相环进入频率牵引自动跟踪捕捉输入信号的频率使锁相环进入锁定的状态并保持0 i的状态不变第3章 调制解调电路设计31 2FSK调制解调电路设计311 2FSK调制电路设计原理2FSK即叫做二进制移频键控或二进制频移键控2FSK信号产生的方法一般有两种一种叫直接调频法另一种叫频移键控法1模拟调频法即直接利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频而获得如图31所示图31 模拟调频法直接调频法是频移键控通信方式早期采用的实现方法其优点是调制方便设备简单得出的是2FSK信号相

22、位连续2键控法即利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通如图32所示图 32 键控法2FSK键控法的特点是转换速度快波形好稳定度高且易于实现故应用广泛但设备要复杂些得出的是2FSK信号相位不连续该文采用键控法产生2FSK信号即用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出设计原理图如图33所示图 33 2FSK调制原理图312 2FSK调制单元电路的设计要将时钟脉冲信号经过2FSK调制成为2FSK信号我们采用一个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立的频率源作为输出键控法产生的2FSK信号频率稳定度可以做得很高并且没有过度频率它的转换速度快波形好1四双向

23、模拟开关CD4066CD4066的引脚功能如图34所示每个封装内部有4个独立的模拟开关每个模拟开关有输入输出控制三个端子其中输入端和输出端可互换当控制端加高电平时开关导通当控制端加低电平时开关截止模拟开关导通时导通电阻为几十欧姆模拟开关截止时呈现很高的阻抗可以看成为开路模拟开关可传输数字信号和模拟信号可传输的模拟信号的上限频率为40MHz各开关间的串扰很小典型值为50dB图 34 四双向模拟开关CD4066输入的基带信号由转换开关分成两路一路控制f1 32KHz的载频另一路经倒相去控制f2 16KHz的载频当基带信号为1时模拟开关1翻开模拟开关2关闭此时输出f1 32KHz当基带信号为0时模拟

24、开关2开通此时输出f2 16KHz于是可在输出端得到2FSK已调信号如图35所示图 35 模拟开关2变频电路变频电路是将输入的二进制数字基带信号通过控制载频转换成已调信号即2FSK调制信号两路载频分别经射随LC选频射随再送至模拟开关其中LC选频电路函数 选频网络如图36所示图36 变频电路图32FSK调制的整体电路图的设计图37 2FSK的Multisim调制仿真电路图42FSK调制电路的仿真图38 脉冲信号输出波形图39 变频电路输出波形图310 2FSK的仿真效果图313 2FSK解调单元电路的设计锁相环通常由鉴相器PD环路滤波器LF和压控振荡器VCO三局部组成锁相环原理框图如下图 图 3

25、11 2FSK解调原理框图 1锁相环中的鉴相器通常由模拟乘法器组成利用模拟乘法器组成的鉴相器电路如图312所示图312 乘法器2低通滤波器如图313所示用低通滤波器LF将和频分量滤掉剩下的差频分量作为压控振荡器的输入控制电压uCt图313 环路滤波器 3压控振荡器的压控特性如图314所示该特性说明压控振荡器的振荡频率u以0为中心随输入信号电压uct的变化而变化该特性的表达式为 3-1图314 压控特性上式说明当uct随时间而变时压控振荡器的振荡频率u也随时间而变锁相环进入频率牵引自动跟踪捕捉输入信号的频率使锁相环进入锁定的状态并保持0 i的状态不变压控振荡器的电路图如图315所示图315压控振

26、荡器4抽样判决电路LM311工作原理LM311是当2脚电压高于3脚电压时输出高电平反之那么输出低电平引脚功能如下1脚 GROUNDGND 接地2脚 INPUT 正向输入端3脚 INPUT- 反相输入端7脚 OUTPUT 输出端5脚 BALANCE 平衡6脚 BALANCESTROBE 平衡选通8脚 V 电源4脚 V- 电源- 图316 LM311引脚图 图317 抽样判决电路图314 2FSK解调电路的整体设计2FSK解调电路的设计是采用锁相环进行解调2FSK信号通过锁相环最终解调出数字基带信号2FSK基于Multisim仿真的解调电路的整体电路设计图如图318所示图318 2FSK的Mult

27、isim的解调仿真电路图319 2FSK的Multisim解调电路的仿真32 2PSK调制解调电路设计321 2PSK调制解调电路设计原理PSK分为二进制相位键控2PSK和多进制相位键控MPSK该文主要介绍2PSK的调制与解调在二进制数字调制中当正弦载波的相位随二进制数字基带信号离散变化时那么产生二进制移相键控 2PSK 信号通常用已调信号载波的 0和 180分别表示二进制数字基带信号的 1 和 0二进制移相键控信号的调制原理图如所示其中图是采用模拟的方法产生2PSK信号图是采用数字键控的方法产生2PSK信号2PSK时采用的是键控法图 模拟调频法图2PSK信号的解调通常都是采用相干解调 解调器

28、原理图如图 2FSK解调原理相同图2PSK解调原理框图322 2PSK调制与解调电路的设计与仿真2PSK调制电路采用键控法调制而解调电路的设计是采用锁相环进行解调2PSK信号通过锁相环最终解调出数字基带信号2PSK基于multisim仿真的调制解调电路的整体电路设计图如图323所示图2PSK调制解调电路图2PSK调制仿真图与解调后的仿真图如图324图2PSK调制解调电路图仿真结果33 2ASK调制解调电路设计331 2ASK调制解调电路设计原理在二进制数字振幅调制中载波的幅度随着调制信号的变化而变化实现这种调制的方式有两种1相乘法通过相乘器直接将载波和数字信号相乘得到输出信号这种直接利用二进制

29、数字信号的振幅来调制正弦载波的方式称为相乘法其电路如下图在该电路中载波信号和二进制数字信号同时输入到相乘器中完成调制所示图325模拟相乘法 图326数字键控法2ASKOOK信号有两种根本的解调方法非相干解调包络检波法和相干解调同步检测法相应的接收系统如图327图328所示图327非相干解调方式图328相干解调方式该文2ASK的调制方法采用的是模拟相乘法而调制那么采用的是相干解调该文的2ASK解调原理框图329如下图329 2ASK解调原理框图332 2ASK调制与解调电路的设计与仿真2ASK调制电路采用键控法调制而解调电路的设计是采用锁相环进行解调2ASK信号通过锁相环最终解调出数字基带信号2

30、ASK基于Multisim仿真的调制解调电路的整体电路设计图如图330所示图2ASK调制解调电路图图 2ASK调制解调仿真图34 解调结果分析由于在解调2ASK2FSK2PSK中C22FSK解调为例一开始我在C2设为10nF出来的波形如下列图332 图332 C2 10nF时的波形可见解调出来的基带信号出现严重失真后经过不断的尝试改变C2的值最终把C2的值设为100nF终于解调出很好的数字基带信号如下列图333图333 C2 100nF时的波形总结该文分别设计了2ASK2PSK2FSK其最后采用Multisim软件进行仿真2ASK2FSK2PSKMultisim的锁相解调系统设计的毕业设计任务

31、我首先查阅了大量的书本资料接着又上网搜集了许多有用信息有时候为了找到一个适宜的电路而苦恼有时候又为取得一点成功而由衷的快乐当最终的电路方案设计出来以后我请教了我的指导老师何老师及学的比拟好的同学他们的一个小小指点就给我们很大启示和灵感对我的电路图提出了很多有价值的建议在此对热心帮助我的老师和同学表示衷心感谢在此次毕业设计中我充分体会到了熟练运用相关软件的重要性不像以前做的课程设计并没有多少工作在计算机里实现的就仅仅画出了电路图之后用元器件在面包板上搭电路就行了本次毕业设计都高度依赖计算机从仿真到绘制原理图再到参数调节可以说每一步都很艰难每一步都是我一步一个脚印结结实实踩下去的通过毕业设计我增强

32、了对通信电子技术的理解学会查寻资料、比拟方案学会通信电路的设计、计算进一步提高分析解决实际问题的能力创造一个动脑动手、独立开展电路实验的时机锻炼分析、解决通信电子电路问题的实际本领真正实现由课本知识向实际能力的转化通过典型电路的设计与仿真加深对根本原理的了解增强了实践能力参考文献1出版社出版社 11 谢自美电子线路综合设计华中科技大学出版社2006612 BestRoland EPhaseLooked Loop TheoryDesign and Applications McGRAWHill198413 沈伟慈通信电路西安电子科技大学出版社2004附录 外文翻译 Bridging the Ga

33、p between the Analog and Digital WorldsMost applications require the co-existence of analog and digital functionality and the benefits of combining this functionality on a single chip are significant Such mixed-signal integration however also presents significant challenges Furthermore digital and a

34、nalog developments tend to evolve at differing rates yet mixed-signal solutions for markets such as industrial automotive and medical must remain available over significant time periods The latest mixed-signal semiconductor processes are helping to address some of these issues and this article will

35、look at some of the issues designers should consider when specifying integrated mixed-signal solutionsMixed-signal solution for the real worldSystem designers often partition the digital portion from the analog section of a given design for a variety of reasons the availability of mixing components

36、for the two technologies the complexity of the digital design or again because of the existence of pure digital processing parts as standard products Placing the analog elements in an integrated circuit definitively allows the system designer to optimize the costs of its entire module This integrati

37、on approach is usually difficult for advanced markets such as telecommunications or computers but makes sense for more mature or conservative markets such as automotive medical and industrial For most of these mature markets applications digital functions are finding their way onto what once were pu

38、re analog designs Adding digital functions to an analog design is helped in part by the development of new process technologies that can handle both short-channel fast-switching digital transistors as well as high-voltage analog transistors For example AMI Semiconductors latest mixed-signal technolo

39、gy offers digital and analog integration capabilities on the same design platform The I3T technology family is based on standard CMOS 035m limiting the imum gate voltage to 33V Some consider this technology outdated from a pure digital designers point of view but it is at the forefront for the autom

40、otive industrial and medical marketsThis list of optional features that enables the design of real SoCs includes high voltage interfacing up to 80V microprocessing capabilities up to 32 bits wireless capabilities up to 28GHz and dense logic design up to 15K gatesmm2 Beside these capabilities NVM int

41、egration is possible E2PROM up to 4 Kbytes Flash memory up to half a megabit or On-Time-Programmable OTP cells for application calibrations The ability to integrate all these features on a chip gives the customer the possibility to be independent from the obsolescence of the stand-alone NVM market w

42、hich is more or less driven by the computer market This advantage is quite relevant when we consider the cost of re-qualifying a module for the OEMs in automotive for instance It also makes sense when considering the long lifespan of the applications embedded into cars the industrial environment or

43、medical self-treatment devices where patient cost is an important considerationNevertheless bridging the gap from digital to analog on a single chip does not occur without issues Clocking noise from high-speed digital circuits for instance often interferes with noise-sensitive analog functions In ad

44、dition switching currents from high-power analog functions can interfere with low-voltage digital processors The goal is to protect low-voltage transistors from the electric field effects of voltages that are 10 to 30 times higherThese important issues are not without solutions For example one of th

45、e latest releases in the I3T family the I3T50 DTI uses a deep trench isolation technique This technique uses a series of isolating trenches that bury deep into the IC substrate effectively creating on-chip pockets where noise and power supply parameters are carefully controlledOn top of its protecti

46、on skills the deep trench technology also helps to minimize die area by allowing dense packing of high-voltage analog pockets with low-voltage regions You can obtain improvements in die area of 10 to 60 percent over designs that use standard junction isolation techniquesAs mentioned earlier the reas

47、on that system designers are using deep sub-micron technologies in those markets is often linked to the availability of devices in those technologies not the complexity of the application itself The complexity can be handled in many cases by an 8-bit microcontroller or 32-bit for high-end applicatio

48、ns Products such as the 035m I3T are able to manage the integration at a reasonable cost A typical application diagram of a real mixed-signal SoC is shown in Figure 19Basically the chip integrates the system functionality from the sensor to the actuator going through some digital processing Conventi

49、onal mixed-signal technology allows analog control and signal processing functions such as amplifiers analog-to-digital converters ADCs and filters to be combined with digital functionality such as microcontrollers memory timers and logic control functions on a single customized chip All signals tha

50、t process an algorithm or arithmetic calculation are digital so conversion of analog to digital signals is mandatory when submitting data for comparison or processing by via a microcontroller while conversion from digital output signals to analog high-voltage signals is required to drive an actuator

51、 or a load The most recent mixed-signal technology AMIS developed significantly simplifies the implementation of such driver functionality by allowing much higher voltage functionality to be integrated into an IC alongside the relatively low voltages required for conventional mixed-signal functions

52、This high-voltage mixed-signal technology is particularly relevant to automotive electronics applications where higher voltage outputs to drive a motor or actuate a relay need to be combined with analog signal conditioning functions and complex digital processingA growing trend in mixed-signal circu

53、it design is to add some type of central processing circuit to the analog circuits For many applications the suitable choice of processing intelligence is an 8-bit microcontroller core such as an 8051 or 6502 8 bits remains the most popular choice as this type of SoC is not intended to replace compl

54、ex high-end central microcontrollers but more decentralized or slave applications such as sensor conditioning circuitry with local as close to the sensor as possible simple intelligence to control relays or motors An automotive example would be the lateral actuation of a cars headlamps when the stee

55、ring wheel is turned to improve the drivers safety and improve field of vision The sensor input would come from the steering angle via a serial link most of the time with a LIN or I2C protocol and the SoC would be close to the motor with an on-board set of algorithms to command the motors movementFo

56、r higher end applications that require more calculation power the move to ARM processors is possible This creates a high-end solution up to date for the mature markets which could last over the applications lifespan because the microcontroller would be a small part of an integrated circuit that emulates the modules functionalitiesIn order to understand how larger geometries can be better suited for some mixed-signal applications one needs to understand all of the characteristics involved Below we will discuss seven key characteristics however this