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集成電路及應用范文第1篇

1　概述

頻率合成技術是近代無線電技術發展中的一門新技術，也是現代通信系統中的關鍵技術之一，它通常利用一塊晶體或少量晶體組成標準頻率源，然后通過合成方法產生各種所需的頻率信號。這些頻率信號與標準頻率源具有相同的頻率穩定度和準確度。使用該技術構成的電路在通信設備中稱為頻率合成器。頻率合成器的種類很多，目前普遍采用的是數字式頻率合成器。數字式頻率合成器由晶體振蕩器、固定分頻器、鑒相器、濾波器和VCO等組成，晶體振蕩器輸出的頻率信號經固定分頻器后得到標準頻率，而VCO輸出的頻率信號經可變分頻器分頻后得到實際頻率信號，兩信號在鑒相器中經相位比較產生的環路鎖定控制電壓將通過濾波器加到VCO上，以對實際頻率信號進行控制和校正，直到環路鎖定。當所需信號頻率較高時，該電路的設計、制作和調試難度較大，通常只能依靠專業廠家來完成，不僅成本高，而且生產周期長。TSA5526芯片是Philips公司推出的通用數字頻率合成集成電路，它將晶體振蕩器、固定分頻器、鑒相器、濾波器等電路集成在一塊芯片上，其主要特性參數如下：

輸入射頻信號的頻率為：64～1300MHz；

輸入射頻信號的電平為：－28～3dBm；

輸出誤差調整電壓為：4．5～33V；

具有鎖定檢測功能；

內置可編程的15bit分頻器；

通過程序控制可在512、640和1024中選擇基準信號分頻比，在外接4MHz晶振時，則可獲得3．90625kHz、6．25kHz和7．8125kHz的頻率精度；

可選擇I2C總線和3總線進行數據傳輸；

采用單電源供電，電源電壓為4．5～5．5V。

2　引腳功能

TSA5526有SSOP16和SO16兩種封裝，引腳排列如圖1所示，各引腳功能見表1所列。

表1 TSA5526的引腳功能

引  腳名  稱功  能應  用  說  明

1RF射頻信號RF輸入通常接本振輸出2VEE地　3VCC1電源電壓1芯片電源，接+5V4VCC2電源電壓2開關控制電源，通常接+12V5BS4電子開關BS4輸出PNP三極管OC輸出6BS3電子開關BS3輸出PNP三極管OC輸出7BS2電子開關BS2輸出PNP三極管OC輸出8VS1電子開關BS1輸出PNP三極管OC輸出9CP環路濾波器外接RC濾波網絡10Vtune誤差控制電壓輸出通過上拉電阻輸出直流電壓并加到VCO11SW總線選擇開關接地時選擇I2C總線方式；懸空時選擇3總線方式12LOCK/ADC鎖定標志/ADC輸入3總線方式時為鎖定標志，低電平有效；I2C總線方式時5為電平ADC輸入端13SCL串行時鐘下降沿時將SDA輸出的數據鎖存14SDA串行數據在3總線方式時， 18bit、19bit和27bit三種數據可供選擇15CE片選信號高電平有效16XTAL基準振蕩輸入通常外接4MHz晶體表2 寫狀態數據格式

字 節MSB數據字節LSB地址字節（ADB）11000MA1MA0　分頻字節（DI1）0N14N13N12N11N10N9N8分頻字節2（DB2）N7N6N5N4N3N2N1N0控制字節（CB）1CPT2T1T0RSARSB0S電子開字節（BB）空空空空BS4BS3BS2BS13　內部結構和工作原理

TSA5526的內部結構框圖如圖2所示，它包括射頻信號處理單元、基準信號處理單元、相位比較和輸出單元以及接口控制單元等四部分。射頻信號處理單元對輸入的射頻小信號進行放大和8分頻，再送到15bit可編程分頻器，分頻比的大小可根據輸入射頻信號的頻率來確定。基準信號處理單元中的基準振蕩器通過外接晶體產生基準信號，同時經基準分頻器產生基準信號。基準分頻器通過編程可選512、640和1024三種分頻比。經過分頻處理后的兩路信號同時加到數字式相位比較器，然后經電荷泵、放大器和驅動三極管后得到誤差控制電壓輸出。接口控制單元用于實現微處理器與該器件的通信，它一方面接收微處理器送來的數據并在內部處理以形成各種控制指令；另一方面將本器件的狀態送往微處理器。通過SW端信號的不同連接，可選擇兩種串行通信方式：I2C總線方式和3總線方式。

圖2

    3．1 I2C總線方式

a． 寫狀態?R／W＝0?

在寫狀態時，對TSA5526編程需要四個數據字節，并應在地址字節傳輸后將數據字節送入芯片。當地址字節?第一字節?傳輸后，I2C總線的收發會使地址字節和數據字節連在一起，并在一個傳輸過程中傳輸完畢。如果地址字節后的第一個數據字節為分頻字節或控制字節，則芯片將被部分編程。表2是其數據字節定義。表中，MA1和MA0是可編程地址位，用于控制加到片選端的電壓。N14～N0為可編程分頻比，其分頻比為：

N＝N14×214＋N13×213＋…＋N1×2＋N0

CP為控制電荷泵電流大小位，CP為0，對應電流為60μA，CP為1時，電流為280μA?缺省值?。T2～T0代表測試位。RSA和RSB為基準分頻比選擇位。0S為可調放大器控制位，0S位為0時，可調放大器接通?缺省值?，0S位為1時斷開。BS4～BS1是PNP電子開關控制位，其對應關系是：當BSn為0時，電子開關n接通；當BSn為1時，電子開關n斷開。

表3 讀狀態數據格式

字節MSB數  據  字  節LSB地址字節11000MA1MA2R/W=1狀態字節PORFLACPS11A2A1A0表4 3總線方式數據格式

數據形式D0D3D4D17D18D19D20D21D22D23D24D25D2618位BS4BS1N13N0

19位BS4BS1N14N1N0

27位BS4BS1N14N1N0-CPT2T1T0RSARSB0Sb．讀狀態?R／W＝1?

表3所列為讀狀態數據格式。當輔助地址位被識別之后，將自動產生一個響應脈沖到SDA線上。SDA線上的數據在SCL時鐘信號為高電平時有效，數據字節在SDA線上產生應答信號之后從器件中讀出；如果沒有主應答信號產生，傳輸過程就會結束，此時芯片將釋放數據線從而使微控制器產生終止條件。當上電時，POR標志被置為1，當檢測到數據結束標志時，POR標志被復位?讀周期的結束。FL為進入鎖存標志，用于表示何時循環建立起來。通過對FL置1或清零可對循環進行控制。ACPS為自動充電電流轉換標志，當自動充電電流轉換打開且循環鎖定時，此標志為0，此時充電電流被強制為低。在其它條件下，ACPS為邏輯1。在I2C總線狀態下，內置的A／D轉換器可將自動頻率微調模擬電平轉換成數字量并送往微控制器。

3．2 3總線方式

在3總線方式下，該器件接收的數據有18位、19位和27位三種，參見表4。在該方式下，當片選引腳CE由低電平變為高電平時，SCL引腳輸入時鐘脈沖的下降沿會將SDA引腳上的數據送入數據寄存器，數據的前四位用來控制電子開關的通斷，在第五個時鐘脈沖的上升沿，這四位數據被送入內部電子開關控制寄存器。如果傳輸的是18或19位數據字，那么，在片選線上電平由高向低轉換時，頻率位將被送入頻率寄存器。在上電復位狀態下，電荷泵電流為280μA，調諧電壓輸出被關斷；而在標準模式下，當ACPS標志為高電位時，測試位T2～T0被置為001，此時將禁止TSA5526輸出。當傳輸的是27位數據字時，在時鐘脈沖的第20個上升沿到來時，頻率位將被送入頻率寄存器，而控制位則在片選引腳CE從高電平向低電平轉換時送入控制寄存器。在這種方式下，基準分頻比由RSA和RSB位確定，測試位（T2、T1、T0）、電荷泵控制位CP、分頻比選擇位（RSA、RSB）以及0S位只能進行27位的傳輸。圖3所示是3總線方式時的時序圖。

表5 AT89C51內RAM中20H、21H、22H、23H的定義

字節地址D7D6D5D4D3D2D1D020HBS4BS3BS2BS1N14N13N12N1121HN10N9N8N7N6N5N4N322HN2N1N01100023H010000004　應用

TSA5526在某航空電子設備檢查儀中的應用電路如圖4所示，圖中，單片機與TSA5526采用3總線方式進行通信。P1．0與SCL引腳相連，用于串行時鐘輸出。P1．1與SDA引腳相連，用于串行數據輸出。P1．2與CE引腳相連以進行片選控制；電子開關BS1～BS4用于通過VCO產生4種不同頻率信號，VCO的輸出將通過C6送到TSA5526的RF引腳，并經分頻后與基準信號進行相位比較。Vtune輸出的誤差控制電壓經電阻R3、電容C5加到VCO。R1、C4的數值可用于決定微調的快慢。當頻率鎖定后，LOCK引腳將變為低電平，并將該電平通過AT89C51的P1．3引腳送入單片機進行檢測。本電路采用27位數據格式，發送的數據存放在單片機AT89C51中RAM的20H、21H、22H、23H四個單元中，各位定義見表5所列。其具體程序清單如下：

    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

集成電路及應用范文第2篇

關鍵詞：多媒體；仿真；電路

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 06-0172-02

隨著半導體集成和微電子技術的迅速發展，集成電路的品種和數量與日俱增，應用也越來越廣泛，集成電路變得無處不在。集成電路的使用大大簡化了電路的設計，并且使系統及設備的性能指標得到了很大提高。《集成電路原理與應用》課程作為電子測量技術與儀器專業的一門職業技術基礎課程，其內容涵蓋電路基礎、模擬電子技術和數字電子技術等多門課程[1]。在本課程的教學中，我們充分利用了多媒體教學方式，以動畫形式展現集成電路的相關知識，大大激發了學生學習的積極性，大大豐富了教學內容，同時，我們充分利用了計算機軟件仿真技術，將集成電路的典型應用電路通過ProtelDXP進行仿真實驗，擺脫了有限的實驗環境的限制，讓學生在學習集成電路相關知識的同時掌握了先進的計算機輔助工具，最后，我們給予了學生在萬能板上實現電子電路的機會，學生通過親身體驗制作和調試電子電路的過程，讓學生具備了一定的分析問題和解決問題的能力，同時收獲了通過自己努力實現目標之后的成就感。經過教學實踐表明，本課程的教學內容容易實現，安排合理，學生參與的積極性高，取得了很好的教學效果。

一、教學內容的安排

本課程的內容繁雜，講授時間有限，因此結合我院電子測量技術與儀器專業人才培養方案的要求，將本課程的教學目標定位于應用，教學的重點在于典型集成電路芯片及其典型應用電路的分析講解、仿真和制作。首先應用線性集成穩壓器制作出5～15V可調穩壓電源，以供后續的集成電路應用電路使用。接著應用運放集成電路、定時集成電路、功放集成電路、非門集成電路和與非門集成電路制作出貼近生活的電子電路。具體教學內容如表1所示。

二、教學實施的特色

（一）充分利用多媒體教學方式

隨著現代科技的發展，我們已經進入了一個信息化的時代，多媒體已經廣泛的用于教學領域。多媒體教學以聲音、圖片、動畫等豐富的媒體形式最大程度地調動了學生的視聽感官系統，充分展示了教學手段的多樣化，改變了傳統的“一張嘴一支粉筆一塊黑板”的教學模式，為現代教育改革注入了新的生機和活力，從而為本課程改善教學效果帶來了福音。

本課程所涉及的集成電路芯片眾多，受到經費的限制，不可能一一購買給學生展示，但是采用多媒體教學方式后，就可以將典型芯片的圖片一一展示給學生，大大降低了教學成本，同時也豐富了學生的視野。另外，有些集成電路的典型應用電路很多，如果采用板書的方式，受到課時的限制，不可能一一給學生講解，但是多媒體教學可以迅速地把課程資源顯現在學生面前，可以大大節省教師板書的時間，使教師可以傳授更多的知識，從而提高教學效率。同時，在電路的展示中配以動畫，豐富了電路的生命力，從而大大激發了學生的學習積極性。

（二）充分利用計算機軟件仿真技術

隨著電子技術和計算機技術的快速發展，電子產品的設計與計算機的聯系越來越緊密。作為以社會需求為第一要務的高職教育，在《集成電路原理與應用》課程的教學中，我們充分利用現有硬件條件，充分利用計算機軟件仿真技術，培養學生應用集成電路設計和分析電子電路的能力。

我們在教學中使用的軟件是ProtelDXP，學生已經在前續《電子CAD》課程中學習了如何使用該軟件設計和仿真電子電路。使用ProtelDXP作電路仿真的基本流程[2]如圖1所示。

在本課程的學習中，學生在ProtelDXP中通過選擇元器件、連接電路、確定元器件參數實現集成電路的應用電路，還可以方便地對電路進行測試和修改，有助于增強學生對學習內容的感性認識，培養學生主動思考的能力，而且可以將本專業所開設的課程聯系起來，實現幾門課程之間的融會貫通，促使學生學好相關專業課程，并且做到學以致用。

（三）動手制作電子電路

電子產品的設計與制作要求學生有較強的實際動手能力，因此，在本課程的教學中，全班學生以小組（一般4-5人一組）為單位，要求學生在已經繪制好的電路原理圖基礎上設計出單面PCB圖，然后在萬能板上制作出相應的電子電路。

學生在電路原理圖和單面PCB圖的指導下焊接并調試電路。在整個制作和調試過程中，教師主要起指導作用，在必要時幫學生分析故障產生的原因，而學生才是主體，一切問題得由學生自己動手解決，從而大大提高了學生學習的主觀能動性。

制作和調試電路在整個教學過程中占用時間是最多的，無論多么簡單的電路，總是會有個別小組出現問題。但是，學生正是在不斷發現問題、解決問題的過程中加深了對所學知識的理解。另外，電路的調試離不開常用電子儀器儀表如萬用表、示波器等的輔助，這也讓學生實際體會到了在《電子測量技術》課程所學習知識的實用價值。

三、結束語

在本課程的教學中，通過任務引領，結合先進的計算機技術，學生在學中做，做中學[3]，學做結合，充分調動了學生的學習興趣和積極性，學生的出勤率很高，而且參與率很高。學生通過動手制作和調試電路，學習能力和動手能力有了較大提高，從一開始遇到問題不知如何是好，到最后能夠查找電路中的簡單故障，可見學生解決問題的能力有了一定的提高。但是，也存在一些問題。首先，本課程的教學對教師的要求較高，教師不僅要具備深厚的理論知識水平，還要了解集成電路在實際應用中的情況，這就需要加強與企業間的聯系，在這方面需要進一步加強。其次，在當前的教學中，受到成本和課時的限制，集成電路芯片多采用引腳數量少的插針式元件，避免使用引腳數量多或貼片封裝形式的元件，這與當前集成電路在實際使用中情況有點相悖，在今后的教學中需要改進。

參考文獻：

[1]向繼文，劉昕.“集成電路原理及應用”教學改革[J].中國電力教育，2011，193（6）：179-180

集成電路及應用范文第3篇

摘要：

測量系統分析(MSA)是六西格瑪管理的一項重要內容。在產品的質量管控中，高質量的測量數據，對產品的分析及改進有很大的幫助。在集成電路(IC)測試中，為了確保測試的準確性，獲得高質量的測試數據，就需要對的測試系統進行充分的分析。該文介紹了測量系統分析方法，著重介紹重復性和再現性研究、分析,并通過實例說明IC測試中的測量系統分析的應用。并根據測量系統能力的評價規則對所分析的測試系統能力進行評價，判斷測量系統是否滿足IC測試要求。

關鍵詞：

測量系統分析(MSA)；集成電路(IC)測試；重復性；再現性

0引言

測量是給具體事物(實體或系統)賦值得過程。此過程中輸入包括人(操作員)、機(量具或必備的設備和軟件)、料、法、環，過程的輸出即測量結果。測量系統就是由人、機、法以及測量對象構成的過程的整體。在集成電路制程中，IC測試主要由晶圓測試(即CP)、封裝成品測試(即FT)，IC測試是使用測試設備及針對集成電路制作的測試程序對晶圓或封裝成品進行測試，確保集成電路滿足IC設計的功能及性能要求。因此一個具有大量變差的測量系統，會造成IC測試所獲得測量值較電路真實值出現很大的偏差，在測試過程中，使用該測量系統是不適合的。若缺少對測量系統的有效控制，會影響到獲得測量值的準確性，造成IC測試的誤判，嚴重時會涉及到IC的大量失效，甚至報廢。因此，測量系統分析在IC測試中的應用，是識別測量系統是否適合的一個重要手段，通過該手段，可確保獲得測量值的準確性和精確性。

1測量系統分析的基本概念

1.1測量賦值

給具體事物以表示它們之間關于特殊特性之間的關系[1]。

1.2測量過程

給具體事物(實體或系統)賦值的過程被定義為測量過程[2]。也可以看作一個制造過程，這個過程的輸入有測量人員、設備、樣品、操作方法和測量環境，它產生數據作為輸出，如圖1所示。

1.3測量系統

是指用來對被測特性定量測量或定性評價的儀器或量具、標準、操作、方法、夾具、軟件、人員、環境和假設的集合；用來獲得測量結果的整個過程[1]。測量系統可分為“計量型”、“計數型”、“破壞性”等類型。測量后能夠給出具體的測量數值的為計量型測量系統分析；只能定性的給出測量結果的為計數型測量系統分析；對一些樣本不可重復測量的計量型測量系統，可以進行破壞型測量系統分析。“計量型”測量系統分析通常包括“穩定性”、“重復性”、“再現性”、“偏倚”及“線性”(五性)的分析、評價。在測量系統分析的實際應用中，可同時進行，也可選項進行，根據具體應用情況確定。“計數型”測量系統分析通常利用假設性試驗分析方法來進行判定。

1.4重復性

是用一個評價人使用相同的測量儀器對同一零件上的同一特性，進行多次測量所得到的測量變差；它是設備本身的固有變差或能力。傳統上將重復性稱為“評價人內部”的變異[1]。

1.5再現性

是指測量的系統之間或條件之間的平均值變差。傳統上將再現性稱為“評價人之間”的差異[1]。

1.6量具R&R或GRR

量具的R&R是結合了重復性和再現性變差的估計值。換句話說，GRR值等于系統內部變差和系統之間變差的和[1]。即：σ2GRR=σ2再現性+σ2重復性(1)

1.7系統變差

測量系統變差可分為：能力：短期間的誤差，是由線性、均一性和再現性結合的誤差量；性能：所有變差來源于長期的影響，是長期讀數的變化量；不確定度：有關被測值的數值估計范圍，相信真值包括在此范圍內[1]。

2測量系統分析的介紹

2.1測量系統變差

測量系統分析的目的之一是獲得測量系統與所處環境相互作用使其產生的測量變差的類型和結果的信息[1]。測量系統變差類型可分成五種類型：偏倚、重復性、再現性、穩定性和線性，其中重復性、偏倚、穩定性和線性屬于量具變差，再現性屬于操作員造成的變差。通常通過偏倚、線性及穩定性來判斷測量系統的準確性，通過重復性和再現性來判斷測量系統的精確性(即其波動)。

2.2測量數據特性

測量系統分析是為了更好的發現測量系統變差，從而通過對測量系統變差的控制來滿足測量產品質量特性的目的，也控制測量數據的質量。測量數據顯現出的4種狀態，如圖2所示。說明：圖2(a)中測量數據分布雖較集中，但偏離中心較大，屬于精確但不準確測量數據；圖2(b)中測量數據雖基本都在中心內，但數據分布較離散，屬于準確但不精確數據；圖2(c)中測量數據分布離散，且數據基本在中心外，屬于不準確且不精確數據；圖2(d)中測量數據分布集中，且均在中心內，屬于既準確又精確數據。圖2(a)、(b)、(c)這3中測量數據，是質量"低"的測量數據，圖2(d)的測量數據，是質量"高"的測量數據，也是測量過程期望獲取的數據。

2.3測量系統分析(MSA)方法分類

測量系統分析(MSA)方法主要分為三類：計量型測量系統分析方法、計數型測量系統分析方法以及破環型測量系統分析方法。計量型測量系統分析方法主要分為兩類：位置分析、寬度分析。其中位置分析常用的有：偏倚分析、線性分析和穩定性分析，寬度分析常用的有：重復性分析和再現性分析，如圖3所示。計數型測量系統分析方法包括：風險分析法、信號分析法以及數據解析分析法。對于計數型測量系統，主要采用風險分析法進行研究。破壞性測量系統分析方法包括：偏倚分析、變異分析和穩定性分析。在IC測試過程中，測試所得的測試參數數據通常為一連串的測試數據，即計量型數據，因此測量系統分析時通常采用計量型測量系統分析。以下介紹重復性和再現性分析在IC測試中的應用，通過重復性和再現性分析評價測量系統能力。

3重復性和再現性分析在IC測試中的應用

3.1IC測試中評價測量系統要求

IC測試過程中，評價測量系統時，需確認三個基本問題：

1)測量系統的分辨能力(在IC測試中主要指測試設備)是否滿足測試要求，即系統的設計性能能否滿足測試過程中所需實現的性能，這個是系統本身決定；

2)測量系統在一定時間內是否在統計上保持一致，即測量系統是否經過校驗，以確保測量系統狀態處于穩定狀態；

3)這些統計性能是否在預期范圍內保持一致，并且用于過程分析或控制是否合格，即測量系統分析的結果是否在可接收范圍內。測量系統分析在評價測量系統中起到很重要的作用。在IC測試過程中，造成測量結果變差主要是由量具變差以及操作員造成的變差導致，而重復性分析是分析量具變差，再現性分析是分析操作員造成的變差。因此重復性和再現性在IC測試的測量系統分析中占重要的位置。

3.2重復性和再現性分析操作過程

1)測量樣品的選擇選定標準樣品，至少3只，并對標準樣品進行編號，以便測量時數據能一一對應；

2)選取評價人選取若干名(至少2名)操作員作為評價人執行研究，并指定為評價人A、B、C等，評價人最好為操作該測量設備的操作員，經過測量設備的操作培訓，避免由于操作員引起很大的測量誤差；

3)測量設備校準測量前需對被測量分析的設備進行校正，使用標準件對設備進行校正，校正合格后可進行測量；

4)每個評價人分別對標準樣品進行重復測量(至少2次)，并將測量數據記錄在數據采集表中，測量數據記錄時評價人、樣品編號應一一對應；

5)重復性和再現性研究

(a)重復性研究

重復性是研究測量設備本身的波動，測量條件(如測量環境、測量地點、測量標準樣品等)要盡可能統一。首先通過極差圖(R圖)分析測量過程是否受控，并通過R圖觀察評價人之間對每個標準樣品測量過程的一致性。若R圖上由數據出現失控現象，應對每一個輸入數據進行核對確認，若輸入數據正確，需分析失控原因并進行針對性糾正，通常可采取三種糾正方式：忽略超出的點；刪除超出的點以及評價人重新測量標準樣品。然后計算重復性。重復性計算公式：EV=R軏×K1(2)其中R軏重復測量同一零件的極差的平均值，K1根據重復測量次數選值。

(b)再現性研究

再現性是研究不同評價人在相同的測量條件(如測量環境、測量設備、測量地點等)下測量同一標準樣品時產生的波動。可通過每個評價人測量每個標準樣品的平均值進行分析，通過均值控制圖觀察分析。首先計算出每位評價人測量標準樣品的總平均值，計算評價人之間的極差R0與標準差σ0，其中該標準差還包含了操作員重復測量引起的波動，因此需減去重復性部分，對該標準差進行修正，計算出的值即測量系統的再現性。再現性計算公式：AV=[R0d*2]-[(σe)2(nr)](3)

(c)標準樣品間的波動

測量的標準樣品間總是存在差異的。首先計算標準樣品測量總平均值的極差，然后計算出標準樣品間的波動PV。PV計算公式：PV=RP×K3(4)其中RP為標準樣品極差，K3根據標準樣品數量進行選值。

(d)測量過程

總波動測量過程輸出總波動TV包括測量過程的實際波動和測量系統的波動。TV公式：TV2=PV2+EV2＋AV2(5)以上已獲得AV、EV以及PV的值，那么總波動TV的值也可得出。

(e)測量系統能力的評價

通過已經計算出的重復性EV和再現性AV，可以計算出測量系統的波動GRR。GRR計算公式：GRR=EV2＋AV2(6)通過用測量系統的波動GRR與總波動(TV)之比來度量，即計算%GRR值。%GRR計算公式：%GRR=100[GRR/TV](7)根據測量系統能力判別準則，對測量系統進行評定，判別準則具體為：%GRR<10%，表明測量系統能力很好，可正常使用；10%≤%GRR≤30%，依據設備的重要性、成本及維修費用等因素，決定是否可使用或不可使用；%GRR＞30%，說明測量系統本身波動很大，由該測量系統得出的數據是不可靠的，測量系統必須改進。這時，需通過對測量系統的各種波動源，進行研究，若重復性變差本身較小，則說明問題出現在再現性上，可通過對加強對評價人的培訓，對作業方法的優化或提高評價人操作的一致性來減小評價人間的波動，若采取措施后仍不能滿足要求，或者重復性變差本身較再現性變差大很多，則需要將該設備停用做好標識，更換測量系統能力好的設備或采購新的測量系統。

4應用實例

使用測量設備對IC進行測試，主要是將流片過程、封裝過程中產生的缺陷產品挑選出來，這些缺陷產品在測試時主要體現為測試參數超出規范界限，判定為產品失效。而一個產品的測試需測試的參數項很多，在對測量設備進行測量系統分析時，需先確定出關鍵參數也就是對測試產品影響很大，客戶重點關注的參數)作為分析項目，如模擬電路測試中，部分產品在測試時一些參數需進行燒熔絲測試，該些參數一旦經過燒熔絲測試后，就不可逆，無法改變測試結果，若測量設備在測試該些參數出現偏差，參數測試均值的中心值偏移出允差范圍，直接會導致大量產品的失效、報廢。下面以某模擬電路測量設備為例，確定頻率參數FOSC為分析項目，參數單位為KHZ，對該分析項目進行重復性和再現性數據采集，并進行分析。采集的數據如表1所示。

(1)重復性分析和計算

根據采集的數據，按照第4章中所述的重復性和再現性的研究方法，先得出極差圖(R圖)，如圖4所示。從圖中可以看出測量過程處于受控狀態，且3個評價人對樣品的測量都在受控狀態，說明3個人的測量操作較一致，體現了測量的重復性。并通過重復性公式計算出EV=0.0003。

(2)再現性分析和計算

將采集的數據按照樣品編號，在圖中繪制出每個評價人對每個樣品測量的平均值，得出均值圖，如圖5所示。由于在測量時測量環境、測量條件以及測量設備均一致，因此可以通過不同評價人測量同一樣品的波動來研究再現性，從均值圖中，可以看出3位評價人分別測量的10個樣品，每個樣品均值波動最大的波動為33HZ，該樣品FOSC參數的均值允許偏差為±500HZ，測量波動大大小于參數的均值允差，說明具有良好的再現性。并通過再現性計算公式，可計算AV=0.0005。

(3)測量設備能力分析

①通過圖5均值圖分析。通過對該樣品電路不同批次的測試數據統計分析，該樣品的均值圖中控制線以內區域表示測量的敏感性。若圖中顯示的測量均值有一半以上(包括一半)落在控制線以外，則表明該測量系統適合進行測試該IC電路。若落在控制線以外的測量均值小于一半，則表明該測量系統缺乏足夠的分辨力，不適合進行該IC電路的測試。從圖中可以看出，3位評價人測試每個樣品的均值大部分都落在控制線以外，因此該測量設備有足夠的分辨力，有足夠能力測試該IC電路。②通過樣品鏈圖分析。將所有評價人測量每個樣品的數據，畫在一張圖上，得到樣品鏈圖，如圖6所示。從圖上可以看出10個樣品不同評價人測量的變差非常小(在10HZ以內)，與該樣品所要求的FOSC參數允許偏差(±500HZ)相比，大大小于該參數允許偏差，說明該測量設備能力非常號，精度完全可以滿足測試產品的要求。

(4)測量系統能力評價

根據第4章中內容計算出標準樣品間波動PV=0.0078、測量過程總波動TV=0.0078以及測量系統波動GRR=0.0006，再通過用測量系統的波動(GRR)與測量過程總波動(TV)之比即計算%GRR值，進行測量系統能力的判別。本次分析的測量設備，計算出的%GRR=7.24%。根據判別規則%GRR<10%，表明測量系統能力很好，測量設備的變差和人員變差對產品測試影響較小，完全滿足產品測試要求。

5結束語

IC測試主要目的是辨別電路的好壞，將不能滿足要求的電路剔除。IC測試過程中測量設備和人員的變差會對辨別結果有很大的影響，通過對重復性和再現性的研究與分析可以監控測量設備和人員變差，使之處于受控狀態，從而保證測量結果的準確性和精確性。

參考文獻：

集成電路及應用范文第4篇

關鍵詞：教學改革；計算機仿真；電路分析

《電路分析》是電工類的專業基礎課，適用于普通高等院校強、弱電專業本科教學使用，內容涵蓋了電阻電路分析、交流穩態電路分析、三相電路、耦合與諧振、動態電路的瞬態分析等。在人才培養方案中，安排72課時的理論課授課時間，以及對應的電路實驗環節。實驗是教學過程中的重要環節，做實驗可以增加教學直觀性，幫助學生鞏固和掌握課堂理論知識，培養學生的動手能力、提高學生的興趣，激發他們的求知欲，從而幫助學生更好地理解和鞏固理論知識、掌握實驗的基本操作和技能，達到全面提高學生觀察問題、分析問題、解決問題的綜合能力。

但在傳統的課堂教學中，還存在一些問題，首先：理論和動手是分開的，一般教師先講理論知識，然后做實驗，這種理論和實踐的不同步，導致學生無法將理論和實踐很好的結合起來。其次：理論課講授本身枯燥乏味，大多是公式推導、講解定理，學生感覺很抽象，無法與實際相結合，知識點串聯不起來，逐漸喪失興趣。最后：實驗課一般是驗證性實驗，學生在實驗過程中，根據實驗步驟機械的連電路、驗證結果，缺乏思考。鑒于傳統教學模式中存在的問題，結合目前的仿真工具，提出引入Multisim解決在電路分析課程中遇到的問題。

Multisim是加拿大IIT公司推出的一套仿真工具，主要應用于電路仿真，包括電路原理圖的原型輸入、電路硬件的語言描述輸入、仿真分析、產生設計報告，具有直觀性，可以輕松設計電路，通過工具鏈，無縫的實現集成電路設計。

本課題利用“Multisim仿真軟件”和“項目教學法”相結合的方式，克服實驗室條件的不足帶來的限制，激發學生的主觀能動性，讓學生將所學知識與項目掛鉤，體會理論知識在實際生活中的應用，激發學生進一步學習的興趣，增強學生合作能力、溝通能力和解決實際問題的能力，提高學生的綜合能力[1]。

一、Multisim在《電路分析》課程教學中的應用

在電路的教學過程中，往往需要推導很多定理，教師需要花費很長時間畫電路圖、列方程式、計算推導，過程既枯燥又冗長，不能達到預想效果。如何提高學生主動思考問題、獨立解決問題的能力，是目前傳統教學所面臨的一個嚴峻問題。為了解決這個問題，在課堂上引入電路仿真，讓學生通過仿真實驗，先觀察到實驗現象，然后思考為什么會產生這樣的現象。激發學生探索的熱情，更好地理解推導過程。如此直觀生動的環節，無疑是一個很好的開始[2]。

下面以疊加定理為例[3]，介紹Multisim在課堂教學中的應用。

圖1疊加定理的驗證電路

圖1是由兩個獨立電源作用的簡單電路，其中直流電壓源V1為5V，V2為10V，利用萬用變顯示電阻R1兩端的電壓。運行仿真，當兩個電源同時作用于該電路時，得到電阻R1兩端的電壓如圖2所示，當兩個電源單獨作用時，電阻R1兩端的電壓分別為圖3和圖4，觀察兩者之間的關系[4]。

圖2 V1和V2同時作用 圖3 V1單獨作用

圖4 V2單獨作用

通過萬用表顯示的電壓數值，得到3.75=-0.833+4.58，驗證了疊加定理。

二、Multisim在《電路分析》教學中的綜合應用

學習了《電路分析》這門課之后，結合所學理論知識，讓學生做一次課程設計，要求設計一個波形發生器，可以輸出方波、三角波和正弦波三種波形，幅值在-10 ～ 10V，頻率范圍為1Hz ～ 100KHz即可[5]。分組進行，每組5人，擬定設計方案，繪出電路圖，實現仿真，并撰寫設計報告[6]。

采用先產生方波，然后將方波轉換為三角波，再將三角波轉換為正弦波的方法[7]。由比較器和積分器組成方波到三角波的轉換，由差分放大器完成三角波到正弦波的轉換[8]。

運行仿真，雙擊XSC1圖標，觀察示波器顯示窗口。顯然，可以實現三種波形的輸出，channelA輸出的是方波，幅值為3.156V，頻率為2KHz，channelB輸出的是三角波，幅度為-0.354V，頻率為2KHz，channelC輸出的是正弦波，幅值為-0.249V，頻率為2KHz[9]。滿足設計要求。

三、結論

將Multisim引入課堂教學和課程設計，可以直觀的顯示電路動態變化，使抽象的電路圖變成形象的圖像顯示，通過對參數的改變，方便的得到所需要的結果，增加了學習樂趣，達到事半功倍的效果。通過自己動手設計實物，激發學生的創新性，提高學生的動手操作能力，使學生充分運用所學知識，發揮主觀能動性，達到良好的教學效果。實踐證明，仿真平臺的引入是提高教學質量的一種有效措施。

參考文獻：

[1]邱關源.電路[M].北京：高等教育出版社，1999.

[2]李娟娟，高友福，謝宗林.Multisim在“電路分析”項目教學中的探索與實踐[J].中國電力教育，2014，30：39 ?40.

[3]白菊蓉.Multisim在電路分析系列課程教改中的應用[J].西安郵電學院學報，2011，16（SI

）：93 ?96.

[4]鄭賓.基于Multisim11仿真的“電路分析”課程教探索[J].職教通訊，2012，30：18 ?20.

[5]田麗鴻，陳菊紅.EWB軟件在《電路》課程設計教改中的應用[J].中國現代教育裝備，2006，3：31 ?34.

[6]張志友.Multisim在電工電子課程教學中的典型應用[J].實驗技術與管理，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/.

集成電路及應用范文第5篇

伴隨著社會經濟蓬勃發展，人們物質生活水平也在不斷提高，這使得人們對通信方面的需求越來越高。通信工程是電子工程的一個重要組成部分，在人們的社會生活中發揮著非常重要的作用，實現了人與人之間有效的溝通與交流，為人們的生活創造了非常多的便利條件。市場競爭愈演愈烈，使得通信工程行業的競爭越來越明顯，要提高競爭優勢，就需要從通信工程特點出發，在保證通信工程質量安全的同時，降低成本和提高管理質量，只有這樣才能提高通信工程的經濟效益。激烈市場競爭環境下，對鐵路通信工程質量以及管理技術方面也提出了更高的要求。鐵路通信工程作為我國通信工程的核心組成部分，直接關系著社會民生安穩。因此，必須深入分析鐵路通信工程管理技術的特點，實現管理技術的合理應用。

1 鐵路通信工程管理技術的基本特點

1.1特殊性

鐵路通信工程具有非常多的影響因素，管理技術的特點也呈現出復雜性和多樣化的特點，其中最為明顯的特點就是管理技術具有特殊性。鐵路通信工程對技術人員的專業性要求比較高，其項目管理也需要較強的專業水平。

1.2連貫性

鐵路通信工程的項目與工序之間具有非常強的關聯性，這種關聯性的存在使得鐵路通信工程管理技術具有連貫性的特征。主要是因為在鐵路通信工程管理中，單從監督和管理部門的角度進行分析，難以確保工程項目的完整性，這就須臾綜合全部項目部門的管理技術進行分析，只有這樣才能實現整個鐵路通信工程質量管理的重要目標。

1.3復雜性

鐵路通信工程質量管理中存在非常多的影響因素，這些影響因素的存在使得鐵路通信工程管理技術具有復雜性特征。同時，由于鐵路通信工程質量管理的復雜性，使得質量管理面臨著非常多的困難和風險，對鐵路通信工程安全會形成不利影響。

1.4多樣性

鐵路通信工程管理技術的多樣性，主要表現在鐵路通信工程管理問題上。主要是因為鐵路通信工程本身具有復雜性的特征，使得鐵路通信工程面臨著非常多的安全隱患，要解決這些安全隱患問題，就需要對鐵路通信工程項目管理的風險性和可行性進行多方面分析，只有這樣才能減少安全隱患的存在，提高鐵路通信工程管理水平。

2 鐵路通信工程管理技術的實際應用

鐵路通信工程項目管理中受諸多因素的影響，如工程進度管理、工程成本管理以及工程質量管理等，這些因素的存在都會對鐵路通信工程項目管理質量形成極為不利的影響。隨著社會經濟水平不斷提高，人們對通信方面的需求越來越高，鐵路通信工程只有做好管理工作，提高管理水平，才能促使鐵路通信工程真正發揮重要作用。對于鐵路通信工程管理技術的應用分析，應該從它的影響因素出發。

1）工程進度管理。工程進度直接影響通信工程的使用和投資成本，要提高鐵路通信工程的經濟效益，就需要加強工程進度管理。管理技術在鐵路通信工程進度管理中的實際應用，需要有效處理與成本耗損有關方面的問題，加強對工序關鍵時差情況的分析，合理利用管理技術，不斷優化對工程進度的管理。對于鐵路通信工程項目施工過程中資源不足的問題，需要按照實際情況，在確保工程質量安全的同時，對施工進度和工期進行適當的調整，從而避免資源不足造成不利影響問題的出現。

2）成本分析。鐵路通信工程的工程量比較大，建設期比較長，對資源和資金的需求也比較高。鐵路工程建設過程中，成本管理一直貫穿在整個工程項目的始終。主要是因為工程成本直接關系著整體鐵路通信工程項目的經濟效益，要提高鐵路通信工程的施工質量和經濟效益，就需要加強成本管理。鐵路通信工程成本管理分為3個階段，在施工前期，需要對整體工程項目進行評估，通過科學的評估和綜合性分析，形成具有參考性的預算報告，在開展項目施工的時候對施工成本形成引導作用。在施工過程中，需要加強成本設計與實際建設之間的協調統一，促使成本設計符合實際施工情況，可以在工程項目建設中充分發揮重要作用。通過良好的成本管理，有效解決工程造價問題，不斷提高工程造價管理水平。除此之外，在鐵路通信工程施工過程中加強成本管理，還需要充分考慮機械設備等固定資產的使用費用以及磨損、維修費用，加強對工程費用的綜合管理，只有這樣才能實現鐵路通信工程成本管理的重要目標。

3）質量管理。質量管理是鐵路通信工程項目管理的核心部分，直接影響鐵路通信工程整體質量。為了實現鐵路通信工程建設的重要目標，必須合理利用管理技術，不斷提高鐵路通信工程整體質量。加強鐵路通信工程質量管理，需要從3個方面出發。第一，加強鐵路通信工程建設之前的管理，根據工程項目實際情況，制定出科學的施工計劃和施工內容，對項目工程進行合理調度，確保工程項目可以合理進行；第二，加強施工過程中的管理，項目過程中存在諸多影響工程質量的因素，為了提高工程質量，就需要加強工程項目各個環節的管理，對項目施工人員進行專業技能的考核和培訓，不斷提高施工技術人員的專業水平，從而不斷提高鐵路通信工程施工質量；第三，在鐵路通信工程建設完成之后，需要由專業資料管理人員對與建設項目有關的建設資料進行整理，形成完整的分析報告，并對整個鐵路通信工程項目進行嚴格的質量驗收工作，及時發現工程項目中存在的質量安全隱患，采取有效措施解決這些問題，確保鐵路通信工程項目質量。

由于鐵路通信工程本身的復雜性，使得項目管理中存在非常多的安全隱患，要提高鐵路通信工程管理質量，就需要將管理技術合理應用于工程項目的各個環節，從工程進度出發，加強成本管理，不斷提高管理質量，只有這樣才能發揮管理技術的重要作用。