数字集成电路设计范文第1篇

1数字集成电路设计实验课程教学现状

数字集成电路设计课程为黑龙江大学集成电路专业学生本科阶段的必修课。传统的数字集成电路设计实验教学课程可使学生加深对所学理论知识的理解，熟练软件使用过程，增强动手操作能力，但还存在如下三方面问题:A.实验教学方法有待改进。在传统的数字集成电路设计实验教学中，上课前，学生基本不了解实验仪器和软件，也不清楚实验课的内容。课程开始后，教师需要把相应理论知识、仪器操作和软件使用等内容一一讲授清楚，在有限学时内，更多的讲授时间就压缩了学生动手实验和探索更深入问题的时间，不利于学生实践能力的培养。B.实验课程内容相对简单。目前，黑龙江大学数字集成电路设计实验课程的内容较为基础，基本单元电路的设计仿真占比较大，开放性实验项目不多。实验内容主要涉及比较器、编码器和加法器等基础门电路的仿真，学生使用ModelSim软件通过Verilog语言编写相应电路的网表，然后编写对应testbench文件并进行仿真验证所写电路网表功能的正确性。这类基础实验有利于学生熟练掌握编程语言和软件使用，并加深对基本单元电路的理解，但内容相对简单，对于学生设计综合能力的进一步培养还有所欠缺。C.实验课程考核机制单一。传统数字集成电路设计实验课程的考核成绩只做为其理论课程总成绩的一小部分。黑龙江大学的数字集成电路设计实验课程的考核形式一般为学生每次实验课程中是否完成了几项规定的实验内容，所有实验内容完成后所得成绩的叠加即为该门实验课程的总成绩。由于实验内容具有固定性和同一性，成绩较好的学生快速完成实验内容后难于进一步进行探索研究，这种简单的考核方式无法很好反映出学生掌握实验技能的梯度，也不利于学生发挥创新型思维进行设计实验，阻碍了学生的实践能力发展。

2基于翻转课堂教学模式的改革探索

A.课堂翻转，提升学生学习质量。在翻转课堂教学模式中，教师应由专注“如何教”转向研究学生“如何学”。在数字集成电路设计实验教学中，教师可根据本次课程的实验内容，在课程开始前一周将相应的学习知识点、软件操作、硬件搭建及要解决的问题以电子文档或视频的形式放于共享平台上。学生需要在共享平台上进行课前学习，学习期间应查阅相关参考资料，将简单的知识点尽量通过自学解决，将重点难点问题标记出来，在课堂中与教师或学习小组交流、讨论，并最终解决问题［2］。这种翻转课堂教学模式改变了传统课堂的教学方式，强化了学生主动学习的意识，提高了课堂时间利用率，可提升学生的学习质量［3］。B.实验课程内容和模式改革。实验课程对学生基础知识掌握情况的检验和设计能力的培养至关重要，因此，应打破传统实验课程辅助理论课程开设的现状，将数字集成电路设计课程实验部分作为一门拥有独立学分的必修课。实验内容应具有基础性、多样性、创新性和完整性，确保学生在做好基础性实验后，切实提升创新性实验能力。实验内容中应增加综合电路设计题目所占比重。目前，实验室拥有SEED－XDTKFPGA教学实验平台，拥有视频显示、LED显示、数码管等验证设备，可开设多种实验教学项目。学生可利用该平成编写源代码、综合、编写测试文件、功能仿真、约束设计、布局布线后仿真、生成FPGA下载代码文件、FPGA下载程序和实验平台验证结果全流程。应充分利用SEED－XDTKFPGA教学实验平台的强大功能，将该平台贯穿数字集成电路设计实验课程始终，如:可增加数码管显示、LED跑马灯、频率计等基础实验项目，独立电路设计项目也应利用该平台进行开展。这对于提高学生的数字电路设计能力、动手实践能力和掌握FPGA开发过程具有重要意义。C.完善实验课程考核机制，注重学生创新能力培养。应建立课前学习考核制度，督促学生做好课前学习。翻转课堂教学模式若要在数字集成电路设计实验教学中达到好的效果，就必须建立适当的课前考核机制。可将学生课前学习时长和通过课前学习掌握基础知识的程度作为一项课程考核指标，考核分数计入最终实验课程成绩内(占实验总成绩的20%)，进而督促学生必须做好课前学习。数字集成电路设计课程实验部分的主要任务是培养学生的数字集成电路设计能力，因此，要注重实验中创新性设计能力的考核。以往实验总成绩由每次实验得分累加获得，改革后，实验总成绩应为课前学习考核得分(20%)、每次完成实验内容考核得分(20%)和完成一个独立电路设计实验考核得分(60%)三项累加获得。独立电路设计实验需要完成电路建模、电路网表编写、testbench编写和在FPGA实验箱进行功能验证等工作。教师可根据学生在设计过程中每一步骤的完成情况给出准确的评价分数，这样可以较为细致地检验学生对基础知识和电路设计能力的掌握情况，而且独立电路设计实验分值占比较高，如果不能完成电路设计，则该门课程无法通过考核，可通过这种方式调动学生的积极性，加强学生的紧迫感，提高学生的学习质量。

3结语

通过对翻转课堂教学模式的研究，结合黑龙江大学数字集成电路设计实验教学课程现状，探索了基于翻转课堂的实验教学方法。该方法根据目前实验教学课程存在的问题，提出了课堂翻转、完善课程考核机制和实验内容改革的方法，可以增强师生之间的交互性，增加学生动手实验的时间，有助于教师在课堂上更好地掌握每一位学生真正的学习状态和学习效果，从而有效提升学生的数字集成电路设计能力、创新思维能力和实践能力。

参考文献:

［1］石端银，张晓鹏，李文宇.“翻转课堂”在数学实验课教学中的应用［J］．实验室研究与探索，2023，35(01):176－178.

［2］王伟.基于翻转课堂的《土木工程材料》实验教学研究［J］．四川建材，2023，44(08):245－246.

数字集成电路设计范文第2篇

【关键词】集成电路； 生产； 测试； 技术

集成电路测试贯穿在集成电路设计、芯片生产、封装以及集成电路应用的全过程，因此，测试在集成电路生产成本中占有很大比例。而在测试过程中，测试向量的生成又是最主要和最复杂的部分，且对测试效率的要求也越来越高，这就要求有性能良好的测试系统和高效的测试算法。

一、数字集成电路测试的基本概念

根据有关数字电路的测试技术，由于系统结构取决于数字逻辑系统结构和数字电路的模型，因此测试输入信号和观察设备必须根据被测试系统来决定。我们将数字电路的可测性定义如下：对于数字电路系统，如果每一个输出的完备信号都具有逻辑结构唯一的代表性，输出完备信号集合具有逻辑结构覆盖性，则说系统具有可测性。

二、数字集成电路测试的特点

（一）数字电路测试的可控性 系统的可靠性需要每一个完备输入信号，都会有一个完备输出信号相对性。也就是说，只要给定一个完备信号作为输入，就可以预知系统在此信号激励下的响应。换句话说，对于可控性数字电路，系统的行为完全可以通过输入进行控制。从数字逻辑系统的分析理论可以看出，具有可控性的数字电路，由于输入与输出完备信号之间存在一一映射关系，因此可以根据完备信号的对应关系得到相应的逻辑。

（二）数字电路测试的可测性 数字电路的设计，是要实现相应数字逻辑系统的逻辑行为功能，为了证明数字电路的逻辑要求，就必须对数字电路进行相应的测试，通过测试结果来证明设计结果的正确性。如果一个系统在设计上属于优秀，从理论上完成了对应数字逻辑系统的实现，但却无法用实验结果证明证实，则这个设计是失败的。因此，测试对于系统设计来说是十分重要的。从另一个角度来说，测试就是指数字系统的状态和逻辑行为能否被观察到，同时，所有的测试结果必须能与数字电路的逻辑结构相对应。也就是说，测试的结果必须具有逻辑结构代表性和逻辑结构覆盖性。

三、数字电路测验的作用

与其它任何产品一样，数字电路产出来以后要进行测试，以便确认数字电路是否满足要求。数字电路测试至少有以下三个方面的作用：

（一）设计验证 今天数字电路的规模已经很大，无论是从经济的角度，还是从时间的角度，都不允许我们在一个芯片制造出来之后，才用现场试验的方法对这个“样机”进行测试，而必须是在计算机上用测试的方法对设计进行验证，这样既省钱，又省力。

（二）产品检验 数字电路生产中的每一个环节都可能出现错误，最终导致数字电路不合格。因此，在数字电路生产的全过程中均需要测试。产品只有经过严格的测试后才能出厂。组装厂家对于买进来的各种数字电路或其它元件，在它们被装入系统之前也经常进行测试。

（三）运行维护 为了保证运行中的系统能可靠地工作，必须定期或不定期地进行维护。而维护之前首先要进行测试，看看是否存在故障。如果系统存在故障，则还需要进行故障定位，至少需要知道故障出现在那一块电路板上，以便进行维修或更换。

由此可以看出，数字电路测试贯穿在数字电路设计、制造及应用的全过程，被认为是数字电路产业中一个重要的组成部分。有人预计，到2023年，IC测试所需的费用将在设计、制造、封装和测试总费用中占80%-90%的比例。

四、数字电路测试方法概述

（一）验证测试 当一款新的芯片第一次被设计并生产出来时，首先要接受验证测试。在这一阶段，将会进行全面的功能测试和交流（AC）及直流（DC）参数测试。通过验证测试，可以诊断和修改设计错误，测量出芯片的各种电气参数，并开发出将在生产中使用的测试流程。

（二）生产测试 当数字电路的设计方案通过了验证测试，进入量产阶段之后，将利用前一阶段调试好的流程进行生产测试。生产测试的目的就是要明确地做出被测数字电路是否通过测试的决定。因为每块数字电路都要进行生产测试，所以降低测试成本是这一阶段的首要问题。因此，生产测试所使用的测试输入数（测试集）要尽可能的小，同时还必须有足够高的故障覆盖率。

（三）老化测试 每一块通过了生产测试的数字电路并不完全相同，其中有一些可能还有这样或那样的问题，只是我们暂时还没有发现，最典型的情况就是同一型号数字电路的使用寿命大不相同。老化测试为了保证产品的可靠性，通过调高供电电压、延长测试时间、提高运行环境温度等方式，将不合格的数字电路筛选出来。

（四）接受测试 当数字电路送到用户手中后，用户将进行再一次的测试。如系统集成商在组装系统之前，会对买回来的数字电路和其它各个部件进行测试。只有确认无误后，才能把它们装入系统。

五、数字电路测试的设计

统计数据表明，检测一个故障并排除它，所需要的代价若以芯片级为1的话，则电路板级为10，系统级为102，使用现场级为103。随着集成电路技术的快速发展，对集成电路的测试变得越来越困难。虽然对测试理论和方法的研究一直没有间断或停止，但还是远远不能满足集成电路发展的需求。过去先由设计人员根据功能、速度和电性能要求来设计电路，然后再由测试人员根据已设计好的电路制定测试方案，这种传统的做法已经不能适应实际生产的需求。

数字集成电路设计范文第3篇

【关键词】数字电路设计；常见问题；注意事项

近年来，科学技术的突飞猛进引发了很多行业深刻的变革和翻天覆地的变化，数字信息行业在很多方面都处在科学技术发展的前端，其中显而易见的是数字电子科学技术，在科学大发展大繁荣的浪潮中，数字电子科学技术得到狂飙式的发展，当前毫无疑问已经成为了发展最快和影响力最大的学科之一。数字逻辑器件从20世纪60年代以小规模集成电路为主发展到前的中、大规模集成电路，甚至是超大规模的集成电路。数字逻辑器件的不断发展和应用更新，势必会推动着整个数字电路的继续前进。

1.数字电路的噪讯干扰处理

在数字电路中我们会经常采用布尔代数的数学方法，用来描述事件之间相互的逻辑关系。和一般普通代数层面中的变量不一样，逻辑变量则是用来描述逻辑关系中的二值变量， 即用1和0这两个值来表示对立的逻辑状态。数字电路依照0和1的稳定情况来作为运算基础，所以这其中就会存在噪讯界限。相对于模拟电路而言，数字电路有着非常强大的噪讯。数字电路中，数字信号因为与电流变化中磁数变化的诱导电压的影响，电流变化就会在某个地方形成了噪讯的产生地，这又与电路长度、回路的面积息息相关。数字信号转变时会带来过渡性的电路，进而带动导体产生噪讯电压，再加上噪讯电流的流动会容易造成数字电路的误动作。电路的阻抗越高受到外部噪讯干扰就越容易，对抗噪讯的干扰除了控制噪讯电压以外，还应该加大结合阻抗，同时减少输入阻抗。数字IC中如果空端子表现出open的状态就会使阻抗变高，这进而又会导致数字电路极容易受到噪讯的误动作干扰。所以，数字IC的空端子需要连接电阻与电源。多层板信号线的阻抗，因为导线系设在背景的表面上，所以也可以减低阻抗的效果。

2.数字技术与模拟技术的融合

因为LSI和IC本身的高速化，为了能够使机器能够同时达到正常运行的目标，所以这就难免会使得技术的竞争越来越激烈。尽管系统构成的电路不一定有clock的设计，但是毋庸置疑的是系统是否可靠必须要考量到选用电子组件、电路设计和成本、封装技术、防止噪讯产生、防止噪讯外漏等综合因素上。数字或模拟电路的极其小型化、多功能化、高速化会使得小功率信号与大功率信号、低输出阻抗与高输出阻抗、小电流与大电流等问题常常会在同一个密封密度的电路板中出现，设计人员置身于这样的环境就将面对如此高难度和富有设计思维的挑战。比如，十分稳定的电路和吵杂的电路相依时，一旦没有把噪讯侵入到十分稳定的电路对策看做成设计的重点，那么事后尽管进行很多次设计也将难免会陷入无解的局面。又如， 假设将小型的模拟信号增幅后， 利用10bitA/D的数字转换器转换成数字信号，但是就因为分割辐宽是4.9mV，但是要把该电压的level正确的读取出来就不会是一件容易的事情，很多事情就会使得超过10bit的A/D转换器陷入了不能正常顺利运行的困境。

3.数字集成电路的选择

基本门电路是由简单的分离元件构成，虽然设计起来比较容易简单，但是运行和反映的速度很多时候相对较慢，负载承受的能力也较差，电气的性能也有待进一步提高。目前使用得最为广泛则是数字集成电路。其优点是：体积较分立元件设备小几百倍，抗干扰能力强，故障率和功耗率都很低，输出电阻低，输出特性好，稳定性强。数字集成电路中又以是CMOS和TTL系列电路这两种为主。COMS系列器件的工作电压在3～18V之间，TTL系列的工作电压是5V，所以CMOS电路的工作范围相对较广，其噪声的容限也较大， 所需要消耗的功率相对较低。尽管CMOS的电路输入端进行了保护电路的设置，但是因为限流电阻的尺寸有限和保护二极管，这就会难免使得其承受的脉冲功率和静电电压受到限制。CMOS电路在运输、组装和调试中因为不可避免的会接触到静电和高压的物件，所以要保护好输入的静电。此外，CMOS还会产生电路锁定效应，为了安全和方便的使用，人们一直在致力于从设计和制造上排除锁定效应的研究。因为，集成电路的要求都比较高，需要先进行芯片的设计和程序的编制，但是更多的时候在使用现成数字电路中进行了简单的分析，这是非常不够的。专用的集成电路是一种新型的逻辑器件，因为其具有灵活性和通用性的特点，所以成为了对数字系统进行设计和研制的首选器件。总的来说，数字电路在今后的发展中还有广阔的空间，但是其基础知识不会发生改变，如何进行进一步的改进，这就迫切需要新型的数字人才去发现并改进当中不大完善的地方，完善和弥补电路中的每一个缺点和不足，使得当中各个部分和环节都能发挥最大的作用。

4.数字电路系统设计

数字电路设计是从原理方案出发，把整个系统按照一定的标准和要求划分成若干个单元电路，将各个单元电路间的连接方式和时序关系确定下来，在这个前提下进行数字电路系统的实验，最终完成总体电路。数字系统结构由时基电路、控制电路、子系统、输出电路、输入电路五部分构成，当中数字系统的核心是控制系统。数字电路系统的设计有分析系统要求、设计子系统、系统组装和系统安装调试等步骤组成。数字电路系统的设计也不是一次两次就能完成，需要设计人员进行反复的调试和探究，通过自上而下的设计方法和自下而上的设计方法进行数字系统的设计， 依托RTL传输语言等常用工具完成。数字电路系统设计包含了很多问题，比如，电路的简化可能会使得电路性能降低，但是电路性能指标提升难免会以牺牲电路简化为条件。所以，数字电路系统的设计过程有很多因素需要考虑和兼顾。

5.数字电路的抗干扰措施

在利用TTL或CMOS这两种逻辑门电路作为具体的对象进行设计时，还需要注意到下面几个问题。

5.1多余端的处理

数字集成逻辑门电路在正常的使用时是不允许多余端悬空的，不然就极有可能十分容易的把干扰信号引入到数字电路中。所以，在数字电路的设计中，针对多余端的处理，我们则是按照不改变数字电路的正常工作状态以及确保其性能稳定和可靠为基本原则。

5.2去耦合滤波器

数字电路一般都是由多数片逻辑门电路组成，他们供电则来自于公共的直流电源。所以，这种电源并不是很理想的，很多时候是依靠整流稳压的电路进行供电，所以也会存在一定程度的内阻抗。数字电路正在处于运行时， 就会产生很大的尖峰电流或者是脉冲电流，这些电流流经到电路的公共内阻抗时，必然相互间会产生一定的影响，情况严重时会使得数字电路的逻辑功能发生混乱，甚至是陷入崩溃状态。所以数字电路在设计中针对这一情况的处理办法一般都会使用耦合滤波器去应对，常常会使用10-100μF范围之内的大电容器和直流电源再联合去滤除多余的频率成分。值得注意的是，还需要将每一集成芯片的电源与地之间接一个0.1μF的电容器，用来滤除掉开关带来的噪声干扰。

5.3接地和安装防范

科学的接地和安装工艺是数字电路设计中比较有效的措施。在实际操作中，可以把信号地和电源地分开出来，将信号地集中到一点，再把这两者用最短的导线相互连接起来，用来避免大电流流向其他器件的输入端，进而导致系统的逻辑功能失效。如果电路设计中同时有（下转第206页）（上接第75页）数字和模拟这两种器件，也需要将它们分开，再选择一个符合条件的共同点接地，皆宜消除相互之间的影响。当然也可以设计出数字和模拟两块电路板， 分别给他们配上直流电源，再把两者合适的连接起来。在电路板的设计和安装中，也必须要注意尽量将连线缩短，这就能很大程度的减少接线电容带来的寄生振荡。

数字集成电路设计范文第4篇

【关键词】数字 FPGA集成 电路验证

对于数字集成电路而言，其涉及到的工作都是比较复杂的，自身的功能也比较多样，为了在验证方面获得较高的提升，必须在验证指标、验证手段上进行优化。对于数字集成电路FPGA验证而言，其本身就是重要的组成部分，而在参数的验证和功能的分析方面，都表现出了一定的复杂特点，传统的模式无法满足现阶段的需求。所以，我们要针对数字集成电路FPGA验证的特点、目的、要求，完成各项工作的不断提升。在此，本文主要对数字集成电路FPGA验证展开讨论。

1 FPGA概述

在数字集成电路当中，FPGA所发挥的作用是非常积极的，现如今已经成为了不可或缺的重要组成部分。从应用的角度来分析，FPGA是一种现场编程门阵列，它主要是在可编程器基础上，进一步发展的产物。可编程器主要包括PAL、GAL、CPLD等等。FPGA在具体的应用过程中，具有较强的针对性，其主要是作为专用集成电路领域的服务，并且自身所代表的是一种半制定的电路。从客观的角度来分析，FPGA的出现和应用，不仅在很多方面解决了定制电路所表现出的不足，同时又在很大程度上克服了原有的问题，主要是克服了编程器件门电路数有限的缺点。由此可见，数字集成电路在应用FPGA以后，本身所获得的进步是非常突出的，并且在客观上和主观上，均创造了较大的效益，是非常值得肯定的。

2 FPGA器件介绍

随着数字集成电路的不断发展，FPGA的应用效果也越来越突出。目前，关于数字集成电路FPGA验证，业界内展开了大量的讨论。对于FPGA验证而言，需从客观实际出发。FPGA器件，是验证数字集成电路的主要工具，因此首先要在该方面做出足够的努力。在芯片流片之前，对数字集成电路的整体设计，开展有效的FPGA验证，能够针对数字集成电路的实际工作情况，进行深入的了解和分析；针对遇到的问题，可以采取有效的方案来解决，避免造成较大的损失。

相对而言，采用FPGA进行验证的过程中，硬件环境的标准是比较高的。首先，我们在验证工作之前，必须设计出相应的PCB板，完成相关系统的验证和构建。其次，在验证的过程中，必须充分考虑到成本的问题，与芯片的流片费用相比较，FPGA的验证成本较低，是主流的选择。第三，数字集成电路FPGA验证过程中，多数情况是由两个部分组成的，分别是FPGA和器件。器件主要包括开关、存储器、LED、转接头等等。

数字集成电路FPGA验证时，需针对不同的电路实施有效的验证。例如，在实际工作当中，如果是要验证EPA类型的芯片，必须对成本因素进行充分的考量。建议选择Spartan3 XC3S1500 FPGA进行验证处理。选择该类型的FPGA，原因在于，其芯片为150万门级，能够满足EPA的客观需求。同时，在FPGA的利用率方面，超过了90%，各方面均取得较好成果。

3 基于FPGA的验证环境

数字集成电路在目前的发展中，获得了社会上广泛的重视，并且在很多方面都表现出了较强的高端性。为了在FPGA验证方面取得更多的进展，必须针对验证环境进行深入的分析。本文认为，一个比较完整的验证方案，其在执行过程中，必须充分的考虑到芯片的实际工作环境，考虑到理想的验证环境，考虑到二者的具体差别。尤其是在网络的工作环境方面，其包含很多复杂的数据包，将会对最终的验证造成不利的影响。例如，我们在开展EPA芯片的验证工作中，可尝试使用OVM库类验证芯片的基本通信系统、功能，再利用FPGA的辅助验证，与时钟进行同步处理，从而选择合理的验证方式，针对数字集成电路完成比较全方位的验证，实现客观工作的较大进步。

4 关于数字集成电路FPGA验证的讨论

数字集成电路FPGA的验证工作，在很多方面都表现出了较高的复杂性和较强的技术性，现阶段的部分工作虽然得到了较大的进步，但也有一些问题，还没有进行充分的解决，这对将来的发展，会产生一定的威胁和不良影响。例如，FPGA基于查找表结构，有固定的设计约束和要求，以及定义明确的标准功能，而ASIC基于标准单元和宏单元，按照一般IC设计流程进行设计，并采用标准的工艺线进行流片，在设计时存在的选项以及需要考虑的问题往往比FPGA多很多，所以在将FPGA设计转化为ASIC设计时，需要考虑如何转化并了解这些转化可能带来的相关风险。

5 总结

本文对数字集成电路FPGA验证展开讨论，从目前的工作来看，FPGA在验证过程中，表现出的积极效果还是非常值得肯定的，各项工作均未出现恶性循环。今后，应在数字集成电路以及FPGA验证两方面，开展深入的研究，健全工作体系的同时，加强操作的简洁性。

参考文献

[1]陈玉洁，张春.基于EDA平台的数字集成电路快速成型系统的设计[J].实验技术与管理，2023，09：101-102+107.

[2]张娓娓，张月平，吕俊霞.常用数字集成电路的使用常识[J].河北能源职业技术学院学报，2023，03：65-68.

[3]吕晓春.数字集成电路设计理论研究[J]. 就业与保障，2023，12：32-33.

[4]伍思硕，唐贤健.数字集成电路的应用研究[J].电脑知识与技术，2023，19：4476-4477.

[5]闫露露，王容石子，尹继武.基于AT89C51的数字集成电路测试仪的设计[J].电子质量，2023，08：7-9.

作者简介

于维佳 （1982-），男，广西壮族自治区柳州市人。硕士学位。现为柳州铁道职业技术学院讲师。研究方向为智能检测与控制技术。

作者单位

1.柳州铁道职业技术学院 广西壮族自治区柳州市 545616

数字集成电路设计范文第5篇

[关键词]数字回波信号 数字收发 阵列雷达

中图分类号：TN957 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2023）05-0349-01

一.概述

数字阵列雷达的定义是这样的：接受和发射波束通过采用数字波束而形成的技术上的实现的有源相控雷达，因为阵列雷达具有这些特点：强大的抗干扰能力，灵活的波速扫描，大型的瞬时动态，那么未来有源相控雷达的发展目标就会是数字阵列雷达。阵列雷达的重要部位是数字收发电路，它也是收发全数字波速合成的关键电路，数字收发电路聚集了多功能模块，这些模块是数字接受，数字波形产生，大容量数据传输等而且它还能产生这些功能：对雷达信号的数字接收和数字波形的产生的等。单个数字雷达系统基本上由成千上万个数字收发电路组成。所以阵列雷达技术发展的关键方向是这些数字收发电路设计：集成化，高性能以及软件化。以此为出发点并结合S波段的阵列数字雷达的操作要求，研发出了一款新的数字收发电路模块，该模块聚集了大宽带，集成化以及软件化数字等这些功能。此模块的核心是高性能的FPGA，它是由Altera公司研制的。它实现的16通道的一体化数字收发电路设计，应用了大量的技术，其中包括数字接收技术，大容量数据传输技术，宽带延时技术等。

多通道一体化数字收发电路由很多单元组成，这些单元分别是：光电转换，时钟管理，电源管理，DDS，ADC，FPGA等这些单元。他们的主演功能是：

1.每个DDS核中的任何东西都能控制，包括相位，和幅度以及频率等，他们的主要功能是产生多种雷达中频信号，以此来实现信号发射的相位以及延时性补偿。

2.ADC的核是由8通道集成的8个相互不依赖的ADC，他们是来实现模拟中频信号道数字的转变。LVDS接口的输出是用数字信号高速运行实现的。

3.坦斯夫接口，信号处理器，逻辑单元等这些资源，这些都是由规模较大的逻辑器件来集结的。主要用于这些功能：合成数字波速，延时补偿以及高速传输数据等。

二.数字收发单元设计的原理以及重要技术

数字收发单元是位于雷达的天线上，这也是雷达的重要元件，系统可以依据雷达的指令从而计算出各个元件对应的控制编码，接下来就是通过一些模拟处理：选频，放大，混频等，这样产生所需要的信号。雷达在接收回拨信号时是由模拟电路来处理的，处理的信号为中频。并行数字信号经过数字中频产生，然后重组，打包，最后经过光纤到达后端的数字波速形成能继续进行数据处理的信号。

数字中频的定义是什么？定义是这样的：正交下的一种数字变频技术，该技术是基于高分辨率的ADC芯片，来完成信号的模拟到信号的基带的技g，而且该技术还实现了不同数字下的变频器，是通过软件编程来完成的。实现模式切换可以通过加载新的模拟软件。这种技术极大的提高了系统的灵活性，同时也降低了硬件的成本。数字中频具有很多优势，例如，具有可编程性，具有重装配性，具有开放性，以及稳定性。理想中的中频采样是通过可编程的高性能性，使采样频率接近激励号的频率，现阶段一些工程中会用到模拟信号的一些频率以及其他限制处理信号的能力。所以，在工程应用中往往会用到数字中频采样进行模拟变频核滤波处理等。

三.多通道信号技术

多通道信号技术是目前在电子领域应用最广泛的新型信号技术。相比较合成技术，多通道技术具有一些更为突出的特点，高灵活性，高分辨率，高速的频率转换时间，这些特点使得雷达在应用中能够快速，灵活的控制波速扫描核波形转换，实现各个通道间的“一致性相同”。多路集成技术的逐渐成熟是因为数字芯片技术在不断的发展。由于单个芯片能产生多路输出信号，那么这就极大地是电路设计核印刷布局布线简单化了，同时也能降低元件的复杂程度，体积以及成本。

四.电路设计

1.数字接收电路的设计

该设计是由ADC采用的LTM9011技术，而ADC恰恰又集合了多个相互独立的小型ADC，它的最高采样率是125MSPS，量化精度是十四位带宽为800MHz，即使在这种情况下高频信号输入，也具有良好的动态性能。软件无线淀架构是被数字正交解调采用的，第一，ADC对中频模拟信号实现采样和量化，从而形成中频信号。

2.波形产生路设计

全数字结构是又直接数字频率合成器采用的，控制直接数字合成器的核并产生正余弦波形，这是通过控制产生的相位字，幅度字等。也能产生相位监控核单点信号扫描等多种信号的形式。而且在当代相控阵雷达系统中也应用很广泛。成都国腾电子股份有限公司生产的GM4940，这个软件被多通道高速器件所应用。它集合了四种相互独立的核和通道，而且各个通道都可以独自来控制相位和幅度等。

结束语

本文提出的多种通道一体化数字收发电路的设计方法以及研究，它采用的是软件无线佳构体系对电路的集成化以及软件化的设计。光纤进行高速回拨和波形参数传输被本电路所采用，这样就简化了整个系统的接口和电路的设计，收发通道延时补偿是通过利用分数时延技术。宽带信号时合成的，它带有较好的福相特点，它利用的是参数化波形技术，这样可以实现雷达信号波的任意性。

参考文献

[1] 孙一超，朱晓华，黄绍斌。射频带通采样雷达数字接收机的研究和设计[D].南京：南京理工大学，2023，1-45.

[2] 胡杏，万书芹，陈钟鹏.基于混合算法的高速DDS设计[J].微电子学，2023，44（6）；782-783.

[3] 张明友.数字阵列雷达和软件化雷达[M]北京：电子工业出版社，2008：361-364.