原创 【博客大赛】运算反馈放大器及类Gray码电路和版图的设计

设计思路

1.类Gray码介绍

类Gray码是一种循环二进制码，它们的主要特点是对计数方式加以约束，每次计数时相邻数之间只允许1bit变化，即发生零竞争，从根本上限制了多位同时变化带来的数据的不确定性，类Gray码应用在时序电路中可以防止竞争，以下是十六进制与类Gray码的对比：

2.类Gray码模9递增卡诺图与表达式

由表（2）和表（3）我们不难发现计数器所需的基本单元有反相器，二输入与非门，三输入与非门。

同时需要D触发器，本实验设计了一带清零的DFF，由DFF加上基本门实现模9递增计数。

而运放则需要电容电阻和最基本的MOS管（构成差分对），具体连接则要参看下面的电路图。

1.基本单元  

1.数器及反馈放大器

反馈放大器电路图：

波形仿真

自上而下为D、CLK、CLR、Q、QB，由波形观察知道在时钟上升沿的时候Q状态跳变，变为与D相同的状态，同时在CLR=0时，Q=0；实现了清零的功能。

自上而下依次为Q3、Q2、Q1、Q0、CLK、CLR，由波形看出状态从0000--0001--1001--。。--1111--0000，循环下去，正好是类Gray码的前九个状态的循环递增。同时在CLR=0时，Q的四个状态都为0。

由上图知在输出下降至0DB时的相角约为75°，相位裕量小于180°，运放稳定不会产生振荡，能够保持稳定，电路可以正常工作。

输入信号为幅值为100mv的正弦波，由仿真波形知输出也是正弦波，但是放大了四倍。而由上面反馈放大器电路图的知，放大倍数为1+R3/R4=4；完全正确；其中R3=30k欧，R4=10k欧。

总结体会

1.在制作电路图的时候，也可以进行符号图的制作，但要注意两者的区别与关系，不能混淆；在进行波形仿真时，要注意参数的设置，注意其中的技巧，不然的话，可能不出现仿真结果。

2.在版图绘制过程中，可以通过DRC检查错误，而且错误绝大多数原因是不满足版图绘制的规则，即最小准则；在进行LVS对比时，如果出现结果不相等，多半是因为宽长比不一致造成，这样就要回到电路图或版图中修改参数，直到相等。

3.通过这次实验,掌握了candence软件制作芯片的流程，以及如何写指令，进行DRC及LVS校验。

4.通过这次实验，让我加深了对版图的制作过程的印象，更理解了原先单靠书本学来的知识，与此同时，自己也了解到真正的芯片设计过程是多么的不容易，每一部小错误都会对下面的结果造成不可预测的影响。

5.通过这次实验让自己认识到自己在专业方面的知识还很欠缺，很多时候并不是真正的理解，只是囫囵吞枣似的记忆。