精度高满足 50/60Hz IEC687/1036 标准的准确度要求，在 1000：1 的动态范围内 误差小于 0.1%； 数字脉冲输出，平均有功功率直接以数字脉冲输出能直接驱动步进电机，实时有 功功率以数字脉冲形式输出方便仪表校验； 内置晶振； 低阈值启动，启动电流小于 0.4%Ib； 片内集成防潜动功能； 宽模拟信号输入范围可以输入峰峰值为±1V 模拟信号； 片内集成电源电压检测功能，当电源电压降低到 4V 时芯片复位，停止工作； 片内集成高精度、高稳定 2.5V 基准电压源绝对偏差小于±5%，温度系数小于± 25ppm/℃； 低功耗5V 单电源工作，工作时
单相有功功率计量芯片 忑海枓技 图形 功能框图 管脚图(顶视图) 精度测试电路 图图图图图圖图图图图图图图图图图图 测量精度(≡) 变频测试结果( 变频测试结果( 变频测试结果( 基准电压随温度变化图 信号流图 电流通道接入方法一(电阻采样) 电流通道接入方法二(电流互感) 电压通道接入方法一(电阻分压) 电源电压检测信号波形 通道失调对有功功率计算的影响图 数字一频率转换框图 ,,输出时序图 封装轮廓图 表格 管脚描述 表表表表表表表 性能指标(环境温度 表:锰铜电阻()的参考取值(增益为倍) 输出频率与输入电流关系表 最夶频率表 时序参数表 极限工作条件 深圳市芯海科技有限公司版权所有,侵权必究 3/21 单相有功功率计量芯片 忑海枓技 主要特点 冫精度高,满足50/60 HZ IEC687/1036标准嘚准确度要求,在1000:1的动态范围内, 误差小于0.1‰; 数宇脉冲输出,平均有功功率直接以数宇脉冲输出,能直接驱动步进电杋,实时有 功功率以数字脉冲形式输出,方便仪表校验; 内置晶振 低阈值启动,启动电流小于0.4‰Ib 片内集成防潜动功能; 宽模拟信号输入范围,可以输入峰峰佰为±ⅣV模拟信号 片内集荿电源电压检测功能,当电源电压降低到4V时,芯片复位,停止工作; 片内集成高精度、高稳定2.5V基准电压源,绝对偏差小于±5%,温度系数小于± 25ppm/C 低功耗,5V单電源工作,工作时功耗小于20mW; 冫宽工作温度范闱,满足工业标准一40~85℃ SOP8封装 功能概述 CSE7758是用于电能计量的高精度、髙性能集成电路,它将平均有功功率鉯频率的 形式直接输出,并且可以直接驱动步进电机 平均有功功率由电流、电压乘积后经低通滤波得到,再经电压一频率转换,以频率 的形式從Fl1、P管脚输出,同吋实吋有功功率从C管肽输出高频信号,用于仪衣校验。 CSE7758采用高精度ADC和DSP相结合的技术,片内集成高稳定的基准电压,对温 度、纹波等外界T扰的敏感度很低,在很恶劣的外界条件下也能维持高的计量准桷度及 稳定性 CSE7758片内设计有抗混叠滤泼器,最大程度地减小了片外滤波器嘚要求 CSE7758电流、电压通道电路一致,本身引起相位误差忽略个计。 片内有电源电压检测电路,当电源电压降低到4V时,芯片自动复位,检测电路的 检测閾值设计有约0.1V的滞回电压区间,避免了电源电压上的起伏噪声而引起的误复 位 模拟输入电压通道模拟信号输入,最大输入电压范围士Wp,GND与V2N 构成差汾信号 GNL 模拟地 模拟地 校正频率输出,该输出包含有陘时冇功功率的信息,CF与F1, 数宇输出 F2的频率关系,参考后文 7P2数字输出平均有功率的频率形式输出,鈳直接驱动两相步进电机 8 !数字输平均有功功率的频率形式输出,可直接驱动两相步进电札 深圳市芯海科技有限公司版权所有,侵权必究 5/21 单相有功功率计量芯片 忑海枓技 性能指标与实测结果 性能指标 表2:CSE7758性能指标(环境温度25°C,ⅴ DD/GND-50V) 参数名 最小典型最大单位 测试条件 精度指标 电流通道PGA增益為16,电压道 测量误差 0.1 %/道输入为交流士500N,电流通道 PGA输出信号为1mV~1V(1000:1 动态范围) 电沇通道PGA增益为16,频率为 主时钟频率 Fy Mm/使用内置时钟 545 数字端口接口电平 输入高電平电压VIH 输入低电平电压VL 0.8 输出高电平电压VOH 4.0 输出低电电压V0L 0.5 V 输出驱动电流1[1010 mA|F1、F2管脚 输出驱动电流2102 ACF管脚 电源与功耗指标 电源电压 VDD 4.755.00 V 电路功耗 20 深圳市芯海科技有限公司版权所有,侵权必究 8/21 单相有功功率计量芯片 忑海枓技 潜动测试 CSE7758将电压通道、电流通道的信号经过ΣΔADC转换并经过高通滤波,然後相 深圳市芯海科技有限公司版权所有,侵权必究 9/21 单相有功功率计量芯片 忑海枓技 乘,相乘的信号再经过低通滤波、数宇到频率转换后,通过CF、F1、F2管脚 输出数字脉沖,其信号流框图如上图所示 该功率信号经过低通滤波后,同样得到正确的有功功率值acme=x× 非正弦电压电流输入 本芯片的有功功率计算,同样适合非正弦输入的有功功率计算,棖据傅立叶分解, 设定电压为 ()=V+∑Vxsi(·o·+a N≠0 其中:()为瞬时电压值 电压的直流分量 为N次电压谐波幅度 C·—为N次电压谐波的相位 电流为 ()=0+∑xsin(·+B.) 其中:()——为瞬时电流值 电流的直流分量 深圳市芯海科技有限公司版权所有,侵权必究 10/21

详尽给出了CMOS模拟集成电路的原理鉯及背景知识给出了分层设计的具体方法，实例丰富658页，内容充实
国外电子与通信教材系列 CMOs模拟集成电路设计 (第二版) CMOS Analog circuit Design Second edition [美] Phillip ,cmn 序 2001年7月间,电孓业出版社的领导同志邀请各高校十几位通信领域方面的老师,商量引进 国外教材问题。与会同志对出版社提出射计划分赞同,大家认为,这对峩国通信事业、特别是对 高等院校通信学科的教学工作会役有好处 教材建设是高校教学建设的耍内容之一编写,出版本的教材,意味着开设叻一门好的 果程,甚至叮熊预示着一个崭新学科的诞生。20世纪4年代MT林肯实验室出版的一套本霄 达从书,对近代电子学科、特别是刈雷达技术的動作用.就是个很好的例子 我国领导部门对教材建设一直非重视ε2世纪80年代,在原教委教材编丰委员会的领导下 汇集了高等院校几百位富有敎学经验的专家编写、出版了大批教材;很多院校还根据学校的特点 和髂奖,陆绒编与∫大早的讲义和参茗书。这教材对高校的袭学工作发挥叻极好的作用近年来 随省教学改革不断涂人和科学技术的飞速进步,有的教衬内容已比较陈旧、蒋后,难以适应教学的要 求,特别是在电学和通信技术发展神速、可以井是日新月异的今天,如何适应这科情况,更是一个 必狈认真考虑的问题解决这个问题陰了依靠高恔的老师和专家擻寫新的符合要求的教科书外,引 进和出版一些树外优秀电∮与通信教材,尤其是有选择地进一扎英文原版教材,是会有好处的。 年多来,电子工业絀版社为比做了很多工作他们成立了一个“国外电子与通信教材系列” 项目组,选派了富有经验的业务骨干负责有关工作,收集了230余种通信敎材和参考书的详细资料 调来了100余种原版教材样书,依靠20余位专家组成的出版委员会,从中精选了40多种,内容 肀富,覆盖了电路理论与应用、信号與系统、数字信号处理、微电子、通信系统、电磁场与微波等 方面,既可作为通信专业本科生和研究生的教学月书,也可作为有关专业入员的參考材料。此外, 这批教材,有的翻译为中文,还有部分教材直接影印出版,以供教师用英语直接授课希望这些教 材的引进和出版对商校通信教學和教材改革能起…定作用 在这甲,我还要感谢参加工作的各位教辍、专家、老帅与參加翻译、編辑和出版的岡志们。各 位专家认真负责、嚴谨细欽、不辞辛劳、不怕琐碎和精益求精的奁庋,充分体现了屮国教育作者 和出版r作者的良好美德 随着我国经济建设的发展和科学技术的鈈断进步,对高校教学工作会不断提出新的要求和希 望我想,无论如何,耍做好引进国外教材的工作,一定要联系我国的实际。教材和学术专著鈈同, 既婓注意科学性、学术性,也要重视叮读性,要深人浅出,便J读着自学:引进的教材要适应高校 教学改革的需婆,针对H前一些教材内春较为的叫題,有目的地引进一些先进的和止在发展中 的交叉学科的參考书;要与国内出版的教材相套,安排好出版英文原版教材和翻译教材的比例 我们努力使这套教材能尽量满足上述要求,希望它们能放在学生们的课桌上,发挥一定的作用。 最后,预祝“国外电子与通信教材系列”项目取得成功.为我国电子与通信教学和通信产业的 发展培士施肥也恳切希望读者能对这些书籍的不足之处、特别是翻译中存在的问题,提出意见和 建義,以便再版时更正。 工程院院上、清华大教授 国夕电子与通信教材系列”出版委员会主任 出版说明 进入21世纪以来,我国信息产业在生产和科方面都大加快了发展速度,并已成为国民经 济发展的支柱产业之一但是,与世界上其他信息产业发达的国家相比,我图在技术开发、教育培 训等方面都还存在着较大的差距。特别是在加人WTO元的今天,我国信息产业面临着国外竞争对 于拊严峻挑战 作为我国信息广业的专业科技出版社,峩们始终关注着全球电子信息技术的发晨方向,始终把 引进国外优秀电子与通信信息技术教材和专业书籍放在我们[作时重要位置上在2000全2001 年囝,我社先后从世界著名出版公司刂进出版了40余种教材,形成了一套“国外计算机科学教材 糸刘”,在全国高校以及科卌部门中受到了欢迎刈好評,得到了计红机领成的广人教师与科研作 者的充分肯定 引进和出版一些网外优秀申子与通信教柿,月其是有选择地引进一批英文原版教材,将囿助于 我国信息产业培养具有际克争能力技术点才,乜将有助于我倒医内在电子与通信教学工作中掌 握和跟踪网际发展水酽。根据网内信息產业的现状、教育部缓关于“十”期间普通高等教育教材 建设与改革的意见》的指示精神以及高等院校老师们反唤的各种意见,我们决定引進国外电了与 通信教材系列”,并随后开展了大量准备工作此次引进的国外电子与通信教材均来自国际著名出 版商.其中影印教材约占一半。教材内容涉及的学科方向包括电路理论与应用、信号与系统、数字 信号处理、微电子、通信系统、电磁场与微波等,其中既有本科专业课程教材,也有研究生课程教 材,以适应不同院系、不同专业、不同居次的师生对教材的需求,广大师生可自由选择和自由组合 使用我们还将与國外出版商一起,陆续推岀一些教材的教学支持资料,为授课教师提供帮助。 此外,“国外电子与通信救材系列”的引进和出版工作得到了教部高等救育司的大力支持利 帮助,其中的部分引进教材已通过“教育部高等学校电子信息科学与上程关专业教学指导委员会” 的审核,并得到教育部高等教育司的批准,纳入“教育部高等教育司推荐一时外优秀信息科学 与技术系列教学用书 为倣好该系列教材的耐译工作,我们请了清华夶学字、北京大、北克邮电人字、东南大学、 两安交通大学、天津大学、西安电子科技大学电子科長大学等著名高校的教授和骨千教师参與教 材的翻译和宙校⊥作许多教授在国内电子与通信女业领域享有较高的声望,具有丰富教学经验 他们的渊博学识从棖本上保讪了教材的翻譯质量和专业学术方面白严格与准确我们在此对他们竹 ˇ勤工作与寘献表示衷心的感谢。此外,对」编髯的迄择,我们达到了专业对∏;对于從吳文原书 中发现的错误,我们通过与作者联绍、从內L下载期误表等方式,逐一进行」修订;同时,我们对 审校、排版、印制质量进行了严格把关 紟后,我们将进一步加强同各高校教师的密炽关系,努力引进更多的国外优秀教材和教学参考 书,为我国电子与通信教材达到世界先进水平而努仂。由于我们对国内外电子与通信教育的发展仍 有在一些认识上的不足,在选题、翻译、出版等方面的作中还有许多需要改进的地方,恳请广夶 师生和读者提出批评及建议 电了T业出版补 教材出版委员会 主任吴佑寿中国工程院院」、清华大学教受 主任林金桐北京邮电大学婈长、教授、博士生导师 杨千里总参通信部副部长中国屯亍学会会士、副理事长 中国通信学会常务理事 委员林孝康清华大学教投、博士牛导师、电孓工程系副主任、逦信了微波研究所所长 教育部电子息科学与工程类专业教学指守分委员会委歧 徐安士北京大学教授、博士生导师、电子學呆主任 教育部电了信息与电气学科教学指导委员会委员 樊昌信阿安电子科技大学教授、博上生导师 中国通信学会理事、IFi会 程时盺东南大學教授、博十牛評师、移动仁国家重点实验主任 邯道银天津大学闢校长、教授、博土生导卯 教育部电子信息科学与工程类专业教学指导分委员会委员 阮秋琦北京交通大学教授、博士生导师 计算机与信息技术学院院长、信息和学研究所所长 张晓林北京航空航大大学教授、博亠苼导师、电子信息工程学院院长 数台部电子倍息科学与主气信息类基础程教学指导分委员会委员 郑宝卡南京邮忘学院副院长、教授、博士4導 教育部电子信息与电气学科教学档导秀员会委员 朱世华两安交通人学校长、歡授、悯士生导庫、电∫与信息⊥程学院院长 教育部电子信息科学与工程类专业教堂指导分委鼓会委员 彭片琮电了枓技大学教授、博十生导师、通仁与信息T程学院院长 救育部中子信息杯学与电信总類础课程教学指导分委员会委员 毛军发}海交通大学教授、博士生导师、电∴信息与电气T程院副院长 教台部电了信息与电气学科搜学指导员會委员 赵尔沅北京邮电大学教授、《中国邮高校学报(英文版)》编委会主任 钟允若原邮电科学研究院副浣长、总工师 刘彩中国通信学会叫理倳长、秘书长 杜振民电子工业出版社原副社长 王志功东南大学教授、博亠生导师、射频与光电集成电路研究所所长 教育部电子信息科学与電气信息类基础课程教学指导分委员会主任委员 张中兆 哈尔滨比大学敏授、溥士生导师、电子与信羔技术研究院院长 范平心西南交涵大学敎授、博上导师、计算机与通信L程学院院长 译审者序 “ CMOS Analog Circuit Design”(即《CMos模拟集成电路设计》)一书是由正EE会员、美 国佐治亚理工学院教授 Phillip e.Alen与 Cygnal集成产品公可的共同创立者之一、现公司副总裁 和首席技术官 Douglas R.Hobe合作写出的关于CMos模拟电路设计的专著,第一版干19g 牛问世作者以丰的经验在书中给出的“设计秘诀”深妥读者欢迎。此后经过15年坚持不懈 的努力,尤其通过学术界与T业界的结合,使第二版更具特色:在内容上,将理论与实践融为一 体,對第·版在模拟电路设计方商的观点和掇念进行了大量补充,在收录教学实践中不同层次学 生时需求、恩考和观念以及问题解绺的同时,还针對L业界的需求和问懸给出了分析和解释;在 结构上.对全书进行了相应调整.使之更活座当前技术发展的需求,因此.本书不仅前以作为人 专院校相關专业的教材,而且可以作为半导体和集成电路设计领域科技人员的参考书 我们受电子工业出版社的委托、对诙书的2002年版(即第二版)进行了翻誶,旨在为我国 正在蓬勃兴起的集成电路尤其是模拟集成电路没计人才的培粪振供有价值的参考书,并为采用该 原版教材进行双语教学的师生提供对照阅读的中译本 本书第1~6章由冯军教授主持翻译,第7~10章和附录由李智群博士主持翻译,全书由王 志功教授审校 2003年在东南大学无线电T程系射频与光电集成电路研究所从事研究工作的部分本科生和 研究生为本书的翻译做了大量准备工作,在此对他们表示感谢 鉴于时问紫迫和译者沝平,译文中难免有错误之处,请读者批评指正 译者:冯夲,李智辟 审校者:王志功 前言 本书第二版的日的仍然是介绍CMOS模找电路的设计方法,只是电路設计的介绍远不止是给 出一些电路的例子以及分析方法,它还包括在分层次设计方式中必须用到的基础知识和背景知 识、以便初学易于理解。本书最重妟的就是许授采用CMoS技术设计模拟集成屯路的概念这 些概念能使读者理解模拟CMOS电戤的作原理以及如何改变电路性能,在当今依靠計算机的情 沉下,至关重要的一点就是继续保持人对设计的控制,知道希望得到什么,当模拟结果有误时如 何辨別。随着集成电略设讣变得越来樾复杂,了解电路怎祥工作变得越来越重要如果不了解申 烙的工仵原理,进行电路的模拟可能会引起错误的结果 读者应怎样获取关于电路工作嘚知识呢?这是本书第二版致力解次的问题在抉取灯识的过 程中有这样儿个重要的步骤:首先,学会分析电路。这种分应能导出简单、易懂且鈳在不同场 合重复应用结果其次,以分层次的观点来看模拟集成电路的设计、这就意味若设计者要能够 湑焾怎样利用了电路形成整体电路。怎样用简单电路杺成复杂电路,等等第三,列出一些步骤 以便帮助初学者做出一些实用的设计。这就形成了一些所谓的“设计秘诀”,在第┅版中曾很受 欢迎、因此在第二版中又做了些补充有一点很重要,这就是设计者了解CMOS模拟电路设计有 三种简单的输出,它们是:(1)电路图:(2)直流电鋶;(3)宽长比、绝大多数设计流程或者“秘 诀”都可以很容易地围绕这三种输出组织起来 15年以前,人们还不清楚CMOS技术会对模找电路设计产生多么偅要的影响。然而,现在 已经非常清楚.CMOS投术已成为混合信号不境中模拟电路设计的一种选择这种技术并不是设 计者必须的选择,而是工业界嘚必然倾向,他们希用杯准控术实魂樓拟电路和数字电路。为此 第一版的《CMOS模拟集成电路设计》在这个主题上率先满足了该领域对教科书的需求,该书不 仅广泛应用于工业界,而且在世界各地的学校也都获得了广泛的应用和第一版一样,第版也 未包含BT技术随者时间的推移人们将会肴到这种选择的明智。缩写本书第二版的目的就是对 第一版在模拟电路设计方而的观点和概念进行补允 第版的編写酝酸了很长时间,来用一種独特的下业界和学术界相结合的方式这种结合 在过去的15年中就已经出现在本书的第一作者所执教的淫训班上:自笫一版以来巳经举办∫50 多期培圳班,来白世界各地的1500多名τ程师参加了培训在培训班上这些工程师根知道CMOs 槐拟电路设计的观点和概念对这些问题的回答大部分都被納人第二版中除此之外,在过去的 10-15年里,作者一直在佐治亚理学院和得克萨斯大学奧斯汀分校讲授这些材料,这些经历为 我们提供了一些来自于學生的思考问题的观念,这些观念乜都包含在第二版中。同样,这些材料 对理沦的应用也形成了大量测试性习题它们现在也被收录进第二版中第一版有335个习题 第二版有500多个习题并且大部分都是新的 本书第二版的读者和第一版基本相冋。第一-版对于耶些刚开妒接蝕CMoS模拟电路设计嘚初 学者米说是非常有用的许多人告诉作者,这小书已成为他们吕学工作中一本便捷的参考书,而 第二版无论是对新手还是对|业界富有纤验的T程师米说都将继绩保持共价值.即使是技术继续 发魇,书中讨论的原理利概念也不会过时 本书的另一部分读者是学生那些从学校毕业井且想進入CMS模拟设计领域的学生还不适 应W界的要求。我们希望第二版成为教师和学生们的一种工具,帮他们满足业界的要求为了促 进这一目标的實现,两个作者都提供了网址,允许下载pdf格式的短训班课程的幻片、课程进 度表、课堂笔记以及习题和解答:在www.aicdesign.org(丑E.Alen)和www.holberg.org(D.R Holberg)上可以找到更多的信息这些網弟一直在不断更新,我们欢迎老师和同学们使用上面的 信息和教学辅助材料。 第二版在第一版的基础上做了大范围的修改这些修改包括將第一版中的第4章移到第二版 的附录B中。第一版中的比较器是在算放大器之前讲解的第二版中将比较器放到了运算放大 器之后,自从第一版絀版以后的5午里,比较器更像一个传感放大器而不是个没补偿的运 算放大器:另一个上要的交化是川进第9章的开关电容电路,这样做有两个原因:開关电容在模 拟电路和系統设计中都是非常重要约,这些知识对于学习第10覃中有关数棋、模数转换器来说 鄞是必需的第一版中的第11章被去掉叻原本计划用一章讨论包含锁相环和v的模拟系统 来代它,但因时闻系而未能实现。第版竹习题放在各章之后.目的是强化和扩充关J这个 主题嘚原翅和概念 木书的层次结构如表1.12所斥第1章给出了介绍MOS伏拟电路设计所必需的些知识 这一章对CMOs模拟电跻设计进行了概述,定义了符号和一些术语,扼要介绍了模袱信号处进, 最后给出了模拟CMOS设计的一个例子,这个例子若重强调了设计中的层次。第2章和第3章构 成了模拟CMOS设计的基础,介紹了CMs技术和器件模型第2章介绍了用于各种元器件的 CMOS技术,这些器件包括:Mos器件、pn结、与CMOS技术兼容的无源器件和渚如横向BT 衬底BT和锁存器等的其怹器件。这一章还用了一节专门介绍集成电路版图的影响在这里说明 了集成电路中物理层设计与电路设计具有同样的重要性,许多好的电蕗设计会因为低劣的物理层 设计或版图设计而失败第3章个绍丁器们模型关健问题,它将贯穿全书被应用于电路分析以 预测CMS电路的性能。这—嶂的核心就是介绍—个足够好的模型,能够被用来在士0%士20% 的误差范围内分析CMoS电路的性能.而旦便于设计者观察和理解计算机模拟可以釆更糟確 的电路模型,但是不能给出有关电路的任何直观的图像和理解。这章中给出的模型包括 MN的大信号和小信号模型,考频丬影响的僕型另外,该嶂还介绍∫怎样对MOSF 中嗓声和温度的影响以及兼容的无源兀件建立摸玊。这一章还讨论了算机模拟的模型,虽然这 个问题的短杂度远远超出了夲书的范围,但是给出的些基本思想有利于读者对计算机模拟模 型有听认讥此外还介绍了其他一些模型,诸如亚阈区⊥作的模型以及怎样用SFCE對 MOSFET 电路进行计算机模拟 第4章和第5章介绍子电路和放大器,这些电路将被用来设计诸如运算放大器等更复杂的模 拟电路。第4章介绍 MOSFET的开关应用、然后是MOS二极管或有源电阻接下来介绍电流漏 和镜像电流源等关键子电路。这些子电路的介绍涵盖了一些重要的设计概念,例如负反馈、設计 中的折中以及匹配原理最后,介绍了独立基溎电压、电流和带隙基准电压。这些基准电路提供 不受电源以及温度影响的电压或电流苐5章介绍各种形式的放大器,用大信号和小信号性能来 描述它们的特征,有时也考虑噪声和带霓。放大器的种类包括反相放大器、差分放大器、共源共 栅放大器、电流放人器以及输出放人器最后一节亡诧怎样用本章中的放大器模块构成高增放 大器 第6章、第7章和第8章介绍灬些复雜模拟电路的实例第6章介紹一个简咿的两级远算放