摘要: 介紹了時鐘分相技術并討論了時鐘分相技術在高速數字電路設計中的作用。 關鍵詞: 時鐘分相技術; 應用 中圖分類號: TN 79 文獻標識碼:A 文章編號: 025820934 (2000) 0620437203 時鐘是高速數字電路設計的關鍵技術之一, 系統時鐘的性能好壞, 直接影響了整個電路的 性能。尤其現代電子系統對性能的越來越高的要求, 迫使我們集中更多的注意力在更高頻率、 更高精度的時鐘設計上面。但隨著系統時鐘頻率的升高。我們的系統設計將面臨一系列的問 題。 1) 時鐘的快速電平切換將給電路帶來的串擾(Crosstalk) 和其他的噪聲。 2) 高速的時鐘對電路板的設計提出了更高的要求: 我們應引入傳輸線(T ransm ission L ine) 模型, 并在信號的匹配上有更多的考慮。 3) 在系統時鐘高于100MHz 的情況下, 應使用高速芯片來達到所需的速度, 如ECL 芯 片, 但這種芯片一般功耗很大, 再加上匹配電阻增加的功耗, 使整個系統所需要的電流增大, 發 熱量增多, 對系統的穩定性和集成度有不利的影響。 4) 高頻時鐘相應的電磁輻射(EM I) 比較嚴重。 所以在高速數字系統設計中對高頻時鐘信號的處理應格外慎重, 盡量減少電路中高頻信 號的成分, 這里介紹一種很好的解決方法, 即利用時鐘分相技術, 以低頻的時鐘實現高頻的處 理。 1 時鐘分相技術 我們知道, 時鐘信號的一個周期按相位來分, 可以分為360°。所謂時鐘分相技術, 就是把 時鐘周期的多個相位都加以利用, 以達到更高的時間分辨。在通常的設計中, 我們只用到時鐘 的上升沿(0 相位) , 如果把時鐘的下降沿(180°相位) 也加以利用, 系統的時間分辨能力就可以 提高一倍(如圖1a 所示)。同理, 將時鐘分為4 個相位(0°、90°、180°和270°) , 系統的時間分辨就 可以提高為原來的4 倍(如圖1b 所示)。 以前也有人嘗試過用專門的延遲線或邏輯門延時來達到時鐘分相的目的。用這種方法產生的相位差不夠準確, 而且引起的時間偏移(Skew ) 和抖動 (J itters) 比較大, 無法實現高精度的時間分辨。 近年來半導體技術的發展, 使高質量的分相功能在一 片芯片內實現成為可能, 如AMCC 公司的S4405, CY2 PRESS 公司的CY9901 和CY9911, 都是性能優異的時鐘 芯片。這些芯片的出現, 大大促進了時鐘分相技術在實際電 路中的應用。我們在這方面作了一些嘗試性的工作: 要獲得 良好的時間性能, 必須確保分相時鐘的Skew 和J itters 都 比較小。因此在我們的設計中, 通常用一個低頻、高精度的 晶體作為時鐘源, 將這個低頻時鐘通過一個鎖相環(PLL ) , 獲得一個較高頻率的、比較純凈的時鐘, 對這個時鐘進行分相, 就可獲得高穩定、低抖動的分 相時鐘。 這部分電路在實際運用中獲得了很好的效果。下面以應用的實例加以說明。2 應用實例 2. 1 應用在接入網中 在通訊系統中, 由于要減少傳輸 上的硬件開銷, 一般以串行模式傳輸 圖3 時鐘分為4 個相位 數據, 與其同步的時鐘信號并不傳輸。 但本地接收到數據時, 為了準確地獲取 數據, 必須得到數據時鐘, 即要獲取與數 據同步的時鐘信號。在接入網中, 數據傳 輸的結構如圖2 所示。 數據以68MBös 的速率傳輸, 即每 個bit 占有14. 7ns 的寬度, 在每個數據 幀的開頭有一個用于同步檢測的頭部信息。我們要找到與它同步性好的時鐘信號, 一般時間 分辨應該達到1ö4 的時鐘周期。即14. 7ö 4≈ 3. 7ns, 這就是說, 系統時鐘頻率應在300MHz 以 上, 在這種頻率下, 我們必須使用ECL inp s 芯片(ECL inp s 是ECL 芯片系列中速度最快的, 其 典型門延遲為340p s) , 如前所述, 這樣對整個系統設計帶來很多的困擾。 我們在這里使用鎖相環和時鐘分相技術, 將一個16MHz 晶振作為時鐘源, 經過鎖相環 89429 升頻得到68MHz 的時鐘, 再經過分相芯片AMCCS4405 分成4 個相位, 如圖3 所示。 我們只要從4 個相位的68MHz 時鐘中選擇出與數據同步性最好的一個。選擇的依據是: 在每個數據幀的頭部(HEAD) 都有一個8bit 的KWD (KeyWord) (如圖1 所示) , 我們分別用 這4 個相位的時鐘去鎖存數據, 如果經某個時鐘鎖存后的數據在這個指定位置最先檢測出這 個KWD, 就認為下一相位的時鐘與數據的同步性最好(相關)。 根據這個判別原理, 我們設計了圖4 所示的時鐘分相選擇電路。 在板上通過鎖相環89429 和分相芯片S4405 獲得我們所要的68MHz 4 相時鐘: 用這4 個 時鐘分別將輸入數據進行移位, 將移位的數據與KWD 作比較, 若至少有7bit 符合, 則認為檢 出了KWD。將4 路相關器的結果經過優先判選控制邏輯, 即可輸出同步性最好的時鐘。這里, 我們運用AMCC 公司生產的 S4405 芯片, 對68MHz 的時鐘進行了4 分 相, 成功地實現了同步時鐘的獲取, 這部分 電路目前已實際地應用在某通訊系統的接 入網中。 2. 2 高速數據采集系統中的應用 高速、高精度的模擬- 數字變換 (ADC) 一直是高速數據采集系統的關鍵部 分。高速的ADC 價格昂貴, 而且系統設計 難度很高。以前就有人考慮使用多個低速 圖5 分相技術應用于采集系統 ADC 和時鐘分相, 用以替代高速的ADC, 但由 于時鐘分相電路產生的相位不準確, 時鐘的 J itters 和Skew 比較大(如前述) , 容易產生較 大的孔徑晃動(Aperture J itters) , 無法達到很 好的時間分辨。 現在使用時鐘分相芯片, 我們可以把分相 技術應用在高速數據采集系統中: 以4 分相后 圖6 分相技術提高系統的數據采集率 的80MHz 采樣時鐘分別作為ADC 的 轉換時鐘, 對模擬信號進行采樣, 如圖5 所示。 在每一采集通道中, 輸入信號經過 緩沖、調理, 送入ADC 進行模數轉換, 采集到的數據寫入存儲器(M EM )。各個 采集通道采集的是同一信號, 不過采樣 點依次相差90°相位。通過存儲器中的數 據重組, 可以使系統時鐘為80MHz 的采 集系統達到320MHz 數據采集率(如圖6 所示)。 3 總結 靈活地運用時鐘分相技術, 可以有效地用低頻時鐘實現相當于高頻時鐘的時間性能, 并 避免了高速數字電路設計中一些問題, 降低了系統設計的難度。
上傳時間： 2013-12-17
上傳用戶：xg262122
緒論 3線性及邏輯器件新產品優先性計算領域4PCI Express®多路復用技術USB、局域網、視頻多路復用技術I2C I/O擴展及LED驅動器RS-232串行接口靜電放電(ESD)保護服務器/存儲10GTL/GTL+至LVTTL轉換PCI Express信號開關多路復用I2C及SMBus接口RS-232接口靜電放電保護消費醫療16電源管理信號調節I2C總線輸入/輸出擴展電平轉換靜電放電保護 手持設備22電平轉換音頻信號路由I2C基帶輸入/輸出擴展可配置小邏輯器件靜電放電保護鍵區控制娛樂燈光顯示USB接口工業自動化31接口——RS-232、USB、RS-485/422繼電器及電機控制保持及控制：I2C I/O擴展信號調節便攜式工業（掌上電腦/掃描儀） 36多路復用USB外設卡接口接口—RS-232、USB、RS-485/422I2C控制靜電放電保護 對于任意外部接口連接器的端口來說，靜電放電的沖擊一直是對器件可靠性的威脅。許多低電壓核心芯片或系統級的特定用途集成電路(ASIC)提供了器件級的人體模型(HBM)靜電放電保護，但無法應付系統級的靜電放電。一個卓越的靜電放電解決方案應該是一個節省空間且經濟高效的解決方案，可保護系統的相互連接免受外部靜電放電的沖擊。
上傳時間： 2013-10-18
上傳用戶：mikesering
德州儀器(TI)通過多種不同的處理工藝提供了寬范圍的運算放大器產品，其類型包括了高精度、微功耗、低電壓、高電壓、高速以及軌至軌。TI還開發了業界最大的低功耗及低電壓運算放大器產品選集，其設計特性可滿足寬范圍的多種應用。為使您的選擇流程更為輕松，我們提供了一個交互式的在線運算放大器參數搜索引擎——amplifier.ti.com/search，可供您鏈接至各種不同規格的運算放大器。設計考慮因素為某項應用選擇最佳的運算放大器所要考慮的因素涉及到多個相關聯的需求。為此，設計人員必須經常權衡彼此矛盾的尺寸、成本、性能等指標因素。即使是資歷最老的工程師也可能會為此而苦惱，但您大可不必如此。緊記以下的幾點，您將會發現選擇范圍將很快的縮小至可掌控的少數幾個。電源電壓(VS)——選擇表中包括了低電壓（最小值低于2.7V）及寬電壓范圍（最小值高于5V）的部分。其余運放的選擇類型（例如精密），可通過快速查驗供電范圍欄來適當選擇。當采用單電源供電時，應用可能需要具有軌至軌(rail-to-rail)性能，并考慮精度相關的參數。精度——主要與輸入偏移電壓(VOS)相關，并分別考慮隨溫度漂移、電源抑制比(PSRR)以及共模抑制比(CMRR)的變化。精密(precision)一般用于描述具有低輸入偏置電壓及低輸入偏置電壓溫度漂移的運算放大器。微小信號需要高精度的運算放大器，例如熱電偶及其它低電平的傳感器。高增益或多級電路則有可能需求低偏置電壓。
上傳時間： 2013-11-25
上傳用戶：1966649934
文中介紹了一款超高頻窄帶低噪聲放大器電路，該電路結構小巧（20 mm ×13 mm ，厚度為0.6 mm），功能可靠、穩定。放大器芯片采用3SK318YB，該芯片具有高增益、低噪聲等特點。電路主要用于超高頻段微波通信，電路拓撲結構采用反饋型、穩定衰減器法和低端增益衰減法進行設計。生產成品并經測試，該產品性價比高，完全達到了設計要求
上傳時間： 2013-11-03
上傳用戶：xja31415
振蕩電路的設計-實用電子路
上傳時間： 2013-11-02
上傳用戶：moerwang
為提高弱信號檢測中的信噪比, 常采用選頻放大電路放大微弱信號, 然后利用自相關檢測技術只提取所需信號, 抑制噪聲干擾信號。
上傳時間： 2014-12-24
上傳用戶：hopy
通過NE555的巧妙使用，構成的以NE555和CD40017為一體的二十路流水燈
上傳時間： 2013-10-26
上傳用戶：lalaruby
運用PROTEL DXP 2004設計的項目“單管放大”視頻教學，完整展現了從原理圖到PCB的過程
上傳時間： 2013-11-25
上傳用戶：龍飛艇
“地”通常被定義為一個等位點，用來作為兩個或更多系統的參考電平。信號地的較好定義是一個低阻抗的路徑，信號電流經此路徑返回其源。我們主要關心的是電流，而不是電壓。在電路中具有有限阻抗的兩點之間存在電壓差，電流就產生了。在接地結構中的電流路徑決定了電路之間的電磁耦合。因為閉環回路的存在，電流在閉環中流動，所以產生了磁場。閉環區域的大小決定著磁場的輻射頻率，電流的大小決定著噪聲的幅度。在實施接地方法時存在兩類基本方法：單點接地技術和多點接地技術。在每套方案中，又可能采用混合式的方法。針對某一個特殊的應用，如何選擇最好的信號接地方法取決于設計方案。只要設計者依據電流流量和返回路徑的概念，就可以以同時采用幾種不同的方法綜合加以考慮
上傳時間： 2013-11-15
上傳用戶：498732662
PCB LAYOUT 術語解釋(TERMS)1. COMPONENT SIDE(零件面、正面)︰大多數零件放置之面。2. SOLDER SIDE(焊錫面、反面)。3. SOLDER MASK(止焊膜面)︰通常指Solder Mask Open 之意。4. TOP PAD︰在零件面上所設計之零件腳PAD，不管是否鑽孔、電鍍。5. BOTTOM PAD：在銲錫面上所設計之零件腳PAD，不管是否鑽孔、電鍍。6. POSITIVE LAYER：單、雙層板之各層線路；多層板之上、下兩層線路及內層走線皆屬之。7. NEGATIVE LAYER：通常指多層板之電源層。8. INNER PAD：多層板之POSITIVE LAYER 內層PAD。9. ANTI-PAD：多層板之NEGATIVE LAYER 上所使用之絕緣範圍，不與零件腳相接。10. THERMAL PAD：多層板內NEGATIVE LAYER 上必須零件腳時所使用之PAD，一般稱為散熱孔或導通孔。11. PAD (銲墊)：除了SMD PAD 外，其他PAD 之TOP PAD、BOTTOM PAD 及INNER PAD 之形狀大小皆應相同。12. Moat : 不同信號的 Power& GND plane 之間的分隔線13. Grid : 佈線時的走線格點2. Test Point : ATE 測試點供工廠ICT 測試治具使用ICT 測試點 LAYOUT 注意事項:PCB 的每條TRACE 都要有一個作為測試用之TEST PAD(測試點)，其原則如下：1. 一般測試點大小均為30-35mil，元件分布較密時，測試點最小可至30mil.測試點與元件PAD 的距離最小為40mil。2. 測試點與測試點間的間距最小為50-75mil，一般使用75mil。密度高時可使用50mil,3. 測試點必須均勻分佈於PCB 上，避免測試時造成板面受力不均。4. 多層板必須透過貫穿孔(VIA)將測試點留於錫爐著錫面上(Solder Side)。5. 測試點必需放至於Bottom Layer6. 輸出test point report(.asc 檔案powerpcb v3.5)供廠商分析可測率7. 測試點設置處:Setuppadsstacks
上傳時間： 2013-10-22
上傳用戶：pei5
