脈沖波形的產生和整形:介紹矩形脈沖波形的產生和整形電路。 在脈沖整形電路中。介紹了最常用的兩類整形電路——施密特觸發器和單穩態觸發器電路。在本章的最后，討論了廣為應用的555定時器和用它構成施密特觸發器、單穩態觸發器和多諧振蕩器的方法。 7.1單穩態觸發器 單穩態觸發器的工作特性具有如下的顯著特點； 第一，它有穩態和暫穩態兩個不同的工作狀態； 第二，在外界觸發脈沖作用下，能從穩態翻轉到暫穩態，在暫穩態維持一段時間以后，再自動返問穩態； 第三，暫穩態維持時間的長短取決于電路本身的參數，與觸發脈沖的寬度和幅度無關。 由于具備這些特點。單穩態觸發器被廣泛應用于脈沖整形、延時(產生滯后于觸發脈沖的輸出脈沖)以及定時(產生固定時間寬度的脈沖信號)等。 7.1.1脈沖波形的主要參數 獲取矩形脈沖波形的途徑不外乎有兩種：一種是利用各種形式的多諧振蕩器電路直接產生所需要的矩形脈沖，另一種則是通過各種整形電路把已有的周期性變化波形變換為符合要求的矩形脈沖。當然，在采用整形的方法獲取矩形脈沖時，是以能夠找到頻率和幅度都符合要求的一種已有電壓信號為前提的。 在同步時序電路中，作為時鐘信號的矩形脈沖控制和協調著整個系統的工作。因此，時鐘脈沖的特性直接關系到系統能否正常地工作。為了定量描述矩形脈沖的特性，通常給出圖7-1 中所標注的幾個主要參數。這些參數是： 脈沖周期 ——周期性重復的脈沖序列中，兩個相鄰脈沖之間的時間間隔。有時也使用頻率 表示單位時間內脈沖重復的次數。
標簽： 脈沖波形
上傳時間： 2013-10-08
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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
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很好的峰值檢測電路
上傳時間： 2014-12-24
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Altium Designer 6 三維元件庫建模教程 文檔名稱：AD系列軟件三維元件庫建模教程 文檔描述：介紹在 AltiumDesigner集成開發平臺下三維模型建立和使用方法 文檔版本：V1.0 作 者：林加添（lineay） 編寫時間：2009 年1 月 QQ:181346072 第一章：介紹 在傳統的電子整機設計過程中，電路設計部門和結構設計部門（或者由外部設計工作室設計）往往是被分為 兩個完全獨立的部門，因此在新產品開發過程中，都是結構設計好了，然后出內部 PCB 位置圖給 PCB 工程師， 而結構工程師并不了解電路設計過程中一些要點。對 PCB布局一些高度較高元器件位置很多并不符合 PCB 工程 師電路設計的要求。以至 PCB 工程師不得不將就結構工程師所設計的元件布局。最后產品出來時，因為 PCB 布 局不合理等各種因素，問題百出。這不僅影響產品開發速度。也會導致企業兩部門之間發生沖突。 然而目前國內大多的電子企業都是停留于這種狀態，關鍵原因目前電路部門和結構部門沒有一個有效、快捷 的軟件協作接口來幫助兩個部分之間更好協調工作、來有效提高工作效率。而面對競爭日益激烈的市場。時間就 是金錢，產品開發周期加長而導致開發成本加劇，也延誤了產品上市的時間。這不僅降低了企業在市場的競爭力 也加速了企業倒退的步伐。對于企業來說，都希望有一個有效的協調接口來加速整機的開發速度，從而提高產品
上傳時間： 2013-10-22
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中興通訊硬件一部巨作－信號完整性 近年來，通訊技術、計算機技術的發展越來越快，高速數字電路在設計中的運用越來 越多，數字接入設備的交換能力已從百兆、千兆發展到幾十千兆。高速數字電路設計對信 號完整性技術的需求越來越迫切。 在中、 大規模電子系統的設計中， 系統地綜合運用信號完整性技術可以帶來很多好處， 如縮短研發周期、降低產品成本、降低研發成本、提高產品性能、提高產品可靠性。 數字電路在具有邏輯電路功能的同時，也具有豐富的模擬特性，電路設計工程師需要 通過精確測定、或估算各種噪聲的幅度及其時域變化，將電路抗干擾能力精確分配給各種 噪聲，經過精心設計和權衡，控制總噪聲不超過電路的抗干擾能力，保證產品性能的可靠 實現。 為了滿足中興上研一所的科研需要， 我們在去年和今年關于信號完整性技術合作的基 礎上，克服時間緊、任務重的困難，編寫了這份硬件設計培訓系列教材的“信號完整性” 部分。由于我們的經驗和知識所限，這部分教材肯定有不完善之處，歡迎廣大讀者和專家 批評指正。 本教材的對象是所內硬件設計工程師， 針對我所的實際情況， 選編了第一章——導論、 第二章——數字電路工作原理、第三章——傳輸線理論、第四章——直流供電系統設計， 相信會給大家帶來益處。同時，也希望通過我們的不懈努力能消除大家在信號完整性方面 的煩腦。 在編寫本教材的過程中，得到了沙國海、張亞東、沈煜、何廣敏、鐘建兔、劉輝、曹 俊等的指導和幫助，尤其在審稿時提出了很多建設性的意見，在此一并致謝！
上傳時間： 2013-11-15
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EDA （Electronic Design Automation）即“電子設計自動化”，是指以計算機為工作平臺，以EDA軟件為開發環境，以硬件描述語言為設計語言，以可編程器件PLD為實驗載體(包括CPLD、FPGA、EPLD等)，以集成電路芯片為目標器件的電子產品自動化設計過程。“工欲善其事，必先利其器”，因此，EDA工具在電子系統設計中所占的份量越來越高。下面就介紹一些目前較為流行的EDA工具軟件。 PLD 及IC設計開發領域的EDA工具，一般至少要包含仿真器（Simulator）、綜合器（Synthesizer）和配置器（Place and Routing, P&R）等幾個特殊的軟件包中的一個或多個，因此這一領域的EDA工具就不包括Protel、PSpice、Ewb等原理圖和PCB板設計及電路仿真軟件。目前流行的EDA工具軟件有兩種分類方法：一種是按公司類別進行分類，另一種是按功能進行劃分。 若按公司類別分，大體可分兩類：一類是EDA 專業軟件公司，業內最著名的三家公司是Cadence、Synopsys和Mentor Graphics；另一類是PLD器件廠商為了銷售其產品而開發的EDA工具，較著名的公司有Altera、Xilinx、lattice等。前者獨立于半導體器件廠商，具有良好的標準化和兼容性，適合于學術研究單位使用，但系統復雜、難于掌握且價格昂貴；后者能針對自己器件的工藝特點作出優化設計，提高資源利用率，降低功耗，改善性能，比較適合產品開發單位使用。 若按功能分，大體可以分為以下三類。 (1) 集成的PLD/FPGA開發環境 由半導體公司提供，基本上可以完成從設計輸入（原理圖或HDL）→仿真→綜合→布線→下載到器件等囊括所有PLD開發流程的所有工作。如Altera公司的MaxplusⅡ、QuartusⅡ，Xilinx公司的ISE，Lattice公司的 ispDesignExpert等。其優勢是功能全集成化，可以加快動態調試，縮短開發周期；缺點是在綜合和仿真環節與專業的軟件相比，都不是非常優秀的。 (2) 綜合類 這類軟件的功能是對設計輸入進行邏輯分析、綜合和優化，將硬件描述語句（通常是系統級的行為描述語句）翻譯成最基本的與或非門的連接關系（網表），導出給PLD/FPGA廠家的軟件進行布局和布線。為了優化結果，在進行較復雜的設計時，基本上都使用這些專業的邏輯綜合軟件，而不采用廠家提供的集成PLD/FPGA開發工具。如Synplicity公司的Synplify、Synopsys公司的FPGAexpress、FPGA Compiler Ⅱ等。 (3) 仿真類 這類軟件的功能是對設計進行模擬仿真，包括布局布線（P&R）前的“功能仿真”（也叫“前仿真”）和P&R后的包含了門延時、線延時等的“時序仿真”（也叫“后仿真”）。復雜一些的設計，一般需要使用這些專業的仿真軟件。因為同樣的設計輸入，專業軟件的仿真速度比集成環境的速度快得多。此類軟件最著名的要算Model Technology公司的Modelsim，Cadence公司的NC-Verilog/NC-VHDL/NC-SIM等。 以上介紹了一些具代表性的EDA 工具軟件。它們在性能上各有所長，有的綜合優化能力突出，有的仿真模擬功能強，好在多數工具能相互兼容，具有互操作性。比如Altera公司的 QuartusII集成開發工具，就支持多種第三方的EDA軟件，用戶可以在QuartusII軟件中通過設置直接調用Modelsim和 Synplify進行仿真和綜合。 如果設計的硬件系統不是很大，對綜合和仿真的要求不是很高，那么可以在一個集成的開發環境中完成整個設計流程。如果要進行復雜系統的設計，則常規的方法是多種EDA工具協調工作，集各家之所長來完成設計流程。
上傳時間： 2013-11-19
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印刷電路板（PCB）設計解決方案市場和技術領軍企業Mentor Graphics（Mentor Graphics）宣布推出HyperLynx® PI（電源完整性）產品，滿足業內高端設計者對于高性能電子產品的需求。HyperLynx PI產品不僅提供簡單易學、操作便捷，又精確的分析，讓團隊成員能夠設計可行的電源供應系統；同時縮短設計周期，減少原型生成、重復制造，也相應降低產品成本。隨著當今各種高性能/高密度/高腳數集成電路的出現，傳輸系統的設計越來越需要工程師與布局設計人員的緊密合作，以確保能夠透過眾多PCB電源與接地結構，為IC提供純凈、充足的電力。配合先前推出的HyperLynx信號完整性（SI）分析和確認產品組件，Mentor Graphics目前為用戶提供的高性能電子產品設計堪稱業內最全面最具實用性的解決方案。“我們擁有非常高端的用戶，受到高性能集成電路多重電壓等級和電源要求的驅使，需要在一個單一的PCB中設計30余套電力供應結構。”Mentor Graphics副總裁兼系統設計事業部總經理Henry Potts表示。“上述結構的設計需要快速而準 確的直流壓降(DC Power Drop)和電源雜訊(Power Noise)分析。擁有了精確的分析信息，電源與接地層結構和解藕電容數(de-coupling capacitor number)以及位置都可以決定，得以避免過于保守的設計和高昂的產品成本。”
上傳時間： 2013-11-18
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一、PCB設計團隊的組建建議 二、高性能PCB設計的硬件必備基礎三、高性能PCB設計面臨的挑戰和工程實現 1.研發周期的挑戰 2.成本的挑戰 3.高速的挑戰 4.高密的挑戰 5.電源、地噪聲的挑戰 6.EMC的挑戰 7.DFM的挑戰四、工欲善其事，必先利其器摘要：本文以IT行業的高性能的PCB設計為主線，結合Cadence在高速PCB設計方面的強大功能，全面剖析高性能PCB設計的工程實現。正文：電子產業在摩爾定律的驅動下，產品的功能越來越強，集成度越來越高、信號的速率越來越快，產品的研發周期也越來越短，PCB的設計也隨之進入了高速PCB設計時代。PCB不再僅僅是完成互連功能的載體，而是作為所有電子產品中一個極為重要的部件。本文從高性能PCB設計的工程實現的角度，全面剖析IT行業高性能PCB設計的方方面面。實現高性能的PCB設計首先要有一支高素質的PCB設計團隊。一、PCB設計團隊的組建建議自從PCB設計進入高速時代，原理圖、PCB設計由硬件工程師全權負責的做法就一去不復返了,專職的PCB工程師也就應運而生。
上傳時間： 2013-11-23
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信號完整性問題是高速PCB 設計者必需面對的問題。阻抗匹配、合理端接、正確拓撲結構解決信號完整性問題的關鍵。傳輸線上信號的傳輸速度是有限的，信號線的布線長度產生的信號傳輸延時會對信號的時序關系產生影響，所以PCB 上的高速信號的長度以及延時要仔細計算和分析。運用信號完整性分析工具進行布線前后的仿真對于保證信號完整性和縮短設計周期是非常必要的。在PCB 板子已焊接加工完畢后才發現信號質量問題和時序問題，是經費和產品研制時間的浪費。1.1 板上高速信號分析我們設計的是基于PowerPC 的主板，主要由處理器MPC755、北橋MPC107、北橋PowerSpanII、VME 橋CA91C142B 等一些電路組成，上面的高速信號如圖2-1 所示。板上高速信號主要包括：時鐘信號、60X 總線信號、L2 Cache 接口信號、Memory 接口信號、PCI 總線0 信號、PCI 總線1 信號、VME 總線信號。這些信號的布線需要特別注意。由于高速信號較多，布線前后對信號進行了仿真分析，仿真工具采用Mentor 公司的Hyperlynx7.1 仿真軟件，它可以進行布線前仿真和布線后仿真。
上傳時間： 2013-11-04
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在分析了Boost變換器精確離散迭代模型的基礎上，首次研究了采用周期性擴頻技術后Boost變換器中的分叉和混沌現象。通過M文件編程得到了輸出電壓隨著電路參數變化的分叉圖，驗證了它含有豐富的非線性動力學行為，而且研究了采用周期性擴頻技術對變換器中非線性現象的影響。同時，在變換器中電路參數不變的情況下，研究了周期擴頻技術的頻率在不同范圍內變化時，其中的分叉與混沌現象。本研究為更好地設計Boost變換器電路提供了一定理論基礎和應用價值。
上傳時間： 2013-11-03
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