本文針對傳統(tǒng)儀用放大電路的特點(diǎn)，介紹了一種高共模抑制比儀用放大電路，引入共模負(fù)反饋，大大提高了通用儀表放大器的共模抑制能力。
上傳時間： 2013-11-10
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摘要: 介紹了時鐘分相技術(shù)并討論了時鐘分相技術(shù)在高速數(shù)字電路設(shè)計中的作用。 關(guān)鍵詞: 時鐘分相技術(shù); 應(yīng)用 中圖分類號: TN 79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號: 025820934 (2000) 0620437203 時鐘是高速數(shù)字電路設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之一, 系統(tǒng)時鐘的性能好壞, 直接影響了整個電路的 性能。尤其現(xiàn)代電子系統(tǒng)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(shè)計上面。但隨著系統(tǒng)時鐘頻率的升高。我們的系統(tǒng)設(shè)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?dāng)_(Crosstalk) 和其他的噪聲。 2) 高速的時鐘對電路板的設(shè)計提出了更高的要求: 我們應(yīng)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(tǒng)時鐘高于100MHz 的情況下, 應(yīng)使用高速芯片來達(dá)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(tǒng)所需要的電流增大, 發(fā) 熱量增多, 對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和集成度有不利的影響。 4) 高頻時鐘相應(yīng)的電磁輻射(EM I) 比較嚴(yán)重。 所以在高速數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計中對高頻時鐘信號的處理應(yīng)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(shù), 以低頻的時鐘實(shí)現(xiàn)高頻的處 理。 1 時鐘分相技術(shù) 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(shù), 就是把 時鐘周期的多個相位都加以利用, 以達(dá)到更高的時間分辨。在通常的設(shè)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(tǒng)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(tǒng)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(dá)到時鐘分相的目的。用這種方法產(chǎn)生的相位差不夠準(zhǔn)確, 而且引起的時間偏移(Skew ) 和抖動 (J itters) 比較大, 無法實(shí)現(xiàn)高精度的時間分辨。 近年來半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展, 使高質(zhì)量的分相功能在一 片芯片內(nèi)實(shí)現(xiàn)成為可能, 如AMCC 公司的S4405, CY2 PRESS 公司的CY9901 和CY9911, 都是性能優(yōu)異的時鐘 芯片。這些芯片的出現(xiàn), 大大促進(jìn)了時鐘分相技術(shù)在實(shí)際電 路中的應(yīng)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(shè)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(huán)(PLL ) , 獲得一個較高頻率的、比較純凈的時鐘, 對這個時鐘進(jìn)行分相, 就可獲得高穩(wěn)定、低抖動的分 相時鐘。 這部分電路在實(shí)際運(yùn)用中獲得了很好的效果。下面以應(yīng)用的實(shí)例加以說明。2 應(yīng)用實(shí)例 2. 1 應(yīng)用在接入網(wǎng)中 在通訊系統(tǒng)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(shù)據(jù), 與其同步的時鐘信號并不傳輸。 但本地接收到數(shù)據(jù)時, 為了準(zhǔn)確地獲取 數(shù)據(jù), 必須得到數(shù)據(jù)時鐘, 即要獲取與數(shù) 據(jù)同步的時鐘信號。在接入網(wǎng)中, 數(shù)據(jù)傳 輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)如圖2 所示。 數(shù)據(jù)以68MBös 的速率傳輸, 即每 個bit 占有14. 7ns 的寬度, 在每個數(shù)據(jù) 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(yīng)該達(dá)到1ö4 的時鐘周期。即14. 7ö 4≈ 3. 7ns, 這就是說, 系統(tǒng)時鐘頻率應(yīng)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(tǒng)設(shè)計帶來很多的困擾。 我們在這里使用鎖相環(huán)和時鐘分相技術(shù), 將一個16MHz 晶振作為時鐘源, 經(jīng)過鎖相環(huán) 89429 升頻得到68MHz 的時鐘, 再經(jīng)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(shù)據(jù)同步性最好的一個。選擇的依據(jù)是: 在每個數(shù)據(jù)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(shù)據(jù), 如果經(jīng)某個時鐘鎖存后的數(shù)據(jù)在這個指定位置最先檢測出這 個KWD, 就認(rèn)為下一相位的時鐘與數(shù)據(jù)的同步性最好(相關(guān))。 根據(jù)這個判別原理, 我們設(shè)計了圖4 所示的時鐘分相選擇電路。 在板上通過鎖相環(huán)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(shù)據(jù)進(jìn)行移位, 將移位的數(shù)據(jù)與KWD 作比較, 若至少有7bit 符合, 則認(rèn)為檢 出了KWD。將4 路相關(guān)器的結(jié)果經(jīng)過優(yōu)先判選控制邏輯, 即可輸出同步性最好的時鐘。這里, 我們運(yùn)用AMCC 公司生產(chǎn)的 S4405 芯片, 對68MHz 的時鐘進(jìn)行了4 分 相, 成功地實(shí)現(xiàn)了同步時鐘的獲取, 這部分 電路目前已實(shí)際地應(yīng)用在某通訊系統(tǒng)的接 入網(wǎng)中。 2. 2 高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用 高速、高精度的模擬- 數(shù)字變換 (ADC) 一直是高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的關(guān)鍵部 分。高速的ADC 價格昂貴, 而且系統(tǒng)設(shè)計 難度很高。以前就有人考慮使用多個低速 圖5 分相技術(shù)應(yīng)用于采集系統(tǒng) ADC 和時鐘分相, 用以替代高速的ADC, 但由 于時鐘分相電路產(chǎn)生的相位不準(zhǔn)確, 時鐘的 J itters 和Skew 比較大(如前述) , 容易產(chǎn)生較 大的孔徑晃動(Aperture J itters) , 無法達(dá)到很 好的時間分辨。 現(xiàn)在使用時鐘分相芯片, 我們可以把分相 技術(shù)應(yīng)用在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中: 以4 分相后 圖6 分相技術(shù)提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集率 的80MHz 采樣時鐘分別作為ADC 的 轉(zhuǎn)換時鐘, 對模擬信號進(jìn)行采樣, 如圖5 所示。 在每一采集通道中, 輸入信號經(jīng)過 緩沖、調(diào)理, 送入ADC 進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換, 采集到的數(shù)據(jù)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(diǎn)依次相差90°相位。通過存儲器中的數(shù) 據(jù)重組, 可以使系統(tǒng)時鐘為80MHz 的采 集系統(tǒng)達(dá)到320MHz 數(shù)據(jù)采集率(如圖6 所示)。 3 總結(jié) 靈活地運(yùn)用時鐘分相技術(shù), 可以有效地用低頻時鐘實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于高頻時鐘的時間性能, 并 避免了高速數(shù)字電路設(shè)計中一些問題, 降低了系統(tǒng)設(shè)計的難度。
標(biāo)簽： 時鐘 分相 技術(shù)應(yīng)用
上傳時間： 2013-12-17
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模電
上傳時間： 2013-11-05
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為了縮短加法電路運(yùn)行時間，提高FPGA運(yùn)行效率，利用選擇進(jìn)位算法和差額分組算法用硬件電路實(shí)現(xiàn)32位加法器，差額分組中的加法單元是利用一種改進(jìn)的超前進(jìn)位算法實(shí)現(xiàn)，選擇進(jìn)位算法可使不同的分組單元并行運(yùn)算，利用低位的運(yùn)算結(jié)果選擇高位的進(jìn)位為1或者進(jìn)位為零的運(yùn)算結(jié)果，節(jié)省了進(jìn)位選擇等待的時間，最后利用XILINX進(jìn)行時序仿真，在FPGA上進(jìn)行驗(yàn)證，可穩(wěn)定運(yùn)行在高達(dá)50兆的頻率，理論分析與計算機(jī)仿真表明該算法切實(shí)可行、有效并且易于實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽： 進(jìn)位 加法器 硬件 電路實(shí)現(xiàn)
上傳時間： 2013-12-19
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本文以介質(zhì)諧振器為起始，研究了介質(zhì)諧振腔體濾波器的設(shè)計。文章首先介紹了介質(zhì)諧振器基本的工作原理，圍繞模式分離與Q值提高研究了實(shí)際介質(zhì)腔體濾波器中常用的工作在TE01模的介質(zhì)諧振器的基本特性，并在此基礎(chǔ)上提出了一種新的介質(zhì)諧振器結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高介質(zhì)諧振器模式分離度的同時，也提高了主模的品質(zhì)因數(shù)。
上傳時間： 2013-11-07
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十六位模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7705+及其應(yīng)用
標(biāo)簽： 7705 AD 十六位 模數(shù)轉(zhuǎn)換器
上傳時間： 2013-10-12
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臺灣硬件工程師15年layout資料
上傳時間： 2013-10-10
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MP3播放器硬件電路設(shè)計實(shí)例
標(biāo)簽： MP3 設(shè)計實(shí)例 播放器 硬件電路設(shè)計
上傳時間： 2013-11-25
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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(shù)、計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展越來越快，高速數(shù)字電路在設(shè)計中的運(yùn)用越來 越多，數(shù)字接入設(shè)備的交換能力已從百兆、千兆發(fā)展到幾十千兆。高速數(shù)字電路設(shè)計對信 號完整性技術(shù)的需求越來越迫切。 在中、 大規(guī)模電子系統(tǒng)的設(shè)計中， 系統(tǒng)地綜合運(yùn)用信號完整性技術(shù)可以帶來很多好處， 如縮短研發(fā)周期、降低產(chǎn)品成本、降低研發(fā)成本、提高產(chǎn)品性能、提高產(chǎn)品可靠性。 數(shù)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(shè)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(jīng)過精心設(shè)計和權(quán)衡，控制總噪聲不超過電路的抗干擾能力，保證產(chǎn)品性能的可靠 實(shí)現(xiàn)。 為了滿足中興上研一所的科研需要， 我們在去年和今年關(guān)于信號完整性技術(shù)合作的基 礎(chǔ)上，克服時間緊、任務(wù)重的困難，編寫了這份硬件設(shè)計培訓(xùn)系列教材的“信號完整性” 部分。由于我們的經(jīng)驗(yàn)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(nèi)硬件設(shè)計工程師， 針對我所的實(shí)際情況， 選編了第一章——導(dǎo)論、 第二章——數(shù)字電路工作原理、第三章——傳輸線理論、第四章——直流供電系統(tǒng)設(shè)計， 相信會給大家?guī)硪嫣帯Ｍ瑫r，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(dǎo)和幫助，尤其在審稿時提出了很多建設(shè)性的意見，在此一并致謝！
標(biāo)簽： 中興通訊 硬件 信號完整性 基礎(chǔ)知識
上傳時間： 2013-11-15
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FPC模組軟板設(shè)計規(guī)范
標(biāo)簽： FPC 模組 軟板 設(shè)計規(guī)范
上傳時間： 2013-11-01
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