基本分析方法： 估算法 圖解法 微變等效電路法
上傳時(shí)間： 2014-01-18
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摘要: 介紹了時(shí)鐘分相技術(shù)并討論了時(shí)鐘分相技術(shù)在高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的作用。 關(guān)鍵詞: 時(shí)鐘分相技術(shù); 應(yīng)用 中圖分類號(hào): TN 79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào): 025820934 (2000) 0620437203 時(shí)鐘是高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一, 系統(tǒng)時(shí)鐘的性能好壞, 直接影響了整個(gè)電路的 性能。尤其現(xiàn)代電子系統(tǒng)對(duì)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(shí)鐘設(shè)計(jì)上面。但隨著系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的升高。我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)將面臨一系列的問 題。 1) 時(shí)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(shí)鐘對(duì)電路板的設(shè)計(jì)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(hào)的匹配上有更多的考慮。 3) 在系統(tǒng)時(shí)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(gè)系統(tǒng)所需要的電流增大, 發(fā) 熱量增多, 對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和集成度有不利的影響。 4) 高頻時(shí)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(jì)中對(duì)高頻時(shí)鐘信號(hào)的處理應(yīng)格外慎重, 盡量減少電路中高頻信 號(hào)的成分, 這里介紹一種很好的解決方法, 即利用時(shí)鐘分相技術(shù), 以低頻的時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)高頻的處 理。 1 時(shí)鐘分相技術(shù) 我們知道, 時(shí)鐘信號(hào)的一個(gè)周期按相位來分, 可以分為360°。所謂時(shí)鐘分相技術(shù), 就是把 時(shí)鐘周期的多個(gè)相位都加以利用, 以達(dá)到更高的時(shí)間分辨。在通常的設(shè)計(jì)中, 我們只用到時(shí)鐘 的上升沿(0 相位) , 如果把時(shí)鐘的下降沿(180°相位) 也加以利用, 系統(tǒng)的時(shí)間分辨能力就可以 提高一倍(如圖1a 所示)。同理, 將時(shí)鐘分為4 個(gè)相位(0°、90°、180°和270°) , 系統(tǒng)的時(shí)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(shí)來達(dá)到時(shí)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(shí)間偏移(Skew ) 和抖動(dòng) (J itters) 比較大, 無法實(shí)現(xiàn)高精度的時(shí)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(shí)鐘 芯片。這些芯片的出現(xiàn), 大大促進(jìn)了時(shí)鐘分相技術(shù)在實(shí)際電 路中的應(yīng)用。我們?cè)谶@方面作了一些嘗試性的工作: 要獲得 良好的時(shí)間性能, 必須確保分相時(shí)鐘的Skew 和J itters 都 比較小。因此在我們的設(shè)計(jì)中, 通常用一個(gè)低頻、高精度的 晶體作為時(shí)鐘源, 將這個(gè)低頻時(shí)鐘通過一個(gè)鎖相環(huán)(PLL ) , 獲得一個(gè)較高頻率的、比較純凈的時(shí)鐘, 對(duì)這個(gè)時(shí)鐘進(jìn)行分相, 就可獲得高穩(wěn)定、低抖動(dòng)的分 相時(shí)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(shí)鐘分為4 個(gè)相位 數(shù)據(jù), 與其同步的時(shí)鐘信號(hào)并不傳輸。 但本地接收到數(shù)據(jù)時(shí), 為了準(zhǔn)確地獲取 數(shù)據(jù), 必須得到數(shù)據(jù)時(shí)鐘, 即要獲取與數(shù) 據(jù)同步的時(shí)鐘信號(hào)。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(gè)bit 占有14. 7ns 的寬度, 在每個(gè)數(shù)據(jù) 幀的開頭有一個(gè)用于同步檢測(cè)的頭部信息。我們要找到與它同步性好的時(shí)鐘信號(hào), 一般時(shí)間 分辨應(yīng)該達(dá)到1ö4 的時(shí)鐘周期。即14. 7ö 4≈ 3. 7ns, 這就是說, 系統(tǒng)時(shí)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(duì)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來很多的困擾。 我們?cè)谶@里使用鎖相環(huán)和時(shí)鐘分相技術(shù), 將一個(gè)16MHz 晶振作為時(shí)鐘源, 經(jīng)過鎖相環(huán) 89429 升頻得到68MHz 的時(shí)鐘, 再經(jīng)過分相芯片AMCCS4405 分成4 個(gè)相位, 如圖3 所示。 我們只要從4 個(gè)相位的68MHz 時(shí)鐘中選擇出與數(shù)據(jù)同步性最好的一個(gè)。選擇的依據(jù)是: 在每個(gè)數(shù)據(jù)幀的頭部(HEAD) 都有一個(gè)8bit 的KWD (KeyWord) (如圖1 所示) , 我們分別用 這4 個(gè)相位的時(shí)鐘去鎖存數(shù)據(jù), 如果經(jīng)某個(gè)時(shí)鐘鎖存后的數(shù)據(jù)在這個(gè)指定位置最先檢測(cè)出這 個(gè)KWD, 就認(rèn)為下一相位的時(shí)鐘與數(shù)據(jù)的同步性最好(相關(guān))。 根據(jù)這個(gè)判別原理, 我們?cè)O(shè)計(jì)了圖4 所示的時(shí)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(shí)鐘: 用這4 個(gè) 時(shí)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(shí)鐘。這里, 我們運(yùn)用AMCC 公司生產(chǎn)的 S4405 芯片, 對(duì)68MHz 的時(shí)鐘進(jìn)行了4 分 相, 成功地實(shí)現(xiàn)了同步時(shí)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(jià)格昂貴, 而且系統(tǒng)設(shè)計(jì) 難度很高。以前就有人考慮使用多個(gè)低速 圖5 分相技術(shù)應(yīng)用于采集系統(tǒng) ADC 和時(shí)鐘分相, 用以替代高速的ADC, 但由 于時(shí)鐘分相電路產(chǎn)生的相位不準(zhǔn)確, 時(shí)鐘的 J itters 和Skew 比較大(如前述) , 容易產(chǎn)生較 大的孔徑晃動(dòng)(Aperture J itters) , 無法達(dá)到很 好的時(shí)間分辨。 現(xiàn)在使用時(shí)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(shí)鐘分別作為ADC 的 轉(zhuǎn)換時(shí)鐘, 對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行采樣, 如圖5 所示。 在每一采集通道中, 輸入信號(hào)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(chǔ)器(M EM )。各個(gè) 采集通道采集的是同一信號(hào), 不過采樣 點(diǎn)依次相差90°相位。通過存儲(chǔ)器中的數(shù) 據(jù)重組, 可以使系統(tǒng)時(shí)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(shí)鐘分相技術(shù), 可以有效地用低頻時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于高頻時(shí)鐘的時(shí)間性能, 并 避免了高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中一些問題, 降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度。
標(biāo)簽： 時(shí)鐘 分相 技術(shù)應(yīng)用
上傳時(shí)間： 2013-12-17
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電路分析基礎(chǔ)電路分析基礎(chǔ)Fundamentals of Electric CircuitsFundamentals of Electric Circuits多媒體教學(xué)課件多媒體教學(xué)課件北京理工大學(xué)北京理工大學(xué)Beijing Institute of TechnologyBeijing Institute of Technology 目錄•第一章集總電路中電壓、電流的約束關(guān)系•第二章運(yùn)用獨(dú)立電流、電壓變量的分析方法•第四章分解法及單口網(wǎng)絡(luò)•第三章疊加方法與網(wǎng)絡(luò)函數(shù)•第六章電容元件和電感元件•第七章一階電路•第八章二階電路•第十章正弦穩(wěn)態(tài)功率和能量三相電路•第九章阻抗與導(dǎo)納•第十一章電路的頻率響應(yīng)•第十二章耦合電感和理想變壓器
標(biāo)簽： 電路分析基礎(chǔ)
上傳時(shí)間： 2013-11-10
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第一章 基 礎(chǔ) 知 識(shí)由電阻、電容、電感等集中參數(shù)元件組成的電路稱為集中電路。1.1 電路與電路模型1.2 電路分析的基本變量1.3 電阻元件和獨(dú)立電源元件1.4 基爾霍夫定律1.5 受 控 源1.6 兩類約束和KCL，KVL方程的獨(dú)立性1.1 電路與電路模型1.電路2.電路的形式與功能 電路的功能基本上可以分成兩大類。一類是用來實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換、傳輸和分配。電路的另一類功能則是在信息網(wǎng)絡(luò)中，用來傳遞、儲(chǔ)存、加工和處理各種電信號(hào)。 圖1-2所示的是通信網(wǎng)的基本組成框圖。通常把輸入電路的信號(hào)稱為激勵(lì)，而把經(jīng)過電路傳輸或處理后的信號(hào)稱為響應(yīng)。 3.電路模型與集中電路 構(gòu)成電路的設(shè)備和器件統(tǒng)稱為電路部件，常用的電路部件有電池、發(fā)電機(jī)、信號(hào)發(fā)生器、電阻器、電容器、電感線圈、變壓器、晶體管及集成電路等。 基本的電路參數(shù)有3個(gè)，即電阻、電容和電感。 基本的集中參數(shù)元件有電阻元件、電感元件和電容元件，分別用圖1-3(a)，(b)和(c)來表示。
標(biāo)簽： 電路分析基礎(chǔ) 教程
上傳時(shí)間： 2013-10-20
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關(guān)于555內(nèi)部的詳細(xì)講解及狀態(tài)分析，以及常見電路設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-11-21
上傳用戶：xiaohuanhuan
提出了一種基于相關(guān)分析的飛機(jī)目標(biāo)識(shí)別方法。該方法利用飛機(jī)圖像低頻和高頻部分合成濾波器模板，能達(dá)到很高識(shí)別率與很低的等錯(cuò)率。該研究旨在提高飛機(jī)識(shí)別的準(zhǔn)確率和降低出錯(cuò)率，采用一種基于相關(guān)分析的飛機(jī)目標(biāo)識(shí)別方法。該方法通過對(duì)采集的飛機(jī)圖像做去除背景、降噪、圖像增強(qiáng)、二值化和歸一化處理，將飛機(jī)圖像低頻和高頻部分合成濾波器模板，通過特征比對(duì)達(dá)到識(shí)別飛機(jī)的目的。利用Matlab 7.0做10種飛機(jī)的識(shí)別實(shí)驗(yàn)，得出了95.47%識(shí)別率和0.04%等錯(cuò)率的結(jié)論，識(shí)別率和等錯(cuò)率均優(yōu)于不變矩法、三維識(shí)別方法、基于小波分析和矩不變量的方法，印證了筆者提出的基于相關(guān)分析的飛機(jī)目標(biāo)識(shí)別方法的優(yōu)越性。在飛機(jī)圖像數(shù)據(jù)庫上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法是可行的。
標(biāo)簽： 分 飛機(jī) 目標(biāo)識(shí)別
上傳時(shí)間： 2013-11-03
上傳用戶：manlian
本練習(xí)將通過 PCB 布局，布線，信號(hào)完整性仿真分析，修改原理圖添加器件等一系列的操作，使您熟悉Mentor ISD2004 系列板級(jí)仿真設(shè)計(jì)工具。
標(biāo)簽： Expedtion Mentor PCB 信號(hào)完整性
上傳時(shí)間： 2013-11-06
上傳用戶：非洲之星
信號(hào)完整性分析
標(biāo)簽： 黑魔 信號(hào)完整性 分
上傳時(shí)間： 2013-11-17
上傳用戶：xingyuewubian
PCB相關(guān)技術(shù)，信號(hào)完整性分析，EMI和熱設(shè)計(jì)
標(biāo)簽： EMI 開關(guān) 信號(hào)完整性 分
上傳時(shí)間： 2014-12-24
上傳用戶：磊子226
PCB的可制造性與可測(cè)試性，很詳細(xì)的pcb學(xué)習(xí)資料。
上傳時(shí)間： 2014-06-22
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