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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提出了一種改進的基于直接頻率合成技術（DDS）的任意波形發生器在現場可編程門陣列（FPGA）上的實現方法。首先將三角波、正弦波、方波和升/降鋸齒波的波形數據寫入片外存儲器，當調用時再將相應的數據移入FPGA的片上RAM，取代分區塊的將所有類型波形數據同時存儲在片上RAM中的傳統方法；再利用正弦波和三角波的波形在4個象限的對稱性以及鋸齒波的線性特性，通過硬件反相器對波形數據和尋址地址值進行處理，實現了以1/4的數據量還原出精度不變的模擬信號，從而將整體的存儲量減小為原始設計方案的5%。經驗證，這種改進方法正確可行，能夠大大降低開發成本。
上傳時間： 2013-12-25
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提出了一種基于相關分析的飛機目標識別方法。該方法利用飛機圖像低頻和高頻部分合成濾波器模板，能達到很高識別率與很低的等錯率。該研究旨在提高飛機識別的準確率和降低出錯率，采用一種基于相關分析的飛機目標識別方法。該方法通過對采集的飛機圖像做去除背景、降噪、圖像增強、二值化和歸一化處理，將飛機圖像低頻和高頻部分合成濾波器模板，通過特征比對達到識別飛機的目的。利用Matlab 7.0做10種飛機的識別實驗，得出了95.47%識別率和0.04%等錯率的結論，識別率和等錯率均優于不變矩法、三維識別方法、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分析的飛機目標識別方法的優越性。在飛機圖像數據庫上的實驗結果表明，該方法是可行的。
上傳時間： 2013-11-03
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低電壓差分信號(LVDS)是一種高速點到點應用通信標準。多點LVDS (M-LVDS)則是一種面向多點應用的類似標準。LVDS和M-LVDS均使用差分信號，通過這種雙線式通信方法，接收器將根據兩個互補電信號之間的電壓差檢測數據。這樣能夠極大地改善噪聲抗擾度，并將噪聲輻射降至最低。
上傳時間： 2013-11-22
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DSP系統的降噪技術,PowerPCB在印制電路板設計中的應用技術,PCB互連設計過程中最大程度降低RF效應的基本方法
標簽： PCB
上傳時間： 2013-10-11
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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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如今的開關穩壓器和電源越來越緊湊，性能也日益強大，而越來越高的開關頻率是設計人員面臨的主要問題之一，正是它使得PCB的設計越來越困難。事實上，PCB版圖已經成為區分好與差的開關電源設計的分水嶺。本文針對如何一次性創建優秀PCB版圖提出一些建議。考慮一個將24V降為3.3V的3A開關穩壓器。設計這樣一個10W穩壓器初看起來不會太困難，設計人員可能很快就可以進入實現階段。不過，讓我們看看在采用Webench等設計軟件后，實際會遇到哪些問題。如果我們輸入上述要求，Webench會從若干IC中選出“Simpler Switcher”系列中的LM25576(一款包括3A FET的42V輸入器件)。該芯片采用帶散熱墊的TSSOP-20封裝。Webench菜單中包括了對體積或效率的設計優化。設計需要大容量的電感和電容，從而需要占用較大的PCB空間。Webench提供如表1的選擇。
上傳時間： 2013-11-15
上傳用戶：邶刖
我是專業做PCB的，在線路板災個行業呆久了，看到了上百家公司設計的PCB板，各行各業的，如有空調的，液晶電視的，DVD的，數碼相框的，安防的等等，因此我從我所站的角度來說，就覺得有些PCB文件設計得好，有些PCB文件設計則不是那么理想，標準就是怎能么樣PCB廠的工程人員看得一目了然，而不產生誤解，導致做錯板子，下面我會從PCB的制作流程來說，說的不好，請各位多多包涵！1 制作要求對于板材 板厚 銅厚 工藝 阻焊/字符顏色等要求清晰。以上要求是制作一個板子的基礎，因此R&D工程師必須寫清晰，這個在我所接觸的客戶來看，格力是做得相對好的，每個文件的技術要求都寫得很清晰，哪怕就是平時我們認為最正常的用綠色阻焊油墨白色字符都寫在技術要求有體現，而有些客戶則是能免則免，什么都不寫，就發給廠家打樣生產，特別是有些廠家有些特別的要求都沒有寫出來，導致廠家在收到郵件之后，第一件事情就是要咨詢這方面的要求，或者有些廠家最后做出來的不符要求。2 鉆孔方面的設計 最直接也是最大的問題，就是最小孔徑的設計，一般板內的最小孔徑都是過孔的孔徑，這個是直接體現在成本上的，有些板的過孔明明可以設計為0.50MM的孔，即只放0.30MM，這樣成本就直接大幅上升，廠家成本高了，就會提高報價；另外就是過孔太多，有些DVD以及數碼相框上面的過孔真的是整板都放滿了，動不動就1000多孔，做過太多這方面的板，認為正常應該在500-600孔，當然有人會說過孔多對板子的信號導通方面，以及散熱方面有好處，我認為這就要取一個平衡，在控制這些方面的同時還要不會導致成本上升，我在這里可以說個例子：我們公司有個客戶是深圳做DVD的，量很大，在最開始合作的時候也是以上這種情況，后來成本對雙方來說，實在是個大問題，經過與 R&D溝通，將過孔的孔徑盡量加大，刪除大銅皮上的部分過孔，像主IC中間的散熱孔用4個3.00MM的孔代替， 這樣一來,鉆孔的費用就降低了，一平方就可以降幾十塊錢的鉆孔費，對于雙方來說達到了雙贏；另外就是一些槽孔，比如說1.00MM X 1.20MM的超短槽孔，對于廠家來說，真的是非常之難做，第一很難控制公差，第二鉆也來的槽也不是直的，有些彎曲，以前我們也做過部分這樣的板子，結果幾毛錢人民幣的板，由于槽孔不合格，扣款1美金/塊，我們也與客戶溝通過這方面的問題，后來就直接改用1.20MM的圓孔。
標簽： PCB
上傳時間： 2013-10-10
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高速PCB設計指南之（一~八 ）目錄 2001/11/21 一、1、PCB布線2、PCB布局3、高速PCB設計 二、1、高密度（HD）電路設計2、抗干擾技術3、PCB的可靠性設計4、電磁兼容性和PCB設計約束 三、1、改進電路設計規程提高可測性2、混合信號PCB的分區設計3、蛇形走線的作用4、確保信號完整性的電路板設計準則 四、1、印制電路板的可靠性設計 五、1、DSP系統的降噪技術2、POWERPCB在PCB設計中的應用技術3、PCB互連設計過程中最大程度降低RF效應的基本方法 六、1、混合信號電路板的設計準則2、分區設計3、RF產品設計過程中降低信號耦合的PCB布線技巧 七、1、PCB的基本概念2、避免混合訊號系統的設計陷阱3、信號隔離技術4、高速數字系統的串音控制 八、1、掌握IC封裝的特性以達到最佳EMI抑制性能2、實現PCB高效自動布線的設計技巧和要點3、布局布線技術的發展 注：以上內容均來自網上資料，不是很系統，但是對有些問題的分析還比較具體。由于是文檔格式，所以缺圖和表格。另外，可能有小部分內容重復。
上傳時間： 2014-05-15
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磁芯電感器的諧波失真分析 摘 要：簡述了改進鐵氧體軟磁材料比損耗系數和磁滯常數ηB，從而降低總諧波失真THD的歷史過程，分析了諸多因數對諧波測量的影響，提出了磁心性能的調控方向。 關鍵詞：比損耗系數， 磁滯常數ηB ，直流偏置特性DC-Bias，總諧波失真THD Analysis on THD of the fer rite co res u se d i n i nductancShi Yan Nanjing Finemag Technology Co. Ltd., Nanjing 210033 Abstract: Histrory of decreasing THD by improving the ratio loss coefficient and hysteresis constant of soft magnetic ferrite is briefly narrated. The effect of many factors which affect the harmonic wave testing is analysed. The way of improving the performance of ferrite cores is put forward. Key words: ratio loss coefficient，hysteresis constant，DC-Bias，THD 近年來，變壓器生產廠家和軟磁鐵氧體生產廠家，在電感器和變壓器產品的總諧波失真指標控制上，進行了深入的探討和廣泛的合作，逐步弄清了一些似是而非的問題。從工藝技術上采取了不少有效措施，促進了質量問題的迅速解決。本文將就此熱門話題作一些粗淺探討。 一、 歷史回顧 總諧波失真（Total harmonic distortion） ，簡稱THD，并不是什么新的概念，早在幾十年前的載波通信技術中就已有嚴格要求<1>。1978年郵電部公布的標準YD/Z17－78“載波用鐵氧體罐形磁心”中，規定了高μQ材料制作的無中心柱配對罐形磁心詳細的測試電路和方法。如圖一電路所示，利用LC組成的150KHz低通濾波器在高電平輸入的情況下測量磁心產生的非線性失真。這種相對比較的實用方法，專用于無中心柱配對罐形磁心的諧波衰耗測試。 這種磁心主要用于載波電報、電話設備的遙測振蕩器和線路放大器系統，其非線性失真有很嚴格的要求。 圖中 ZD —— QF867 型阻容式載頻振蕩器，輸出阻抗 150Ω， Ld47 —— 47KHz 低通濾波器，阻抗 150Ω，阻帶衰耗大于61dB， Lg88 ——并聯高低通濾波器，阻抗 150Ω，三次諧波衰耗大于61dB Ld88 ——并聯高低通濾波器，阻抗 150Ω，三次諧波衰耗大于61dB FD —— 30～50KHz 放大器， 阻抗 150Ω， 增益不小于 43 dB，三次諧波衰耗b3(0)≥91 dB, DP —— Qp373 選頻電平表，輸入高阻抗， L ——被測無心罐形磁心及線圈， C ——聚苯乙烯薄膜電容器CMO-100V-707APF±0.5%,二只。 測量時，所配用線圈應用絲包銅電磁線SQJ9×0.12(JB661-75)在直徑為16.1mm的線架上繞制 120 匝， （線架為一格） ， 其空心電感值為 318μH（誤差1％） 被測磁心配對安裝好后，先調節振蕩器頻率為 36.6～40KHz， 使輸出電平值為+17.4 dB， 即選頻表在 22′端子測得的主波電平 （P2）為+17.4 dB，然后在33′端子處測得輸出的三次諧波電平（P3）， 則三次諧波衰耗值為：b3(+2)= P2+S+ P3 式中：S 為放大器增益dB 從以往的資料引證， 就可以發現諧波失真的測量是一項很精細的工作，其中測量系統的高、低通濾波器，信號源和放大器本身的三次諧波衰耗控制很嚴，阻抗必須匹配，薄膜電容器的非線性也有相應要求。濾波器的電感全由不帶任何磁介質的大空心線圈繞成，以保證本身的“潔凈” ，不至于造成對磁心分選的誤判。 為了滿足多路通信整機的小型化和穩定性要求， 必須生產低損耗高穩定磁心。上世紀 70 年代初，1409 所和四機部、郵電部各廠，從工藝上改變了推板空氣窯燒結，出窯后經真空罐冷卻的落后方式，改用真空爐，并控制燒結、冷卻氣氛。技術上采用共沉淀法攻關試制出了μQ乘積 60 萬和 100 萬的低損耗高穩定材料，在此基礎上，還實現了高μ7000～10000材料的突破，從而大大縮短了與國外企業的技術差異。當時正處于通信技術由FDM（頻率劃分調制）向PCM（脈沖編碼調制） 轉換時期， 日本人明石雅夫發表了μQ乘積125 萬為 0.8×10 ，100KHz）的超優鐵氧體材料<3>，其磁滯系數降為優鐵
上傳時間： 2014-12-24
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