設計了一種集編碼器信號接收、光電隔離、鑒相、頻率電壓轉化和電壓調整輸出功能于一體的綜合性電路，并對電路各組成部分作了較為詳細的分析和闡述。實踐證明，該電路通用性強、操作簡單、性能可靠、實用性強。
上傳時間： 2013-11-25
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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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用ad9850激勵的鎖相環頻率合成器山東省濟南市M0P44 部隊Q04::00R 司朝良摘要! 提出了一種ad9850和ad9850相結合的頻率合成方案! 介紹了ad9850芯片ad9850的基本工作原理" 性能特點及引腳功能! 給出了以1!2345 作為參考信號源的鎖相環頻率合成器實例! 并對該頻率合成器的硬件電路和軟件編程進行了簡要說明#關鍵詞! !!" 鎖相環頻率合成器數據寄存器
上傳時間： 2013-10-18
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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
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零電壓開關控制的DC/DC變換器在中大功率應用場合受到越來越多的關注，并被廣泛地應用到工程中，其可靠性受到人們的重視。本文介紹了零電壓開關控制的原理和現在較為常用的零電壓開關控制芯片UCC3895芯片，并用該芯片完成一臺15V/48V的DC/DC變換器設計，給出了電路主要參數的設計和初步的實驗結果。
上傳時間： 2013-11-05
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對於輸出電壓處於輸入電壓範圍之內 (這在鋰離子電池供電型應用中是一種很常見的情形) 的 DC/DC 轉換器設計，可供采用的傳統解決方案雖有不少，但迄今為止都不能令人非常滿意
上傳時間： 2013-11-19
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由於性電池容易購買而且價格相對便宜，因此它為人們帶來了方便，並且成為了便攜式儀器以及室外消遣娛樂設備的電源選擇。
上傳時間： 2014-01-07
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在汽車、工業和電信行業的設計師當中，使用高功率升壓型轉換器的現像正變得越來越普遍。當需要 300W 或更高的功率時，必須在功率器件中實現高效率 (低功率損耗)，以免除增設龐大散熱器和采用強迫通風冷卻的需要
上傳時間： 2014-12-01
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太陽能AC模塊逆變器是近年來發展非常快的技術，本文提出一種新型的基于反激 變換器的逆變器拓撲結構。該電路結構簡單，通過Zeta電路將功率脈動轉換成小容量電容上的 電壓脈動。大大減小了直流輸入側的低頻諧波電流，實現了良好的功率解耦。相比較其他AC模 塊逆變器中使用大電容進行功率解耦的方法， 既節省了成本又減小了體積。文中采用峰值電流控 制方案，使逆變器能夠輸出純正弦的并網電流波形和單位功率因數。最后通過仿真和實驗數據驗 證了所提新型逆變器的有效性和可行性。 關鍵詞 光伏系統 AC模塊 反激變換器 功率解耦 1 引言 隨著全球經濟的快速發展，人類對能源的需求 日益增長，傳統化石能源的大量消耗使全球面臨著 能源危機l1-2]。因此世界各國正在致力于新能源的 開發和使用。太陽能、風能、地熱能和潮汐能等能 源形式都可以為人類所利用，而這其中太陽能以其 資源豐富、分布廣泛、可以再生以及不污染環境等 優點，受到學者們的高度重視。 太陽能光伏發電是一種將太陽光輻射能通過光 伏效應，經太陽能電池直接轉換為電能的新型發電 技術_3 。目前太陽能光伏系統主要分為分散式獨 立發電系統和并網式發電系統l4j。其中后者省略 了直流環節的蓄電池組，對電能的利用更加靈活， 具有很好的發展前景。在光伏并網系統中，逆變器 決定著系統的效率以及輸出電流波形的質量，是整 個光伏發電系統的技術核心，因此研究開發新型高 效逆變器成為越來越多學者關注的焦點。 光伏逆變器的拓撲結構多種多樣，過去主要是 集中式逆變器， 目前應用較多的是串聯式逆變器和 多組串聯式逆變器[5-7 3。AC模塊逆變器是近幾年 來比較熱門的技術l8。 。在這種系統中，每組光電 模塊和一個逆變器集成到一起，形成一個AC模 塊，再將所有AC模塊的輸出并聯到一起接入電 網。這樣就消除了傳統逆變器中，由于逆變器和光 伏模塊不匹配而造成的功率損失。
上傳時間： 2013-11-04
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變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。主要由整流(交流變直流)、濾波、再次整流(直流變交流)、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成的。 目前，通用型變頻器絕大多數是交—直—交型變頻器，通常尤以電壓器變 頻器為通用，其主回路圖(見圖1.1)，它是變頻器的核心電路，由整流回路(交—直交換)，直流濾波電路(能耗電路)及逆變電路(直—交變換)組成，當然 還包括有限流電路、制動電路、控制電路等組成部分。 1）整流電路 如圖所示，通用變頻器的整流電路是由三相橋 式整流橋組成。它的功能是將工頻電源進行整流，經中間直流環節平波后為逆變電路和控制電路提供所需的直流電源。三相交流電源一般需經過吸收電容和壓敏電阻 網絡引入整流橋的輸入端。網絡的作用，是吸收交流電網的高頻諧波信號和浪涌過電壓，從而避免由此而損壞變頻器。當電源電壓為三相380V時，整流器件的最 大反向電壓一般為1200—1600V，最大整流電流為變頻器額定電流的兩倍。 2)濾波電路 逆變器的負載屬感性負載的異步電動機，無論異步電 動機處于電動或發電狀態，在直流濾波電路和異步電動機之間，總會有無功功率的交換，這種無功能量要靠直流中間電路的儲能元件來緩沖。同時，三相整流橋輸出 的電壓和電流屬直流脈沖電壓和電流。為了減小直流電壓和電流的波動，直流濾波電路起到對整流電路的輸出進行濾波的作用。通用變頻器直流濾波電 路的大容量鋁電解電容，通常是由若干個電容器串聯和并聯構成電容器組，以得到所需的耐壓值和容量。另外，因為電解電容器容量有較大的離散性，這將使它們隨 的電壓不相等。因此，電容器要各并聯一個阻值等相的勻壓電阻，消除離散性的影響，因而電容的壽命則會嚴重制約變頻器的壽命。 3）逆變電路 逆變電路的作用是在控制電路的作用下，將直流電路輸出的直流電源轉換成頻率和電壓都可以任意調節的交流電源。逆變電路的輸出就是變頻器的輸出，所以逆變電路是變頻器的核心電路之一，起著非常重要的作用。最常見的逆變電路結構形式是利用六個功率開關器件(GTR、IGBT、GTO等)組成的三相橋式逆變電路，有規律的控制逆變器中功率開關器件的導通與關斷，可以得到任意頻率的三相交流輸出。通常的中小容量的變頻器主回路器件一般采用集成模塊或智能模塊。智能模塊的內部高度集成了整流模塊、逆變模塊、各種傳感器、保護電路及驅動電路。如三菱公司 生產的IPMPM50RSA120，富士公司生產的7MBP50RA060，西門子公司生產的BSM50GD120等，內部集成了整流模塊、功率因數校正 電路、IGBT逆變模塊及各種檢測保護功能。模塊的典型開關頻率為20KHz，保護功能為欠電壓、過電壓和過熱故障時輸出故障信號燈。逆變電路中都設置有續流電路。續流電路的功能是當頻率下降時，異步電 動機的同步轉速也隨之下降。為異步電動機的再生電能反饋至直流電路提供通道。在逆變過程中，寄生電感釋放能量提供通道。另外，當位于同一橋臂上的兩個開 關，同時處于開通狀態時將會出現短路現象，并燒毀換流器件。所以在實際的通用變頻器中還設有緩沖電路等各種相應的輔助電路，以保證電路的正常工作和在發生 意外情況時，對換流器件進行保護 。
上傳時間： 2013-10-18
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