運(yùn)算放大器作為模擬集成電路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，同時(shí)作為DAC校準(zhǔn)電路的一部分，本次設(shè)計(jì)一個(gè)高增益全差分跨導(dǎo)型運(yùn)算放大器。
標(biāo)簽： 增益 運(yùn)算 放大器設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-10-31
上傳用戶：dvfeng
以某高速實(shí)時(shí)頻譜儀為應(yīng)用背景，論述了5 Gsps采樣率的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的構(gòu)成和設(shè)計(jì)要點(diǎn)，著重分析了采集系統(tǒng)的關(guān)鍵部分高速ADC（analog to digital，模數(shù)轉(zhuǎn)換器）的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)采樣時(shí)鐘設(shè)計(jì)、模數(shù)混合信號(hào)完整性設(shè)計(jì)、電磁兼容性設(shè)計(jì)和基于總線和接口標(biāo)準(zhǔn)（PCI Express）的數(shù)據(jù)傳輸和處理軟件設(shè)計(jì)。在實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)硬件的基礎(chǔ)上，采用Xilinx公司ISE軟件的在線邏輯分析儀（ChipScope Pro）測(cè)試了ADC和采樣時(shí)鐘的性能，實(shí)測(cè)表明整體指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。給出上位機(jī)對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的結(jié)果，表明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集存儲(chǔ)功能。
標(biāo)簽： Gsps 高速數(shù)據(jù) 采集系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2014-11-26
上傳用戶：黃蛋的蛋黃
Precision 16-bit analog outputs with softwareconfigurableoutput ranges are often needed in industrialprocess control equipment, analytical and scientificinstruments and automatic test equipment. In the past,designing a universal output module was a daunting taskand the cost and PCB real estate associated with thisfunction were problematic, if not prohibitive.
上傳時(shí)間： 2014-12-23
上傳用戶：如果你也聽說
Designers of signal receiver systems often need to performcascaded chain analysis of system performancefrom the antenna all the way to the ADC. Noise is a criticalparameter in the chain analysis because it limits theoverall sensitivity of the receiver. An application’s noiserequirement has a signifi cant infl uence on the systemtopology, since the choice of topology strives to optimizethe overall signal-to-noise ratio, dynamic range andseveral other parameters. One problem in noise calculationsis translating between the various units used by thecomponents in the chain: namely the RF, IF/baseband,and digital (ADC) sections of the circuit.
標(biāo)簽： 數(shù)字接收器 信號(hào)鏈 噪聲分析
上傳時(shí)間： 2014-12-05
上傳用戶：cylnpy
Linear Technology’s High Frequency Product lineupincludes a variety of RF I/Q modulators. The purpose ofthis application note is to illustrate the circuits requiredto interface these modulators with several popular D/Aconverters. Such circuits typically are required to maximizethe voltage transfer from the DAC to the baseband inputsof the modulator, as well as provide some reconstructionfi ltering.
標(biāo)簽： DA轉(zhuǎn)換 接口 射頻 調(diào)制
上傳時(shí)間： 2013-10-19
上傳用戶：FreeSky
Sensors for pressure, load, temperature, acceleration andmany other physical quantities often take the form of aWheatstone bridge. These sensors can be extremely linearand stable over time and temperature. However, mostthings in nature are only linear if you don’t bend them toomuch. In the case of a load cell, Hooke’s law states that thestrain in a material is proportional to the applied stress—as long as the stress is nowhere near the material’s yieldpoint (the “point of no return” where the material ispermanently deformed).
標(biāo)簽： Delta Sigma ADC 測(cè)量技術(shù)
上傳時(shí)間： 2013-11-13
上傳用戶：墻角有棵樹
噪聲系數(shù)(NF)是RF系統(tǒng)設(shè)計(jì)師常用的一個(gè)參數(shù)，它用于表征RF放大器、混頻器等器件的噪聲，并且被廣泛用作無線電接收機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)工具。許多優(yōu)秀的通信和接收機(jī)設(shè)計(jì)教材都對(duì)噪聲系數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的說明(例如參考文獻(xiàn)1)，本文重點(diǎn)討論該參數(shù)在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中的應(yīng)用。
標(biāo)簽： ADC 噪聲系數(shù) 參數(shù)
上傳時(shí)間： 2013-11-05
上傳用戶：李彥東
ANALOG INPUT BANDWIDTH is a measure of the frequencyat which the reconstructed output fundamental drops3 dB below its low frequency value for a full scale input. Thetest is performed with fIN equal to 100 kHz plus integer multiplesof fCLK. The input frequency at which the output is −3dB relative to the low frequency input signal is the full powerbandwidth.APERTURE JITTER is the variation in aperture delay fromsample to sample. Aperture jitter shows up as input noise.APERTURE DELAY See Sampling Delay.BOTTOM OFFSET is the difference between the input voltagethat just causes the output code to transition to the firstcode and the negative reference voltage. Bottom Offset isdefined as EOB = VZT–VRB, where VZT is the first code transitioninput voltage and VRB is the lower reference voltage.Note that this is different from the normal Zero Scale Error.CONVERSION LATENCY See PIPELINE DELAY.CONVERSION TIME is the time required for a completemeasurement by an analog-to-digital converter. Since theConversion Time does not include acquisition time, multiplexerset up time, or other elements of a complete conversioncycle, the conversion time may be less than theThroughput Time.DC COMMON-MODE ERROR is a specification which appliesto ADCs with differential inputs. It is the change in theoutput code that occurs when the analog voltages on the twoinputs are changed by an equal amount. It is usually expressed in LSBs.
標(biāo)簽： Converter Defi ADC 轉(zhuǎn)換器
上傳時(shí)間： 2013-11-12
上傳用戶：pans0ul
設(shè)計(jì)了一種用于高速ADC中的全差分套筒式運(yùn)算放大器.從ADC的應(yīng)用指標(biāo)出發(fā),確定了設(shè)計(jì)目標(biāo),利用開關(guān)電容共模反饋、增益增強(qiáng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可用于12 bit精度、100 MHz采樣頻率的高速流水線(Pipelined)ADC中的運(yùn)算放大器.基于SMIC 0.13 μm,3.3 V工藝,Spectre仿真結(jié)果表明,該運(yùn)放可以達(dá)到105.8 dB的增益,單位增益帶寬達(dá)到983.6 MHz,而功耗僅為26.2 mW.運(yùn)放在4 ns的時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到0.01%的建立精度,滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求.
標(biāo)簽： 增益 增強(qiáng)型 運(yùn)算放大器
上傳時(shí)間： 2013-10-16
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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
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