摘要: 介绍了时钟分相技术并讨论了时钟分相技术在高速数字电路设计中的作用。 关键词: 时钟分相技术; 应用 中图分类号: TN 79 文献标识码:A 文章编号: 025820934 (2000) 0620437203 时钟是高速数字电路设计的关键技术之一, 系统时钟的性能好坏, 直接影响了整个电路的 性能。尤其现代电子系统对性能的越来越高的要求, 迫使我们集中更多的注意力在更高频率、 更高精度的时钟设计上面。但随着系统时钟频率的升高。我们的系统设计将面临一系列的问 题。 1) 时钟的快速电平切换将给电路带来的串扰(Crosstalk) 和其他的噪声。 2) 高速的时钟对电路板的设计提出了更高的要求: 我们应引入传输线(T ransm ission L ine) 模型, 并在信号的匹配上有更多的考虑。 3) 在系统时钟高于100MHz 的情况下, 应使用高速芯片来达到所需的速度, 如ECL 芯 片, 但这种芯片一般功耗很大, 再加上匹配电阻增加的功耗, 使整个系统所需要的电流增大, 发 热量增多, 对系统的稳定性和集成度有不利的影响。 4) 高频时钟相应的电磁辐射(EM I) 比较严重。 所以在高速数字系统设计中对高频时钟信号的处理应格外慎重, 尽量减少电路中高频信 号的成分, 这里介绍一种很好的解决方法, 即利用时钟分相技术, 以低频的时钟实现高频的处 理。 1 时钟分相技术 我们知道, 时钟信号的一个周期按相位来分, 可以分为360°。所谓时钟分相技术, 就是把 时钟周期的多个相位都加以利用, 以达到更高的时间分辨。在通常的设计中, 我们只用到时钟 的上升沿(0 相位) , 如果把时钟的下降沿(180°相位) 也加以利用, 系统的时间分辨能力就可以 提高一倍(如图1a 所示)。同理, 将时钟分为4 个相位(0°、90°、180°和270°) , 系统的时间分辨就 可以提高为原来的4 倍(如图1b 所示)。 以前也有人尝试过用专门的延迟线或逻辑门延时来达到时钟分相的目的。用这种方法产生的相位差不够准确, 而且引起的时间偏移(Skew ) 和抖动 (J itters) 比较大, 无法实现高精度的时间分辨。 近年来半导体技术的发展, 使高质量的分相功能在一 片芯片内实现成为可能, 如AMCC 公司的S4405, CY2 PRESS 公司的CY9901 和CY9911, 都是性能优异的时钟 芯片。这些芯片的出现, 大大促进了时钟分相技术在实际电 路中的应用。我们在这方面作了一些尝试性的工作: 要获得 良好的时间性能, 必须确保分相时钟的Skew 和J itters 都 比较小。因此在我们的设计中, 通常用一个低频、高精度的 晶体作为时钟源, 将这个低频时钟通过一个锁相环(PLL ) , 获得一个较高频率的、比较纯净的时钟, 对这个时钟进行分相, 就可获得高稳定、低抖动的分 相时钟。 这部分电路在实际运用中获得了很好的效果。下面以应用的实例加以说明。2 应用实例 2. 1 应用在接入网中 在通讯系统中, 由于要减少传输 上的硬件开销, 一般以串行模式传输 图3 时钟分为4 个相位 数据, 与其同步的时钟信号并不传输。 但本地接收到数据时, 为了准确地获取 数据, 必须得到数据时钟, 即要获取与数 据同步的时钟信号。在接入网中, 数据传 输的结构如图2 所示。 数据以68MBös 的速率传输, 即每 个bit 占有14. 7ns 的宽度, 在每个数据 帧的开头有一个用于同步检测的头部信息。我们要找到与它同步性好的时钟信号, 一般时间 分辨应该达到1ö4 的时钟周期。即14. 7ö 4≈ 3. 7ns, 这就是说, 系统时钟频率应在300MHz 以 上, 在这种频率下, 我们必须使用ECL inp s 芯片(ECL inp s 是ECL 芯片系列中速度最快的, 其 典型门延迟为340p s) , 如前所述, 这样对整个系统设计带来很多的困扰。 我们在这里使用锁相环和时钟分相技术, 将一个16MHz 晶振作为时钟源, 经过锁相环 89429 升频得到68MHz 的时钟, 再经过分相芯片AMCCS4405 分成4 个相位, 如图3 所示。 我们只要从4 个相位的68MHz 时钟中选择出与数据同步性最好的一个。选择的依据是: 在每个数据帧的头部(HEAD) 都有一个8bit 的KWD (KeyWord) (如图1 所示) , 我们分别用 这4 个相位的时钟去锁存数据, 如果经某个时钟锁存后的数据在这个指定位置最先检测出这 个KWD, 就认为下一相位的时钟与数据的同步性最好(相关)。 根据这个判别原理, 我们设计了图4 所示的时钟分相选择电路。 在板上通过锁相环89429 和分相芯片S4405 获得我们所要的68MHz 4 相时钟: 用这4 个 时钟分别将输入数据进行移位, 将移位的数据与KWD 作比较, 若至少有7bit 符合, 则认为检 出了KWD。将4 路相关器的结果经过优先判选控制逻辑, 即可输出同步性最好的时钟。这里, 我们运用AMCC 公司生产的 S4405 芯片, 对68MHz 的时钟进行了4 分 相, 成功地实现了同步时钟的获取, 这部分 电路目前已实际地应用在某通讯系统的接 入网中。 2. 2 高速数据采集系统中的应用 高速、高精度的模拟- 数字变换 (ADC) 一直是高速数据采集系统的关键部 分。高速的ADC 价格昂贵, 而且系统设计 难度很高。以前就有人考虑使用多个低速 图5 分相技术应用于采集系统 ADC 和时钟分相, 用以替代高速的ADC, 但由 于时钟分相电路产生的相位不准确, 时钟的 J itters 和Skew 比较大(如前述) , 容易产生较 大的孔径晃动(Aperture J itters) , 无法达到很 好的时间分辨。 现在使用时钟分相芯片, 我们可以把分相 技术应用在高速数据采集系统中: 以4 分相后 图6 分相技术提高系统的数据采集率 的80MHz 采样时钟分别作为ADC 的 转换时钟, 对模拟信号进行采样, 如图5 所示。 在每一采集通道中, 输入信号经过 缓冲、调理, 送入ADC 进行模数转换, 采集到的数据写入存储器(M EM )。各个 采集通道采集的是同一信号, 不过采样 点依次相差90°相位。通过存储器中的数 据重组, 可以使系统时钟为80MHz 的采 集系统达到320MHz 数据采集率(如图6 所示)。 3 总结 灵活地运用时钟分相技术, 可以有效地用低频时钟实现相当于高频时钟的时间性能, 并 避免了高速数字电路设计中一些问题, 降低了系统设计的难度。
上传时间： 2013-12-17
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第二部分：DRAM 内存模块的设计技术..............................................................143第一章 SDR 和DDR 内存的比较..........................................................................143第二章 内存模块的叠层设计.............................................................................145第三章 内存模块的时序要求.............................................................................1493.1 无缓冲（Unbuffered）内存模块的时序分析.......................................1493.2 带寄存器（Registered）的内存模块时序分析...................................154第四章 内存模块信号设计.................................................................................1594.1 时钟信号的设计.......................................................................................1594.2 CS 及CKE 信号的设计..............................................................................1624.3 地址和控制线的设计...............................................................................1634.4 数据信号线的设计...................................................................................1664.5 电源，参考电压Vref 及去耦电容.........................................................169第五章 内存模块的功耗计算.............................................................................172第六章 实际设计案例分析.................................................................................178 目前比较流行的内存模块主要是这三种：SDR，DDR，RAMBUS。其中，RAMBUS内存采用阻抗受控制的串行连接技术,在这里我们将不做进一步探讨，本文所总结的内存设计技术就是针对SDRAM 而言(包括SDR 和DDR)。现在我们来简单地比较一下SDR 和DDR，它们都被称为同步动态内存，其核心技术是一样的。只是DDR 在某些功能上进行了改进，所以DDR 有时也被称为SDRAM II。DDR 的全称是Double Data Rate，也就是双倍的数据传输率，但是其时钟频率没有增加，只是在时钟的上升和下降沿都可以用来进行数据的读写操作。对于SDR 来说,市面上常见的模块主要有PC100/PC133/PC166,而相应的DDR内存则为DDR200(PC1600)/DDR266(PC2100)/DDR333(PC2700)。
上传时间： 2014-01-13
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本文将接续介绍电源与功率电路基板，以及数字电路基板导线设计。宽带与高频电路基板导线设计a.输入阻抗1MHz，平滑性(flatness)50MHz 的OP增幅器电路基板图26 是由FET 输入的高速OP 增幅器OPA656 构成的高输入阻抗OP 增幅电路，它的gain取决于R1、R2，本电路图的电路定数为2 倍。此外为改善平滑性特别追加设置可以加大噪讯gain，抑制gain-频率特性高频领域时峰值的R3。图26 高输入阻抗的宽带OP增幅电路图27 是高输入阻抗OP 增幅器的电路基板图案。降低高速OP 增幅器反相输入端子与接地之间的浮游容量非常重要，所以本电路的浮游容量设计目标低于0.5pF。如果上述部位附着大浮游容量的话，会成为高频领域的频率特性产生峰值的原因，严重时频率甚至会因为feedback 阻抗与浮游容量，造成feedback 信号的位相延迟，最后导致频率特性产生波动现象。此外高输入阻抗OP 增幅器输入部位的浮游容量也逐渐成为问题，图27 的电路基板图案的非反相输入端子部位无full ground设计，如果有外部噪讯干扰之虞时，接地可设计成网格状(mesh)。图28 是根据图26 制成的OP 增幅器Gain－频率特性测试结果，由图可知即使接近50MHz频率特性非常平滑，-3dB cutoff频率大约是133MHz。
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上传时间： 2013-11-13
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多路输出开关电源交叉调整率
上传时间： 2013-10-31
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模块电源的电气性能是通过一系列测试来呈现的，下列为一般的功能性测试项目，详细说明如下： 电源调整率(Line Regulation) 负载调整率(Load Regulation) 综合调整率(Conmine Regulation) 输出涟波及杂讯(Ripple & Noise) 输入功率及效率(Input Power, Efficiency) 动态负载或暂态负载(Dynamic or Transient Response) 起动(Set-Up)及保持(Hold-Up)时间 常规功能(Functions)测试 1. 电源调整率 电源调整率的定义为电源供应器于输入电压变化时提供其稳定输出电压的能力。测试步骤如下：于待测电源供应器以正常输入电压及负载状况下热机稳定后，分别于低输入电压(Min)，正常输入电压(Normal)，及高输入电压(Max)下测量并记录其输出电压值。 电源调整率通常以一正常之固定负载(Nominal Load)下，由输入电压变化所造成其输出电压偏差率(deviation)的百分比，如下列公式所示： [Vo(max)-Vo(min)] / Vo(normal) 2. 负载调整率 负载调整率的定义为开关电源于输出负载电流变化时，提供其稳定输出电压的能力。测试步骤如下：于待测电源供应器以正常输入电压及负载状况下热机稳定后，测量正常负载下之输出电压值，再分别于轻载(Min)、重载(Max)负载下，测量并记录其输出电压值(分别为Vo(max)与Vo(min))，负载调整率通常以正常之固定输入电压下，由负载电流变化所造成其输出电压偏差率的百分比，如下列公式所示： [Vo(max)-Vo(min)] / Vo(normal) 3. 综合调整率 综合调整率的定义为电源供应器于输入电压与输出负载电流变化时，提供其稳定输出电压的能力。这是电源调整率与负载调整率的综合，此项测试系为上述电源调整率与负载调整率的综合，可提供对电源供应器于改变输入电压与负载状况下更正确的性能验证。 综合调整率用下列方式表示：于输入电压与输出负载电流变化下，其输出电压之偏差量须于规定之上下限电压范围内(即输出电压之上下限绝对值以内)或某一百分比界限内。 4. 输出杂讯 输出杂讯(PARD)系指于输入电压与输出负载电流均不变的情况下，其平均直流输出电压上的周期性与随机性偏差量的电压值。输出杂讯是表示在经过稳压及滤波后的直流输出电压上所有不需要的交流和噪声部份(包含低频之50/60Hz电源倍频信号、高于20 KHz之高频切换信号及其谐波，再与其它之随机性信号所组成))，通常以mVp-p峰对峰值电压为单位来表示。 一般的开关电源的规格均以输出直流输出电压的1%以内为输出杂讯之规格，其频宽为20Hz到20MHz。电源实际工作时最恶劣的状况(如输出负载电流最大、输入电源电压最低等)，若电源供应器在恶劣环境状况下，其输出直流电压加上杂讯后之输出瞬时电压，仍能够维持稳定的输出电压不超过输出高低电压界限情形，否则将可能会导致电源电压超过或低于逻辑电路(如TTL电路)之承受电源电压而误动作，进一步造成死机现象。 同时测量电路必须有良好的隔离处理及阻抗匹配，为避免导线上产生不必要的干扰、振铃和驻波，一般都采用双同轴电缆并以50Ω于其端点上，并使用差动式量测方法(可避免地回路之杂讯电流)，来获得正确的测量结果。 5. 输入功率与效率 电源供应器的输入功率之定义为以下之公式： True Power = Pav(watt) = Vrms x Arms x Power Factor 即为对一周期内其输入电压与电流乘积之积分值，需注意的是Watt≠VrmsArms而是Watt=VrmsArmsxP.F.，其中P.F.为功率因素(Power Factor)，通常无功率因素校正电路电源供应器的功率因素在0.6～0.7左右，其功率因素为1～0之间。 电源供应器的效率之定义为为输出直流功率之总和与输入功率之比值。效率提供对电源供应器正确工作的验证，若效率超过规定范围，即表示设计或零件材料上有问题，效率太低时会导致散热增加而影响其使用寿命。 6. 动态负载或暂态负载 一个定电压输出的电源，于设计中具备反馈控制回路，能够将其输出电压连续不断地维持稳定的输出电压。由于实际上反馈控制回路有一定的频宽，因此限制了电源供应器对负载电流变化时的反应。若控制回路输入与输出之相移于增益(Unity Gain)为1时，超过180度，则电源供应器之输出便会呈现不稳定、失控或振荡之现象。实际上，电源供应器工作时的负载电流也是动态变化的，而不是始终维持不变(例如硬盘、软驱、CPU或RAM动作等)，因此动态负载测试对电源供应器而言是极为重要的。可编程序电子负载可用来模拟电源供应器实际工作时最恶劣的负载情况，如负载电流迅速上升、下降之斜率、周期等，若电源供应器在恶劣负载状况下，仍能够维持稳定的输出电压不产生过高激(Overshoot)或过低(Undershoot)情形，否则会导致电源之输出电压超过负载组件(如TTL电路其输出瞬时电压应介于4.75V至5.25V之间，才不致引起TTL逻辑电路之误动作)之承受电源电压而误动作，进一步造成死机现象。 7. 启动时间与保持时间 启动时间为电源供应器从输入接上电源起到其输出电压上升到稳压范围内为止的时间，以一输出为5V的电源供应器为例，启动时间为从电源开机起到输出电压达到4.75V为止的时间。 保持时间为电源供应器从输入切断电源起到其输出电压下降到稳压范围外为止的时间，以一输出为5V的电源供应器为例，保持时间为从关机起到输出电压低于4.75V为止的时间，一般值为17ms或20ms以上，以避免电力公司供电中于少了半周或一周之状况下而受影响。 8. 其它 在电源具备一些特定保护功能的前提下，还需要进行保护功能测试，如过电压保护(OVP)测试、短路保护测试、过功保护等
上传时间： 2013-10-22
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AL-BNR系列变压器中性点接地电阻柜 中性点经电阻接地可有效限制间歇弧光接地过电压、降低系统操作过电压、消除系统谐振过电压、方便配置单相接地故障保护、可在短时间内有效切除故障线路。从而降低系统设备的绝缘水平，延迟系统设备的使用寿命，提高系统运行的安全可靠性。 保定市奥兰电气设备有限公司拥有一流的研发队伍和精良的专用设备，专注于配电系统中性点接地保护系列产品、继电保护装置、过电压保护装置的研发、生产、销售。公司所开发的系列AL-BNR变压器中性点接地电阻柜是6-35KV配电网中变压器中性点接地保护专用成套设备，目前已广泛应用于以电缆线路为主的城市配电网、大型工业企业、工厂、机场、港口、地铁等重要电力用户配电网以及发电厂厂用电系统。 产品采用优质进口不锈钢或国产不锈钢电热金属材料，具有电导率高、温度系数高、耐腐蚀、耐高温、抗氧化能力强、抗拉强度高及阻值稳定等优良特点，产品运行安全可靠。 中压配电系统中，如果变压器为三角形接法，则需加装Z型接地变压器，以便为系统人为引出中性点，以加装中性点接地电阻。 1、针对性强，保护到位 AL-BNR变压器中性点接地电阻柜适用于系统中性点采用小电阻或中电阻接地的场合。此时，电网出现单相接地故障时需立即跳闸切除故障线路。当电网出现单相接地时，接地电阻向接地点提供附加阻性电流，使接地电流呈阻容性质，从而保证产生的过电压不超过2.6倍的相电压。 2、结构紧凑，便于安装 AL-BNR变压器中性点接地电阻柜将零散的Z型接地变压器（如系统无中性点引出则需加装）、电阻器、电流互感器、测量仪表、接地保护输出端子等电器设备整体组合在一个封闭金属柜内，而且可以选配隔离开关、避雷器，成套供货，安全可靠性高，布置清晰整齐，便于安装调试及操作维护。 3、选材考究，充分保证产品质量 AL-BNR变压器中性点接地电阻柜内的接地变压器为优质干式变压器，其一次绕组为“Z”形接线；电阻器采用不锈钢镍铬合金（Cr20Ni80）材料制成，导电率高、通流能力强、耐高温、最高使用温度可达1600℃；温度系数≤ -0.045% /℃、阻值稳定、耐腐蚀、防燃防爆、可靠性高。用合金材料组成的电阻全部采用电阻单元，以 多个单元采用亚弧焊接而成框架式结构，电阻单元采用耐高温绝缘子（高分子）支撑连接。根据不同的客户要求我公司可提供进口电阻器。 4、监测功能齐全，并提供模拟量输出 AL-BNR变压器中性点接地电阻柜可加装智能监控装置，可监测电阻柜正常运行状态下中性点不平衡电流、电阻片、电阻柜内的温度，也可以监测发生单相接地故障瞬间的电流以及记录接地动作次数，并预留通讯接口，可将检测、记录的信息传递至主控室，使运行人员在第一时间内得到信息。 5、技术力量雄厚，服务周到 我公司为专业生产厂家，技术力量雄厚，售前的技术交流咨询可随时到位。售后的安装技术指导可按用户要求及时进行
上传时间： 2014-12-24
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基于51单片机的倍压整流时钟设计
上传时间： 2013-11-09
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摘要: 用磷酸氧钛钾(KTP)作为倍频晶体,对Nd∶YAG声光调Q激光的环形腔外腔倍频技术进行了实验和理论的研究,利用最大平均功率50W、声光调Q、输出频率1005Hz、灯抽运Nd∶YAG激光器做为基频光光源,在基频输入功率35W时,获得了大约为31.4%的光光转换效率的绿光输出。从实验结果分析了环形腔倍频的特性,指出了该方法的优缺点。从光束质量和聚焦光斑直径方面,对基频光和二次谐波进行了比较,提供了利用CCD测得光斑的部分图片,分析了环形腔倍频的工作原理,解决了困扰倍频技术的转换效率问题和光束质量问题。关键词: 激光技术;倍频;环形腔;转换效率;光束质量
上传时间： 2013-11-19
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单片机系统中的率表算法:近年来，国内许多单位用MOTOROLA 68HC05C8A,68HC05C9A,68HC05L5,68HC05L16等单片机开发复费率表电表。电力部门也在为开发中的复费率电表制定一些规范。复费率电表中有一项功能要求，能给出所谓最大需置。
上传时间： 2013-11-06
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P C B 可测性设计布线规则之建议― ― 从源头改善可测率PCB 设计除需考虑功能性与安全性等要求外，亦需考虑可生产与可测试。这里提供可测性设计建议供设计布线工程师参考。1. 每一个铜箔电路支点，至少需要一个可测试点。如无对应的测试点，将可导致与之相关的开短路不可检出，并且与之相连的零件会因无测试点而不可测。2. 双面治具会增加制作成本，且上针板的测试针定位准确度差。所以Layout 时应通过Via Hole 尽可能将测试点放置于同一面。这样就只要做单面治具即可。3. 测试选点优先级：A.测垫(Test Pad) B.通孔(Through Hole) C.零件脚(Component Lead) D.贯穿孔(Via Hole)(未Mask)。而对于零件脚，应以AI 零件脚及其它较细较短脚为优先，较粗或较长的引脚接触性误判多。4. PCB 厚度至少要62mil(1.35mm)，厚度少于此值之PCB 容易板弯变形，影响测点精准度，制作治具需特殊处理。5. 避免将测点置于SMT 之PAD 上，因SMT 零件会偏移，故不可靠，且易伤及零件。6. 避免使用过长零件脚(>170mil(4.3mm))或过大的孔(直径>1.5mm)为测点。7. 对于电池(Battery)最好预留Jumper，在ICT 测试时能有效隔离电池的影响。8. 定位孔要求：(a) 定位孔(Tooling Hole)直径最好为125mil(3.175mm)及其以上。(b) 每一片PCB 须有2 个定位孔和一个防呆孔(也可说成定位孔,用以预防将PCB反放而导致机器压破板)，且孔内不能沾锡。(c) 选择以对角线，距离最远之2 孔为定位孔。(d) 各定位孔(含防呆孔)不应设计成中心对称,即PCB 旋转180 度角后仍能放入PCB,这样,作业员易于反放而致机器压破板)9. 测试点要求：(e) 两测点或测点与预钻孔之中心距不得小于50mil(1.27mm)，否则有一测点无法植针。以大于100mil(2.54mm)为佳，其次是75mil(1.905mm)。(f) 测点应离其附近零件(位于同一面者)至少100mil，如为高于3mm 零件，则应至少间距120mil，方便治具制作。(g) 测点应平均分布于PCB 表面，避免局部密度过高，影响治具测试时测试针压力平衡。(h) 测点直径最好能不小于35mil(0.9mm)，如在上针板，则最好不小于40mil(1.00mm)，圆形、正方形均可。小于0.030”(30mil)之测点需额外加工，以导正目标。(i) 测点的Pad 及Via 不应有防焊漆(Solder Mask)。(j) 测点应离板边或折边至少100mil。(k) 锡点被实践证实是最好的测试探针接触点。因为锡的氧化物较轻且容易刺穿。以锡点作测试点，因接触不良导致误判的机会极少且可延长探针使用寿命。锡点尤其以PCB 光板制作时的喷锡点最佳。PCB 裸铜测点，高温后已氧化，且其硬度高，所以探针接触电阻变化而致测试误判率很高。如果裸铜测点在SMT 时加上锡膏再经回流焊固化为锡点，虽可大幅改善，但因助焊剂或吃锡不完全的缘故，仍会出现较多的接触误判。
上传时间： 2014-01-14
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