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
上传用户：xg262122
提出了一种改进的基于直接频率合成技术（DDS）的任意波形发生器在现场可编程门阵列（FPGA）上的实现方法。首先将三角波、正弦波、方波和升/降锯齿波的波形数据写入片外存储器，当调用时再将相应的数据移入FPGA的片上RAM，取代分区块的将所有类型波形数据同时存储在片上RAM中的传统方法；再利用正弦波和三角波的波形在4个象限的对称性以及锯齿波的线性特性，通过硬件反相器对波形数据和寻址地址值进行处理，实现了以1/4的数据量还原出精度不变的模拟信号，从而将整体的存储量减小为原始设计方案的5%。经验证，这种改进方法正确可行，能够大大降低开发成本。
上传时间： 2013-12-25
上传用户：日光微澜
高速数据转换器评估平台(HSDCEP)是基于PC的平台，提供评估Maxim RF数/模转换器(RF-DAC，支持更新速率≥ 1.5Gsps)和Maxim数字上变频器(DUC)的齐全工具。HSDCEP可以在每对数据引脚产生速率高达1.25Gbps的测试码型，支持多达4条并行16位LVDS总线。通过USB 2.0端口将最长64兆字(Mw)、每字16位宽的数据码型装载至HSDCEP存储器
上传时间： 2013-10-25
上传用户：zycidjl
具有OBFL功能的电路板经配置后，可以把故障相关数据存储在非易失性存储器中，并可在日后加以检索和显示以用于故障分析。这些故障记录有助于电路板故障的事后检查。要实现OBFL系统功能，需要同时使用软硬件。在硬件方面，需要：a)确定给出电路板件故障信息的板载OBFL资源(如温度感应器、存储器、中断资源、电路板ID，等等)；b)在电路板或者系统出现故障时用以保存故障信息的板载非易失性存储。OBFL软件的作用是在正常的电路板运行以及电路板故障期间配置电路板变量并将其作为OBFL记录存储在非易失性存储中。OBFL软件还应具备一定的智能，能够分析多项出错事件、记录和历史故障记录，以逐步缩小范围的方式确认故障原因。这种分析可以大大减轻故障排查工作，否则将有大量的OBFL记录需要故障分析工程师手动核查。
上传时间： 2013-11-03
上传用户：1595690
安森美半导体公司为用户提供了一种内置E2PROM的复位监控器件，该类器件不但可以满足用户对数据存储器和复位监控器的需求，而且该类芯片采用硬件数据保护设计，解决了长期困扰串行E2PROM的有关数据出错的问题。加之该类产品体积小、性价比高的优点，深受广大工程师的欢迎。下文将介绍安森美半导体生产的内置E2PROM的复位监控器的基本功能和电路设计方法。
上传时间： 2013-11-14
上传用户：lty6899826
MP3/MP4可分为逻辑、I/O接口两部分，开机主要是靠逻辑部分，逻辑部分其实就是单片机系统，由微控制单元（MCU）、数字处理单元（DSP）、存储器单元（FLASH）、I/O接口等部分组成，MCU单元主要是发布指令，让各级电路工作，DSP是数字处理单元，即软件运行的地方，存储器主要是存放各电路的运行程序和一些应用数据。
上传时间： 2013-11-22
上传用户：tfyt
可编程控制器是60年代末在美国首先出现，当时叫可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。控制器和被控对象连接方便。
标签： 可编程控制器
上传时间： 2013-11-25
上传用户：leesuper
深联华集成电路有限公司推出一款防破解，堵漏洞的单片机，可以很好的保护到您的知识产权， 此单片机兼容51系列，且与51系列内置相似。我们产品的优势： 1.在同样振荡频率下，较之传统的8051芯片它具有运行更快，性能更优越的特性； 2.这些特性包括内置256字节RAM和2个16位定时器/计数器，1个UART和外 部中断INT0和INT1； 3.可兼容8052芯片的16位定时器/计数器(Timer2)。包括适合于程序和数据的 62K字节Flash存储器。 4.集成了EUART，SPI等标准通讯模块，还集成了具有内建比较功能的ADC，PWM定时器以及模拟比 较器(CMP)等模块； 5.内建看门狗定时器，采用低电压复位、低电压检测、振荡器失效检测等功能，提供了2种低功耗省电模式； 6.高达32位的密码生成器-1/50亿(1/1G)的破解概率； 7.白噪声密码，没有规律可循，加密后原厂也无法破解；每颗芯片都有自己的 密码，同样的密码不可重用； 8.程序有防盗措施，即使破解后获得芯片中的程序也是乱码。
标签： 规格书
上传时间： 2013-10-14
上传用户：维子哥哥
摘要：本系统采用cPLD和AvR单片机作为逻辑控制核心，设计了姿态存储测试系统，以实现姿态信息的采集、编帧和存储。详细介绍了姿态测试系统的工作原理和硬件设计。利用AVR单片机，控制数据的写、读、擦除操作，利用cPLD的逻辑控制功能完善了存储测试系统的各个工作状态，提高了存储测试系统工作的可靠性。验证了该系统可以完成对模拟信号的高速采样和存储。结合cPLD、AVR单]fit~ 1]Flash存储器的优点，实现了8通道数据的高速采集，其存储容量大、噪声小、功耗低。
上传时间： 2014-12-22
上传用户：skhlm
摘要：针对三相异步电动机三相电流检测与保护的问题，对C8051F310单片机应用于三相电流检测系统进行了研究，采用电流互感器与整流电路相配合，把电流信号变换为电压信号，以便于单片机采集。考虑电动机故障运行时，电流对电器设备与电动机自身的影响，设计了保护电路，由ULN2003驱动继电器工作。此外，系统扩展了一片AT24C512数据存储器，以备用户采集历史数据进行细致的分析。
上传时间： 2013-11-09
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