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
数据中心功率密度和设备多样性的增强正促使动力及制冷系统发生改变。关键业务服务器及通信设备的性能及可靠性亦取决于动力及制冷系统。 由于各公司均配备新应用程序以提高业务对数据中心系统的依存度，不断上升的设备密度使得系统的重要性不断增加。同时，随着服务器外形不断缩小，整套设施及独立机架可为越来越多的设备提供支持。 上述变化提出了对动态数据中心基础设施的更高需求。当关键基础设施系统能更好的适应新技术及新业务变化带来的密度、容量及可用性方面的改变时，即可大大提高运行的灵活性，从而可实现更高的系统可用性并降低总成本。 在关键电源领域，动态基础设施必须包括UPS系统、配电系统及在架式电源管理。
上传时间： 2013-11-05
上传用户：xiaoyaa
本文介绍了基于单片机的数据采集的硬件设计和软件设计，数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。本文介绍的重点是数据采集系统，而该系统硬件部分的重心在于单片机。数据采集与通信控制采用了模块化的设计，数据采集与通信控制采用了单片机AT89S52来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括A/D模数转换模块，显示模块，和串行接口部分。该系统从机负责数据采集并应答主机的命令。8路被测电压通过模数转换器ADC0809进行模数转换，实现对采集到的数据进行模拟量到数字量的转换，并将转换后的数据通过串行口MAX232传输到上位机，由上位机负责数据的接受、处理和显示，并用LED数码显示器来显示所采集的结果。软件部分应用VC++编写控制软件，对数据采集系统、模数转换系统、数据显示、数据通信等程序进行了设计。
上传时间： 2013-10-28
上传用户：18707733937
以C8051F020为核心处理器，设计无线传感器网络数据采集系统。系统采用SZ05-ADV型无线通讯模块组建Zigbee无线网络，结合嵌入式系统的软硬件技术，完成终端节点的8路传感器信号的数据采集。现场8路信号通过前端处理后，分别送入C8051F020的12位A/D转换器进行转换。经过精确处理、存储后的现场数据，通过Zigbee无线网络传送到上位机，系统可达到汽车试验中无线测试的目的。 Abstract: This paper designs a wireless sensor network system for data acquisition with C8051F020 as core processors.The system used SZ05-ADV wireless communication module，set up a Zigbee wireless network， combined with hardware and software technologies of embedded systems，completed the end-node 8-locale sensor signal data acquisition.Eight locale signals were sent separately into the 12-bit ADC of C8051F020 for conversion through front treatment.After accurate processing and storage，the locale data was transmitted to the host computer through Zigbee wireless.The system achieves the purpose of wireless testing in vehicle trial.
标签： C8051F020 Zigbee 汽车测试 系统设计
上传时间： 2013-11-23
上传用户：dsgkjgkjg
介绍基于ISA总线与KH-9300的数据采集板卡的设置，详细说明8254定时计数器及8259中断控制器的结构特点、工作方式、控制字等，探讨中断类型、中断处理程序、中断矢量表及其填写。重点讲述使用TorboC编写中断服务程序的方法，应注意的主要问题及程序测试的结果。 Abstract: The settings of KH-9300 data acquisition board based on the ISA bus is introduced,the structural characteristics,working methods,control characters of the timing counter 8254 and interruptioncontroller 8259 are explained in detail.The interruption type,interrupt handling programs,interruption vector table and its filling also are discussed.Further,great emphasis is put on the method of interrupt service program compiled by Torbo C,the main issues that should be noted,and the results of program testing.
上传时间： 2013-11-14
上传用户：qq527891923
数据存储器的扩展 MCS-51单片机内部有128或256个字节的数据存储器，这些存储器通常被用作工作寄存器、堆栈、临时变量等等，一般已经够用，但是如果系统要存储大量的数据，比如数据采集系统，那么片内的数据存储器就不够用了，需要进行扩展。
上传时间： 2013-11-19
上传用户：jhksyghr
摘要:介绍了一种由ADS8364与LPC2000系列单片机构成的数据采集系统.对ADS8364的工作原理进行了介绍,并给出了其与LPC2292单片机之间的引脚连接图,重点阐述了如何采集旋转变压器信号.最后说明了数据采集系统的软件实现过程.
上传时间： 2013-11-07
上传用户：wxnumen
随着通信技术的不断发展，计算机网络系统通信是当今技术发展的一个重要的方向，然而在网络系统中利用现有电话网作为通信方式则是最经济、最方便和最可靠的方法。当前电话通信网已经进入程控交换时代，技术比较先进，速度快，容量大，因此采用电话通信网建立数据通信系统确实具有其独特的优越性。利用单片机系统可用于采集灌区水位、水流量、电力抄表等方面，实现无人职守，方便管理。2.系统硬件设计：本系统采用了MODEM将前端单片机采集的数据通过电话网远程传输到中心站PC机，并实现一对多点通信（站点数、通信距离均不限），后台PC机通过拨号的方式对各站点进行数据接收并实时存储记录、查询、打印。单片机系统从传感器直接采集数字信号，通过RS-232接口送给本端的MODEM，MODEM将数字信号调制成音频模拟信号在电话线上传输，再经中心站MODEM调制成数字信号送往PC机。系统中MODEM采用F-E56CSD-V1型嵌入MODEM，用户使用贺氏标准AT命令呼叫和应答，实现与远程系统的通信。
上传时间： 2013-11-05
上传用户：alan-ee
随着通信技术的不断发展，计算机网络系统通信是当今技术发展的一个重要的方向，然而在网络系统中利用现有电话网作为通信信道则是最经济、最方便和最可靠的方法。当前现代电话通信网已经进入程控交换时代，技术比较先进，速度快，容量大，因此采用电话通信网建立数据通信系统确实具有其独特的优越性。利用单片机系统采集灌区水位、水流量，实现无人职守和科学的管理水资源具有实际意义，特别对少雨缺水地区更具有应用价值。
上传时间： 2014-09-03
上传用户：13215175592
实验目的„ 运用单片机的基本知识设计单片机的应用系统；„ 学会单片机最小系统的设计„ 熟练掌握protell 99se的基本操作；„ 熟悉电路板的制作过程并自制电路板；„ 掌握焊接和整机调试方法；实验内容„ 设计单片机的最小系统、LCD、键盘电路；„ 绘制电路板图；„ 在zy-3220电路板上自制电路板；„ 焊接元件；„ 系统程序编制与调试
上传时间： 2013-11-12
上传用户：hjkhjk
