介绍了应用VHDL技术设计嵌入式全数字锁相环路的方法,详细叙述了其工作原理和设计思想,并用可编程逻辑器件FPGA实现。
上传时间: 2013-08-11
上传用户:yare
针对超声波应用系统易受噪声干扰以及超声波信号的空间衰减现象影响, 从而要求\r\n超声波传感器工作在其最佳特性的特点, 论证了驱动脉冲信号的控制精度对传感器工作特\r\n性的影响, 给出了传感器驱动信号脉冲宽度与传感器频率之间的最佳关系式, 提出了采用复\r\n杂可编程逻辑器件(CPLD) 产生传感器驱动控制信号的方法, 将该方法应用于一超声波流\r\n量计测量系统中, 得到了比传统型单片机控制电路更好的控制精度和控制效果。
上传时间: 2013-08-23
上传用户:ippler8
本设计的基本要求是以复杂可编程逻辑器件CPLD为基础,通过在EDA系统软件ispDesignExpert System 环境下进行数字系统设计,熟练掌握该环境下的功能仿真,时间仿真,管脚锁定和芯片下载。 本系统基本上比较全面的模拟了计数式数字频率计,广泛应用于工业、民用等各个领域,具有一定的开发价值。
标签: ispDesignExpert System EDA 系统软件
上传时间: 2013-09-05
上传用户:文993
设计由555、移位寄存器、D/A转换器、PLD等器件构成的多路序列信号输出和阶梯波输出的发生器电路,重点学习555、D/A转换器及可编程逻辑器件的原理及应用方法。用Proteus软件仿真;实验测试技术指标及功能、绘制信号波形。
上传时间: 2013-11-03
上传用户:crazyer
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
eda的发展趋势: 在一个芯片上完成的系统级的集成已成为可能可编程逻辑器件开始进入传统的ASIC市场EDA工具和IP核应用更为广泛高性能的EDA工具得到长足的发展计算机硬件平台性能大幅度提高,为复杂的SoC设计提供了物理基础。
上传时间: 2013-11-05
上传用户:Togetherheronce
本文介绍了一种基于EDA(电子设计自动化)技术的多功能信号发生器,它采用CPLD(复杂可编程逻辑器件)与单片机结合的方法,可以产生递增锯齿波、递减锯齿波、三角波、阶梯波、方波、正弦波共6种波形。
上传时间: 2013-10-13
上传用户:金宜
结合模拟电路、数字电路、可编程逻辑器件、单片机电子线路CAD等课程中所学的理论知识,按要求独立设计方案,培养学生独立分析与解决问题的能力
上传时间: 2013-12-27
上传用户:ruan2570406
单片机具有逻辑控制功能灵活的特点,复杂可编程逻辑器件(CPLD)具有集成度高、可靠性好及工作速度快的优点,基于二者各自的优点,设计了一种脉宽固定为1 μs,周期可调的单头、双头、三头三路脉冲产生电路,该脉冲发生器可实现在脉冲不间断的情况下改变周期,其波形要求精度高、漂移小、抗干扰能力强。
上传时间: 2013-10-22
上传用户:kqc13037348641
在单片机应用系统中,有时需要采集大量的开关信号,由于信号多且接入方式不同,使得电路较复杂,占用了单片机大量资源,数据采集软件的开发量也较大。笔者用纯数字电路设计了一个特别适合于远程大数据量采集的电路(最大可采集1024个开关量,附图所示电路可采集192个开关量)。 电路由双二进制加法计数器CD4520、译码器74LS138、缓冲驱动器74LS244等组成。NE555产生的脉冲加到计数器D1的CP1端,由于D1的Q4同时也接D1的EN2,所以D1的双计数器构成级联计数电路,其输出Q2~Q7作为开关输入量的地址送D5的输入端。Q1作为片选信号接D5,Q5~Q7接D2输入端,为D3、D4等译码器提供片选信号,而Q2~Q4接D3、D4等译码器的输入端,译码器的输出作为D7、D8等的片选信号。D7、D8等的输入接采样的开关信号(图中开关接通表示输入为低位),其输出接D6输入端。当D6片选有效时(Q1为低电位),输出的数据地址线上为开关量信号。当D5片选有效时(Q1为高电位)输出的数据地址线上为开关量信号的地址。8条数据地址线可直接接单片机P1口或通过74LS245接单片机总线,1条数据地址选择线也可直接接单片机P2或P3口。
上传时间: 2013-10-14
上传用户:tonyshao