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: TN 79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號: 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)中對高頻時(shí)鐘信號的處理應(yīng)格外慎重, 盡量減少電路中高頻信 號的成分, 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。我們在這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。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)用于同步檢測的頭部信息。我們要找到與它同步性好的時(shí)鐘信號, 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, 這樣對整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來很多的困擾。 我們在這里使用鎖相環(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, 我們設(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, 對模擬信號進(jìn)行采樣, 如圖5 所示。 在每一采集通道中, 輸入信號經(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, 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
上傳時(shí)間： 2013-12-17
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本文提出用級聯(lián)多電平逆變器取代變壓器多重化結(jié)構(gòu)的STATCOM 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用載波相移正弦脈寬調(diào)制技術(shù)(Carrier phase-shifted SPWM，以下簡稱CPS-SPWM)取代工頻調(diào)制。這種基于CPS-SPWM 級聯(lián)多電平逆變器的STATCOM 不僅去掉了多重化變壓器，而且用較低的開關(guān)頻率可以獲得較高的等效開關(guān)頻率的輸出效果，簡化了濾波；針對電力系統(tǒng)強(qiáng)耦合、非線性的特征，本文提出了將自抗擾控制應(yīng)用于STATCOM 裝置的控制策略，此控制策略不但可以大大縮短動(dòng)態(tài)過程，改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，而且具有較強(qiáng)的魯棒性。
標(biāo)簽： STATCOM 級聯(lián) 電平逆變器
上傳時(shí)間： 2013-11-20
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載波相移SPWM 調(diào)制法目前是級聯(lián)型逆變器的主流調(diào)制方法，其等效載波頻率高，諧波特性好，功率單元之間輸出功率平衡。而移相空間矢量調(diào)制法基于傳統(tǒng)的兩電平空間矢量調(diào)制法，并采用載波移相的思想，因此兼有空間矢量法和載波相移SPWM 法的優(yōu)勢，諧波特性好，電壓利用率高，且控制方法簡單便于數(shù)字實(shí)現(xiàn)，可與矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制等各種現(xiàn)代方法相結(jié)合應(yīng)用于電機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)中。本文以三級級聯(lián)型逆變器為例對載波相移SPWM 調(diào)制法和移相空間矢量調(diào)制法分別進(jìn)行了研究，通過仿真對比，總結(jié)出移相空間矢量調(diào)制法與載波相移SPWM 調(diào)制法的異同和所具有的優(yōu)勢。
標(biāo)簽： SPWM 電平逆變器 控制策略 載波相移
上傳時(shí)間： 2014-12-24
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PIC16C54C為8位單片機(jī)，指令字長12位，全部指令都是單字節(jié)指令，系統(tǒng)為哈佛結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)總線和程序總線各自獨(dú)立分開，數(shù)據(jù)總線寬度為8位，程序總線寬度為12位，內(nèi)部程序存儲(chǔ)器為512×12位，內(nèi)部數(shù)據(jù)寄存器為32×8位。 PIC16C54C有12根雙向可獨(dú)立編程I/O引腳，分為PortA和PortB兩個(gè)端口，其中PortA為RA0～RA3，PortB為RB0～RB7，每根I/O引腳可由程序來編程決定其輸入輸出方向。 PIC16C54C提供四種可選振蕩方式： - RC，低成本的阻容振蕩方式 - XT，標(biāo)準(zhǔn)晶體/陶瓷振蕩 - HS，高速晶體/陶瓷振蕩 - LP，低功耗，低頻晶體振蕩 更多鎖相環(huán)知識(shí)請?jiān)L問 http://www.elecfans.com/zhuanti/PLL.html
上傳時(shí)間： 2013-12-23
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摘要! 就如何使用單片機(jī)對旋轉(zhuǎn)增量編碼器鑒相進(jìn)行了研究! 給出了常用的鑒相算法以及識(shí) 別"毛刺#的方法!并通過在!AVR單片機(jī)上編程驗(yàn)證了所給出的鑒相方法$ 更多編碼器知識(shí)請?jiān)L問http://www.elecfans.com/zhuanti/20111111242149.html
標(biāo)簽： 單片機(jī) 旋轉(zhuǎn)編碼器 鑒相
上傳時(shí)間： 2013-11-16
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以89S52單片機(jī)和EP1C6Q240C8型FPGA為控制核心的多功能計(jì)數(shù)器，是由峰值檢波、A/D轉(zhuǎn)換、程控放大、比較整形、移相網(wǎng)絡(luò)部分組成,可實(shí)現(xiàn)測量正弦信號的頻率、周期和相位差的功能。多功能計(jì)數(shù)器采用等精度的測量方法，可實(shí)現(xiàn)頻率為1Hz～10MHz、幅度為0.01～5Vrms的正弦信號的精確測頻，以及頻率為10Hz～100kHz、幅度為0.5～5Vrms的正弦信號精確測相。液晶顯示器能夠?qū)崟r(shí)顯示當(dāng)前信號的頻率、周期和相位差。該多功能計(jì)數(shù)器精度高，界面友好，實(shí)用性強(qiáng)。 Abstract: A multi-function counter，which uses89S52MCU and EP1C6Q240C8FPGA as a control core，consists of peak detector，A/D conversion，program-controlled amplification，compared shaping and phase-shifting network part.The counter measures the frequency，period and phase of sinusoidal signal.With the equal precision method,the multi-function counter achieves the precise frequency measurement of the sinusoidal signal which its frequency is from1Hz to10MHz，its amplitude is from0.01Vrms to5Vrms，as well as the accurate phase measurement of the sinusoidal signal which its frequency is from10Hz to100kHz，its amplitude is from0.5Vrms to5Vrms.The LCD monitor real-time displays the frequency，period and phase difference of current signal.The multi-function counter features high precision，friendly interface，and strong practical.
標(biāo)簽： FPGA 單片機(jī) 多功能 計(jì)數(shù)器
上傳時(shí)間： 2013-11-15
上傳用戶：gy592333
MSP430FE42X為MSP430系列的一新的品種，它是美國德州儀器針對單相電能表設(shè)計(jì)研制的。該芯片不擔(dān)繼承MSP430系列產(chǎn)品的具有超低功耗，集成高度而且還具有128段LCD驅(qū)動(dòng)器，并帶有3個(gè)捕獲/比較寄存的16位定時(shí)器。
上傳時(shí)間： 2013-11-14
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介紹了一種基于TMS320VC5402并應(yīng)用ITU—T的G.728標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行語音編解碼的多功能數(shù)字采訪機(jī)，系統(tǒng)采用AT89C51與TMS320VC5402相配合，實(shí)現(xiàn)了音控與鍵控相互補(bǔ)充，語音信息的采集與播放數(shù)字化，可大容量錄放音，操作簡單，可任意選取錄音段進(jìn)行回放、刪除。
上傳時(shí)間： 2013-11-13
上傳用戶：15736969615
簡介：本產(chǎn)品是將三相晶閘管主電路和移相觸發(fā)調(diào)控電路封裝在一起的多功能功率集成模塊。它是一個(gè)完整電力移相開環(huán)控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對三相電力進(jìn)行整流調(diào)壓。產(chǎn)品可廣泛用于直流電機(jī)調(diào)速、工業(yè)自動(dòng)化、電加熱控制、機(jī)電一體化、各類電源、化工、紡織通訊等領(lǐng)域；可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)控制接口，主電路交流輸入無相序要求，線性控制電路，精度高，穩(wěn)定性好。
標(biāo)簽： SGV 單片機(jī) 三相整流 使用說明
上傳時(shí)間： 2013-11-12
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摘 要:能夠?qū)崿F(xiàn)搶答器功能的方式有多種,可以采用前期的模擬電路、數(shù)字電路或模擬與數(shù)字電路相結(jié)合的方式。近年來隨著科技的飛速發(fā)展,單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入,同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測日新月異更新。介紹一種利用微電腦芯片作為核心部件進(jìn)行邏輯控制及信號產(chǎn)生的單片機(jī)技術(shù)和C語言編程設(shè)計(jì)的9路多功能智力競賽搶答器。關(guān)鍵詞:PLC;單片機(jī);搶答器;設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-11-15
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