先進(jìn)的系統(tǒng)架構(gòu)和集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)，使得模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 制造商得以開發(fā)出更高速率和分辨率，更低功耗的產(chǎn)品。這樣，當(dāng)設(shè)計(jì)下一代的系統(tǒng)時，ADC設(shè)計(jì)人員已經(jīng)簡化了很多系統(tǒng)平臺的開發(fā)。例如，同時提高ADC采樣率和分辨率可簡化多載波、多標(biāo)準(zhǔn)軟件無線電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。這些軟件無線電系統(tǒng)需要具有數(shù)字采樣非常寬頻范圍，高動態(tài)范圍的信號的能力，以同步接收遠(yuǎn)、近端發(fā)射機(jī)的多種調(diào)制方式的高頻信號。同樣，先進(jìn)的雷達(dá)系統(tǒng)也需要提高ADC采樣率和分辨率，以改善靈敏度和精度。在滿足了很多應(yīng)用的具體需求，ADC的主要性能有了很大的提高的同時，ADC的功耗也有數(shù)量級的下降，進(jìn)一步簡化了系統(tǒng)散熱設(shè)計(jì)和更小尺寸產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽： FemtoCharge ADC 高分辨率 低功耗
上傳時間： 2013-10-22
上傳用戶：meiguiweishi
數(shù)模轉(zhuǎn)換
標(biāo)簽： 模數(shù)轉(zhuǎn)換器
上傳時間： 2014-12-23
上傳用戶：tsfh
本書內(nèi)容包括三大部分：第1 部分從運(yùn)算放大器的基本概念和理論出發(fā)，重點(diǎn)介紹了運(yùn)算放大器的原理與設(shè)計(jì)，以及在各種電子系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括視頻應(yīng)用、RF/IF 子系統(tǒng)(乘法器、調(diào)制器和混頻器)等;第2 部分主要介紹了高速采樣和高速ADC 及其應(yīng)用、高速DAC 及其應(yīng)用、以及DDS 系統(tǒng)與接收機(jī)子系統(tǒng)等;第3 部分介紹了有關(guān)高速硬件設(shè)計(jì)技術(shù)，如仿真、建模、原型、布局、去藕與接地，以及EMI 與RFI設(shè)計(jì)考慮等。 書中內(nèi)容既有完整的理論分析，又有具體的實(shí)際應(yīng)用電路，還包括許多應(yīng)用技巧。特別適合電子電路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師、高等院校相關(guān)專業(yè)師生閱讀。
標(biāo)簽： ADI 處理器 高速設(shè)計(jì)
上傳時間： 2013-11-16
上傳用戶：qitiand
設(shè)計(jì)了一種用于高速ADC中的高速高增益的全差分CMOS運(yùn)算放大器。主運(yùn)放采用帶開關(guān)電容共模反饋的折疊式共源共柵結(jié)構(gòu)，利用增益提高和三支路電流基準(zhǔn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)一個可用于12~14 bit精度，100 MS/s采樣頻率的高速流水線（Pipelined）ADC的運(yùn)放。設(shè)計(jì)基于SMIC 0.25 μm CMOS工藝，在Cadence環(huán)境下對電路進(jìn)行Spectre仿真。仿真結(jié)果表明，在2.5 V單電源電壓下驅(qū)動2 pF負(fù)載時，運(yùn)放的直流增益可達(dá)到124 dB，單位增益帶寬720 MHz，轉(zhuǎn)換速率高達(dá)885 V/μs，達(dá)到0.1%的穩(wěn)定精度的建立時間只需4 ns，共模抑制比153 dB。
標(biāo)簽： CMOS 增益提高 運(yùn)算 放大器設(shè)計(jì)
上傳時間： 2014-12-23
上傳用戶：jiiszha
近年來，隨著集成電路工藝技術(shù)的進(jìn)步，電子系統(tǒng)的構(gòu)成發(fā)生了兩個重要的變化： 一個是數(shù)字信號處理和數(shù)字電路成為系統(tǒng)的核心，一個是整個電子系統(tǒng)可以集成在一個芯片上（稱為片上系統(tǒng))。這些變化改變了模擬電路在電子系統(tǒng)中的作用，并且影響著模擬集成電路的發(fā)展。 數(shù)字電路不僅具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過模擬電路的集成規(guī)模，而且具有可編程、靈活、易于附加功能、設(shè)計(jì)周期短、對噪聲和制造工藝誤差的抗擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而大多數(shù)復(fù)雜系統(tǒng)以數(shù)字信號處理和數(shù)字電路為核心已成為必然的趨勢。雖然如此，模擬電路仍然是電子系統(tǒng)中非常重要的組成部分。這是因?yàn)槲覀兘佑|到的外部世界的物理量主要都是模擬量，比如圖像、聲音、壓力、溫度、濕度、重量等，要將它們變換為數(shù)字信號，需要模擬信號處理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路，如果這些電路性能不夠高，將會影響整個系統(tǒng)的性能。其次，系統(tǒng)中的許多功能不可能或很難用數(shù)字電路完成，如微弱信號放大，很高頻率和寬頻帶信號的實(shí)時處理等。因此，雖然模擬電路在系統(tǒng)中不再是核心，但作為固有的模擬世界與數(shù)字系統(tǒng)的接口，其地位和作用仍然十分重要。 片上系統(tǒng)要求將數(shù)字電路和模擬電路集成在一個芯片上，這希望模擬電路使用與數(shù)字電路相同的制造工藝。隨著MOS器件的線寬不斷減小，使MOS器件的性能不斷提高，MOS數(shù)字電路成為數(shù)字集成電路的主流，并因此促進(jìn)了MOS模擬集成電路的迅速發(fā)展。為了適應(yīng)電子系統(tǒng)功能的不斷擴(kuò)展和性能的不斷提高，對模擬電路在降低電源電壓、提高工作頻率、擴(kuò)大線性工作范圍和提高性能指標(biāo)的精度和穩(wěn)定度等方面提出更高要求，促進(jìn)了新電路技術(shù)的發(fā)展。 作為研究生課程的教材，本書內(nèi)容是在本科相關(guān)課程基礎(chǔ)上的深化和擴(kuò)展，同時涉及實(shí)際設(shè)計(jì)中需要考慮的一些問題，重點(diǎn)介紹具有高工作頻率、低電源電壓和高工作穩(wěn)定性的新電路技術(shù)和在電子系統(tǒng)中占有重要地位的功能電路及其中的新技術(shù)。全書共7章，大致可分為三個部分。第一部分包括第1章和第7章。第1章為MOS模擬集成電路基礎(chǔ)，比較全面地介紹MOS器件的工作原理和特性以及由MOS器件構(gòu)成的基本單元電路，為學(xué)習(xí)本教材其他內(nèi)容提供必要的知識。由于版圖設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)對模擬集成電路性能的影響很大，因此第7章簡單介紹制造MOS模擬集成電路的CMOS工藝過程和版圖設(shè)計(jì)技術(shù)，讀者可以通過對該章所介紹的相關(guān)背景知識的了解，更深入地理解MOS器件和電路的特性，有助于更好地完成模擬集成電路的可實(shí)現(xiàn)性設(shè)計(jì)。第二部分為新電路技術(shù)，由第2章、第3章和第5章的部分組成，包括近年來逐步獲得廣泛應(yīng)用的電流模電路、抽樣數(shù)據(jù)電路和對數(shù)域電路，它們在提高工作頻率、降低電源電壓、擴(kuò)大線性工作范圍和提高性能指標(biāo)的精度和穩(wěn)定度方面具有明顯的潛力，同時它們也引入了一些模擬電路的新概念。這些內(nèi)容有助于讀者開拓提高電路性能方面的思路。第2章介紹電流模電路的工作原理、特點(diǎn)和典型電路。與傳統(tǒng)的以電壓作為信號載體的電路不同，這是一種以電流作為信號載體的電路，雖然在電路中電壓和電流總是共同存在并相互作用的，但由于信號載體不同，不僅電路性能不同而且電路結(jié)構(gòu)也不同。第3章介紹抽樣數(shù)據(jù)電路的特點(diǎn)和開關(guān)電容與開關(guān)電流電路的工作原理、分析方法與典型電路。抽樣數(shù)據(jù)電路類似于數(shù)字電路，處理的是時間離散信號，又類似于模擬電路，處理的是幅度連續(xù)信號，它比模擬電路具有穩(wěn)定準(zhǔn)確的時間常數(shù)，解決了模擬電路實(shí)際應(yīng)用中的一大障礙。對數(shù)域電路在第5章中結(jié)合其在濾波器中的應(yīng)用介紹，這類電路除具有良好的電性能外，還提出了一種利用器件的非線性特性實(shí)現(xiàn)線性電路的新思路。第三部分介紹幾個模擬電路的功能模塊，它們是電子系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，并且與信號和信號處理聯(lián)系密切，有助于在信號和電路間形成整體觀念。這部分包括第4章至第6章。第4章介紹數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路的技術(shù)指標(biāo)和高精度與高速度轉(zhuǎn)換電路的構(gòu)成、工作原理、特點(diǎn)和典型電路。第5章介紹模擬集成濾波器的設(shè)計(jì)方法和主要類型，包括連續(xù)時間濾波器、對數(shù)域?yàn)V波器和抽樣數(shù)據(jù)濾波器。第6章介紹通信系統(tǒng)中的收發(fā)器與射頻前端電路，包括收信器、發(fā)信器的技術(shù)指標(biāo)、結(jié)構(gòu)和典型電路。因?yàn)檩d波通信系統(tǒng)傳輸?shù)氖悄M信號，射頻前端電路的性能對整個通信系統(tǒng)有直接的影響，所以射頻集成電路已成為重要的研究課題。 〖〗高等模擬集成電路〖〗〖〗前言〖〗〖〗本書是在為研究生開設(shè)的“高等模擬集成電路”課程講義的基礎(chǔ)上整理而成，由董在望主編，第1、4、7章由李冬梅編寫，第6章由王志華編寫，第5章由李永明和董在望編寫，第2、3章由董在望編寫，李國林參加了部分章節(jié)的校核工作。 本書可作為信息與通信工程和電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科相關(guān)課程的研究生教材或教學(xué)參考書，也可作為本科教學(xué)參考書或選修課教材和供相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。 清華大學(xué)出版社多位編輯為本書的出版做了卓有成效的工作，深致謝意。 限于編者水平，難免有錯誤和疏漏之處，歡迎批評指正。 目錄 1.1MOS器件基礎(chǔ)及器件模型 1.1.1結(jié)構(gòu)及工作原理 1.1.2襯底調(diào)制效應(yīng) 1.1.3小信號模型 1.1.4亞閾區(qū)效應(yīng) 1.1.5短溝效應(yīng) 1.1.6SPICE模型 1.2基本放大電路 1.2.1共源(CS)放大電路 1.2.2共漏(CD)放大電路 1.2.3共柵(CG)放大電路 1.2.4共源共柵(CSCG)放大電路 1.2.5差分放大電路 1.3電流源電路 1.3.1二極管連接的MOS器件 1.3.2基本鏡像電流源 1.3.3威爾遜電流源 1.3.4共源共柵電流源 1.3.5有源負(fù)載放大電路 1.4運(yùn)算放大器 1.4.1運(yùn)算放大器的主要參數(shù) 1.4.2單級運(yùn)算放大器 1.4.3兩級運(yùn)算放大器 1.4.4共模反饋(CMFB) 1.4.5運(yùn)算放大器的頻率補(bǔ)償 1.5模擬開關(guān) 1.5.1導(dǎo)通電阻 1.5.2電荷注入與時鐘饋通 1.6帶隙基準(zhǔn)電壓源 1.6.1工作原理 1.6.2與CMOS工藝兼容的帶隙基準(zhǔn)電壓源 思考題 2電流模電路 2.1概述 2.1.1電流模電路的概念 2.1.2電流模電路的特點(diǎn) 2.2基本電流模電路 2.2.1電流鏡電路 2.2.2電流放大器 2.2.3電流模積分器 2.3電流模功能電路 2.3.1跨導(dǎo)線性電路 2.3.2電流傳輸器 2.4從電壓模電路變換到電流模電路 2.5電流模電路中的非理想效應(yīng) 2.5.1MOSFET之間的失配 2.5.2寄生電容對頻率特性的影響 思考題 3抽樣數(shù)據(jù)電路 3.1開關(guān)電容電路和開關(guān)電流電路的基本分析方法 3.1.1開關(guān)電容電路的時域分析 3.1.2開關(guān)電流電路的時域分析 3.1.3抽樣數(shù)據(jù)電路的頻域分析 3.2開關(guān)電容電路 3.2.1開關(guān)電容單元電路 3.2.2開關(guān)電容電路的特點(diǎn) 3.2.3非理想因素的影響 3.3開關(guān)電流電路 3.3.1開關(guān)電流單元電路 3.3.2開關(guān)電流電路的特點(diǎn) 3.3.3非理想因素的影響 思考題 4A/D轉(zhuǎn)換器與D/A轉(zhuǎn)換器 4.1概述 4.1.1電子系統(tǒng)中的A/D與D/A轉(zhuǎn)換 4.1.2A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的基本原理 4.1.3A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的性能指標(biāo) 4.1.4A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的分類 4.1.5A/D與D/A轉(zhuǎn)換器中常用的數(shù)碼類型 4.2高速A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.1全并行結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.2兩步結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.3插值與折疊結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.4流水線結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.2.5交織結(jié)構(gòu)A/D轉(zhuǎn)換器 4.3高精度A/D轉(zhuǎn)換器 4.3.1逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器 4.3.2雙斜率積分型A/D轉(zhuǎn)換器 4.3.3過采樣ΣΔA/D轉(zhuǎn)換器 4.4D/A轉(zhuǎn)換器 4.4.1電阻型D/A轉(zhuǎn)換器 4.4.2電流型D/A轉(zhuǎn)換器 4.4.3電容型D/A轉(zhuǎn)換器 思考題 5集成濾波器 5.1引言 5.1.1濾波器的數(shù)學(xué)描述 5.1.2濾波器的頻率特性 5.1.3濾波器設(shè)計(jì)的逼近方法 5.2連續(xù)時間濾波器 5.2.1連續(xù)時間濾波器的設(shè)計(jì)方法 5.2.2跨導(dǎo)電容（GmC）連續(xù)時間濾波器 5.2.3連續(xù)時間濾波器的片上自動調(diào)節(jié)電路 5.3對數(shù)域?yàn)V波器 5.3.1對數(shù)域電路概念及其特點(diǎn) 5.3.2對數(shù)域電路基本單元 5.3.3對數(shù)域?yàn)V波器 5.4抽樣數(shù)據(jù)濾波器 5.4.1設(shè)計(jì)方法 5.4.2SZ域映射 5.4.3開關(guān)電容電路轉(zhuǎn)換為開關(guān)電流電路的方法 思考題 6收發(fā)器與射頻前端電路 6.1通信系統(tǒng)中的射頻收發(fā)器 6.2集成收信器 6.2.1外差式接收與鏡像信號 6.2.2復(fù)數(shù)信號處理 6.2.3收信器前端結(jié)構(gòu) 6.3集成發(fā)信器 6.3.1上變換器 6.3.2發(fā)信器結(jié)構(gòu) 6.4收發(fā)器的技術(shù)指標(biāo) 6.4.1噪聲性能 6.4.2靈敏度 6.4.3失真特性與線性度 6.4.4動態(tài)范圍 6.5射頻電路設(shè)計(jì) 6.5.1晶體管模型與參數(shù) 6.5.2噪聲 6.5.3集成無源器件 6.5.4低噪聲放大器 6.5.5混頻器 6.5.6頻率綜合器 6.5.7功率放大器 思考題 7CMOS集成電路制造工藝及版圖設(shè)計(jì) 7.1集成電路制造工藝簡介 7.1.1單晶生長與襯底制備 7.1.2光刻 7.1.3氧化 7.1.4擴(kuò)散及離子注入 7.1.5化學(xué)氣相淀積（CVD） 7.1.6接觸與互連 7.2CMOS工藝流程與集成電路中的元件 7.2.1硅柵CMOS工藝流程 7.2.2CMOS集成電路中的無源元件 7.2.3CMOS集成電路中的寄生效應(yīng) 7.3版圖設(shè)計(jì) 7.3.1硅柵CMOS集成電路的版圖構(gòu)成 7.3.2版圖設(shè)計(jì)規(guī)則 7.3.3CMOS版圖設(shè)計(jì)技術(shù) 思考題
標(biāo)簽： 模擬集成電路
上傳時間： 2013-11-13
上傳用戶：chengxin
提出一種基于USB的彩色CCD高清圖像采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。圖像數(shù)據(jù)的來源采用的是SONY公司的 ICX205AK芯片，結(jié)合USB2.0接口，復(fù)雜可編程邏輯器件CPLD設(shè)計(jì)了一個高速的彩色CCD圖像采集系統(tǒng)。文中詳細(xì)闡述了系統(tǒng)內(nèi)不同模塊的硬件電路設(shè)計(jì)思路和軟件運(yùn)行流程。整個系統(tǒng)由電源系統(tǒng)、CCD傳感器、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器、CPLD控制器、USB2.0高速接口、上位機(jī)控制程序等各個部分組成。本系統(tǒng)的硬件電路可以協(xié)調(diào)正常工作完成分辨率為140萬的高清圖像采集，最高采集幀率達(dá)7.5 frame/s。
標(biāo)簽： USB CCD 彩色 圖像采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-10-24
上傳用戶：tianming222
現(xiàn)代信息處理應(yīng)用中，對模數(shù)轉(zhuǎn)換器的速度、精度、功耗和動態(tài)性能等關(guān)鍵性能指標(biāo)不斷提出更高的要求。針對模數(shù)轉(zhuǎn)換的實(shí)際應(yīng)用，提出并設(shè)計(jì)了一種基于TI公司生產(chǎn)的雙通道14 位 250MSPS 低功耗A / D轉(zhuǎn)換器 ADS4249的RGB視頻編碼器電路設(shè)計(jì)。這款A(yù) / D轉(zhuǎn)換器的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)在于其完美的實(shí)現(xiàn)高動態(tài)性能的同時又能擁有1.8 V超低功耗。這一特性使得ADS4249非常適合多載波，寬帶通信的信號處理應(yīng)用。
上傳時間： 2013-10-28
上傳用戶：kiklkook
提出了一種應(yīng)用于CSTN-LCD系統(tǒng)中低功耗、高轉(zhuǎn)換速率的跟隨器的實(shí)現(xiàn)方案。基于GSMC±9V的0.18 μm CMOS高壓工藝SPICE模型的仿真結(jié)果表明，在典型的轉(zhuǎn)角下，打開2個輔助模塊時，靜態(tài)功耗約為35 μA；關(guān)掉輔助模塊時，主放大器的靜態(tài)功耗為24 μA。有外接1 μF的大電容時，屏幕上的充放電時間為10 μs；沒有外接1μF的大電容時，屏幕上的充放電時間為13μs。驗(yàn)證表明，該跟隨器能滿足CSTN-LCD系統(tǒng)低功耗、高轉(zhuǎn)換速率性能要求。
上傳時間： 2013-11-18
上傳用戶：kxyw404582151
訊號路徑設(shè)計(jì)講座(9)針對高速應(yīng)用的電流回授運(yùn)算放大器電流回授運(yùn)算放大器架構(gòu)已成為各類應(yīng)用的主要解決方案。該放大器架構(gòu)具有很多優(yōu)勢，并且?guī)缀蹩蓪?shí)施于任何需要運(yùn)算放大器的應(yīng)用當(dāng)中。電流回授放大器沒有基本的增益頻寬產(chǎn)品的局限，隨著訊號振幅的增加，而頻寬損耗依然很小就證明了這一點(diǎn)。由于大訊號具有極小的失真，所以在很高的頻率情況下這些放大器都具有極佳的線性度。電流回授放大器在很寬的增益范圍內(nèi)的頻寬損耗很低，而電壓回授放大器的頻寬損耗卻隨著增益的增加而增加。準(zhǔn)確地說就是電流回授放大器沒有增益頻寬產(chǎn)品的限制。當(dāng)然，電流回授放大器也不是無限快的。變動率受制于晶體管本身的速度限制（而非內(nèi)部偏置(壓)電流）。這可以在給定的偏壓電流下實(shí)現(xiàn)更大的變動率，而無需使用正回授和其它可能影響穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)換增強(qiáng)技術(shù)。那么，我們?nèi)绾蝸斫⑦@樣一個奇妙的電路呢？電流回授運(yùn)算放大器具有一個與差動對相對的輸入緩沖器。輸入緩沖器通常是一個射極追隨器或類似的器件。非反向輸入是高阻抗的，而緩沖器的輸出（即放大器的反向輸入）是低阻抗的。相反，電壓回授放大器的2個輸入均是高阻抗的。電流回授運(yùn)算放大器輸出的是電壓，而且與透過稱為互阻抗Z(s)的復(fù)變函數(shù)流出或流入運(yùn)算放大器的反向輸入端的電流有關(guān)。在直流電情況下，互阻抗很高（與電壓回授放大器類似），并且隨著頻率的增加而單極滾降。
標(biāo)簽： 電流 運(yùn)算放大器
上傳時間： 2013-10-19
上傳用戶：黃蛋的蛋黃
摘要: 介紹了時鐘分相技術(shù)并討論了時鐘分相技術(shù)在高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)中的作用。 關(guān)鍵詞: 時鐘分相技術(shù); 應(yīng)用 中圖分類號: TN 79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號: 025820934 (2000) 0620437203 時鐘是高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一, 系統(tǒng)時鐘的性能好壞, 直接影響了整個電路的 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、 更高精度的時鐘設(shè)計(jì)上面。但隨著系統(tǒng)時鐘頻率的升高。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, 即利用時鐘分相技術(shù), 以低頻的時鐘實(shí)現(xiàn)高頻的處 理。 1 時鐘分相技術(shù) 我們知道, 時鐘信號的一個周期按相位來分, 可以分為360°。所謂時鐘分相技術(shù), 就是把 時鐘周期的多個相位都加以利用, 以達(dá)到更高的時間分辨。在通常的設(shè)計(jì)中, 我們只用到時鐘 的上升沿(0 相位) , 如果把時鐘的下降沿(180°相位) 也加以利用, 系統(tǒng)的時間分辨能力就可以 提高一倍(如圖1a 所示)。同理, 將時鐘分為4 個相位(0°、90°、180°和270°) , 系統(tǒng)的時間分辨就 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來達(dá)到時鐘分相的目的。用這種方法產(chǎn)生的相位差不夠準(zhǔn)確, 而且引起的時間偏移(Skew ) 和抖動 (J itters) 比較大, 無法實(shí)現(xiàn)高精度的時間分辨。 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)異的時鐘 芯片。這些芯片的出現(xiàn), 大大促進(jìn)了時鐘分相技術(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 良好的時間性能, 必須確保分相時鐘的Skew 和J itters 都 比較小。因此在我們的設(shè)計(jì)中, 通常用一個低頻、高精度的 晶體作為時鐘源, 將這個低頻時鐘通過一個鎖相環(huán)(PLL ) , 獲得一個較高頻率的、比較純凈的時鐘, 對這個時鐘進(jìn)行分相, 就可獲得高穩(wěn)定、低抖動的分 相時鐘。 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 時鐘分為4 個相位 數(shù)據(jù), 與其同步的時鐘信號并不傳輸。 但本地接收到數(shù)據(jù)時, 為了準(zhǔn)確地獲取 數(shù)據(jù), 必須得到數(shù)據(jù)時鐘, 即要獲取與數(shù) 據(jù)同步的時鐘信號。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bit 占有14. 7ns 的寬度, 在每個數(shù)據(jù) 幀的開頭有一個用于同步檢測的頭部信息。我們要找到與它同步性好的時鐘信號, 一般時間 分辨應(yīng)該達(dá)到1ö4 的時鐘周期。即14. 7ö 4≈ 3. 7ns, 這就是說, 系統(tǒng)時鐘頻率應(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)和時鐘分相技術(shù), 將一個16MHz 晶振作為時鐘源, 經(jīng)過鎖相環(huán) 89429 升頻得到68MHz 的時鐘, 再經(jīng)過分相芯片AMCCS4405 分成4 個相位, 如圖3 所示。 我們只要從4 個相位的68MHz 時鐘中選擇出與數(shù)據(jù)同步性最好的一個。選擇的依據(jù)是: 在每個數(shù)據(jù)幀的頭部(HEAD) 都有一個8bit 的KWD (KeyWord) (如圖1 所示) , 我們分別用 這4 個相位的時鐘去鎖存數(shù)據(jù), 如果經(jīng)某個時鐘鎖存后的數(shù)據(jù)在這個指定位置最先檢測出這 個KWD, 就認(rèn)為下一相位的時鐘與數(shù)據(jù)的同步性最好(相關(guān))。 根據(jù)這個判別原理, 我們設(shè)計(jì)了圖4 所示的時鐘分相選擇電路。 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 相時鐘: 用這4 個 時鐘分別將輸入數(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鐘。這里, 我們運(yùn)用AMCC 公司生產(chǎn)的 S4405 芯片, 對68MHz 的時鐘進(jìn)行了4 分 相, 成功地實(shí)現(xiàn)了同步時鐘的獲取, 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低速 圖5 分相技術(shù)應(yīng)用于采集系統(tǒng) ADC 和時鐘分相, 用以替代高速的ADC, 但由 于時鐘分相電路產(chǎn)生的相位不準(zhǔn)確, 時鐘的 J itters 和Skew 比較大(如前述) , 容易產(chǎn)生較 大的孔徑晃動(Aperture J itters) , 無法達(dá)到很 好的時間分辨。 現(xiàn)在使用時鐘分相芯片, 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 采樣時鐘分別作為ADC 的 轉(zhuǎn)換時鐘, 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)寫入存儲器(M EM )。各個 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。通過存儲器中的數(shù) 據(jù)重組, 可以使系統(tǒng)時鐘為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)用時鐘分相技術(shù), 可以有效地用低頻時鐘實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于高頻時鐘的時間性能, 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： 時鐘 分相 技術(shù)應(yīng)用
上傳時間： 2013-12-17
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