移相电路

时钟分相技术应用

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。

标签： 时钟分相技术应用

上传时间： 2013-12-17

上传用户：xg262122
移相全桥DCDC变换器的应用研究

零电压开关控制的DC/DC变换器在中大功率应用场合受到越来越多的关注，并被广泛地应用到工程中，其可靠性受到人们的重视。本文介绍了零电压开关控制的原理和现在较为常用的零电压开关控制芯片UCC3895芯片，并用该芯片完成一台15V/48V的DC/DC变换器设计，给出了电路主要参数的设计和初步的实验结果。

标签： DCDC 移相全桥变换器应用研究

上传时间： 2013-11-05

上传用户：devin_zhong
软开关APFC倍频感应加热电源的研究

　随着功率开关器件的发展，电力电子装置日益小型化和高频化，电气性能大幅提高，但是随之产生的高次谐波却对电网造成严重污染。在电力电子设备中，整流器(AC／DC变流器)占有较大的比例，是主要的污染源。由于固态感应加热电源对于电网呈现非线性特性，从电网中输出的电流就不是标准的正弦曲线。高频谐波电流对电力设施产生过热或其他危害。　　Boost电路应用到功率因数校正方面已经较为成熟，对于几百瓦小功率的功率因数校正，常规的电路是可以实现的。但是对于大功率诸如感应加热电源，还存在很多的实际问题。为了解决开关器件由于二极管反向恢复时产生的冲击电流而易损坏的情况，减少开关器件在高频下的开关损耗，本文采用一种无源无损缓冲电路取代传统的LC滤波电路。在分析了软开关电路的工作原理以及逆变模块的分时-移相功率控制策略后，应用Matlab软件进行了仿真，并通过实验结果验证了理论分析的正确性。

标签： APFC 软开关倍频感应加热电源

上传时间： 2014-12-24

上传用户：RQB123
中压五电平单元级联变频器的研究与设计

波形质量更好。论文介绍了五电平功率单元级联变频器的主电路拓扑结构特点、探讨了输入移相整流技术，运用坐标变换的方法推导和分析了单元级联变频器及异步电机矢量控制系统的数学模型。研究和比较了级联式变频器的几种PWM算法的特点，并选取载波相移层叠混合PWM方式为变频器的控制方式。提出了三点式五电平功率单元的开关控制策略，以及单元平衡控制的解决方案。并研究了矢量控制方法在中压级联变频器系统的应用。研究和完成了控制系统的软件、硬件方案设计，对于系统的两级旁路保护与实现、在线故障识别系统，DSP／CPLD冗余控制系统等关键技术进行了研究。同时对采取该变频器供电的异步电机PWM控制系统和异步电机矢量控制系统分别进行了仿真研究，成功研制了中压五电平单元级联变频器样机。在不同负载和不同实验条件下对变频器样机进行了满功率大电流实验，结果表明五电平功率单元级联变频器输出稳定，动态响应好，得到了满意的预期效果。论文最后对研究工作进行了总结，并提出了一些需要进一步探讨和解决的问题。

标签： 中压电平变频器级联

上传时间： 2013-11-12

上传用户：上善若水
PSK移相键控调制电路设计

一本初学者好教材

标签： PSK 移相键控电路设计调制

上传时间： 2013-11-20

上传用户：unmwq
基于AD8302高精度幅度相位检测系统

为了提高幅相检测精度、简化电路、扩展频率范围，设计了一种基于AD8302高精度幅度相位检测系统。通过分析AD8302的特点以及工作原理，提出了几种提高相位检测精度的方法，并设计采用AD8302、DDS和单片机组成高精度幅相检测系统，成功地解决了AD8302相位检测过程中存在的二值性、非线性、移相以及校准问题，实现两路模拟输入信号的相位差和幅度差的精确测量。测试结果表明基于AD8302的幅相检测系统具有精度高、抗干扰能力强等优点。

标签： 8302 AD 高精度幅度

上传时间： 2013-11-24

上传用户：会稽剑客
48 kW 大功率高频开关电源的研制

48 kW 大功率高频开关电源的研制摘要：主要介绍48 kW 大功率高频开关电源的研制。阐述国内外开关电源的现状．分析全桥移相变换器的工作原理和软开关技术的实现。软开关能降低开关损耗，提高电路效率。给出电源系统的整体设计及主要器件的选择。试验结果表明，该装置完全满足设计要求，并成功应用于电镀生产线。

标签： 高频开关电源

上传时间： 2021-12-09

上传用户：
LLC串联谐振全桥DCDC变换器研究

高频化、高功率密度和高效率，是DC/DC变换器的发展趋势。传统的硬开关变换器限制了开关频率和功率密度的提高。移相全桥 PWM ZVS DC/DC变换器可以实现主开关管的wV5s，但滞后桥臂实现zwS的负载范围较小：整流二极管存在反向恢复问题不利于效率的提高：输入电压较高时，变换器效率较低，不适合输入电压高和有掉电维持时间限制的高性能开关电源。LLC串联谐振Dc/DC变换器是直流变换器研究领域的热点，可以较好的解决移相全桥 PWM ZVS DC/DC变换器存在的缺点。但该变换器工作过程较为复杂，难于设计和控制，目前尚处于研究阶段。本文以LLC串联谐振全桥DC/DC变换器作为研究内容。以下是本文的主要研究工作：对LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的工作原理进行了详细研究，利用基频分量近似法建立了变换器的数学模型，确定了主开关管实现Zs的条件，推导了边界负载条件和边界频率，确定了变换器的稳态工作区域，推导了输入，输出电压和开关频率以及负载的关系。仿真结果证明了理论分析的正确性采用扩展描述函数法建立了变换器在开关频率变化时的小信号模型，在小信号模型的基础上分析了系统的稳定性，根据动态性能的要求设计了控制器。仿真结果证明了理论分析的正确性讨论了一台500w实验样机的主电路和控制电路设计问题，给出了设计步骤，可以给实际装置的设计提供参考。最后给出了实验波形和实验数据。实验结果验证了理论分析的正确性

标签： llc

上传时间： 2022-04-04

上传用户：
《电容应用分析精粹》公众号摘录 .part2

part1也已上传：https://dl.21ic.com/download/part1-385449.html 本书系统介绍电容器的基础知识及在各种实际应用电路中的工作原理，包括 RC 积分、 RC 微分、滤波电容、旁路电容、去耦电容、耦合电容、谐振电容、自举电容、 PN 结电容、加速电容、密勒电容、安规电容等。本书强调工程应用，包含大量实际工作中的应用电路案例讲解，涉及高速 PCB、高频电子、运算放大器、功率放大、开关电源等多个领域，内容丰富实用，叙述条理清晰，对工程师系统掌握电容器的实际应用有很大的帮助，可作为初学者的辅助学习教材，也可作为工程师进行电路设计、制作与调试的参考书。第 1 章电容器基础知识第 2 章电容器标称容值为什么这么怪第 3 章电容器为什么能够储能第 4 章介电常数是如何提升电容量的第 5 章介质材料是如何损耗能量的第 6 章绝缘电阻与介电常数的关系第 7 章电容器的失效模式第 8 章 RC 积分电路的复位应用第 9 章门电路组成的积分型单稳态触发器第 10 章 555 定时芯片应用：单稳态负边沿触发器第 11 章 RC 多谐振荡器电路工作原理第 12 章这个微分电路是冒牌的吗第 13 章门电路组成的微分型单稳态触发器第 14 章 555 定时器芯片应用：单稳态正边沿触发器第 15 章电容器的放电特性及其应用第 16 章施密特触发器构成的多谐振荡器第 17 章电容器的串联及其应用第 18 章电容器的并联及其应用第 19 章电源滤波电路基本原理第 20 章从低通滤波器认识电源滤波电路第 21 章从电容充放电认识低通滤波器第 22 章降压式开关电源中的电容器第 23 章电源滤波电容的容量越大越好吗第 24 章电源滤波电容的容量多大才合适第 25 章 RC 滞后型移相式振荡电路第 26 章电源滤波电容中的战斗机：铝电解电容第 27 章旁路电容工作原理(数字电路)第 28 章旁路电容 0.1μF 的由来(1)第 29 章旁路电容 0  1μF 的由来(2)第 30 章旁路电容的 PCB 布局布线第 31 章 PCB 平面层电容可以做旁路电容吗第 32 章旁路电容工作原理(模拟电路)第 33 章旁路电容与去耦电容的联系与区别第 34 章旁路电容中的战斗机：陶瓷电容第 35 章交流信号是如何通过耦合电容的第 36 章为什么使用电容进行信号的耦合第 37 章耦合电容的容量多大才合适

标签： 电容

上传时间： 2022-05-07

上传用户：
《电容应用分析精粹》公众号文章摘录.part1

part2也已上传：https://dl.21ic.com/download/part2-385450.html 本书系统介绍电容器的基础知识及在各种实际应用电路中的工作原理，包括 RC 积分、 RC 微分、滤波电容、旁路电容、去耦电容、耦合电容、谐振电容、自举电容、 PN 结电容、加速电容、密勒电容、安规电容等。本书强调工程应用，包含大量实际工作中的应用电路案例讲解，涉及高速 PCB、高频电子、运算放大器、功率放大、开关电源等多个领域，内容丰富实用，叙述条理清晰，对工程师系统掌握电容器的实际应用有很大的帮助，可作为初学者的辅助学习教材，也可作为工程师进行电路设计、制作与调试的参考书。第 1 章电容器基础知识第 2 章电容器标称容值为什么这么怪第 3 章电容器为什么能够储能第 4 章介电常数是如何提升电容量的第 5 章介质材料是如何损耗能量的第 6 章绝缘电阻与介电常数的关系第 7 章电容器的失效模式第 8 章 RC 积分电路的复位应用第 9 章门电路组成的积分型单稳态触发器第 10 章 555 定时芯片应用：单稳态负边沿触发器第 11 章 RC 多谐振荡器电路工作原理第 12 章这个微分电路是冒牌的吗第 13 章门电路组成的微分型单稳态触发器第 14 章 555 定时器芯片应用：单稳态正边沿触发器第 15 章电容器的放电特性及其应用第 16 章施密特触发器构成的多谐振荡器第 17 章电容器的串联及其应用第 18 章电容器的并联及其应用第 19 章电源滤波电路基本原理第 20 章从低通滤波器认识电源滤波电路第 21 章从电容充放电认识低通滤波器第 22 章降压式开关电源中的电容器第 23 章电源滤波电容的容量越大越好吗第 24 章电源滤波电容的容量多大才合适第 25 章 RC 滞后型移相式振荡电路第 26 章电源滤波电容中的战斗机：铝电解电容第 27 章旁路电容工作原理(数字电路)第 28 章旁路电容 0.1μF 的由来(1)第 29 章旁路电容 0  1μF 的由来(2)第 30 章旁路电容的 PCB 布局布线第 31 章 PCB 平面层电容可以做旁路电容吗第 32 章旁路电容工作原理(模拟电路)第 33 章旁路电容与去耦电容的联系与区别第 34 章旁路电容中的战斗机：陶瓷电容第 35 章交流信号是如何通过耦合电容的第 36 章为什么使用电容进行信号的耦合第 37 章耦合电容的容量多大才合

标签： 电容

上传时间： 2022-05-07

上传用户：