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
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摘要：本文介绍了一种多通道电气量检测装置。装置以Atmega32单片机为检测装置的核心，通过对变压器的电流、电压进行检测，判断变压器是否发生短路故障，若故障存在，则判断是何种故障，如三相短路，两相短路，两相短路接地，单相短路接地。该装置电路结构简单．操作方便．易维护
上传时间： 2013-11-01
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摘要：针对三相异步电动机三相电流检测与保护的问题，对C8051F310单片机应用于三相电流检测系统进行了研究，采用电流互感器与整流电路相配合，把电流信号变换为电压信号，以便于单片机采集。考虑电动机故障运行时，电流对电器设备与电动机自身的影响，设计了保护电路，由ULN2003驱动继电器工作。此外，系统扩展了一片AT24C512数据存储器，以备用户采集历史数据进行细致的分析。
上传时间： 2013-11-09
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摘要：针对气相色谱热导检测器的弱信号失真问题，研究与设计热导检测器的弱信号测量电路及其单片机控制系统，进一步提高气相色谱热导检测系统的灵敏度和可靠性。关键词：热导检测 单片机控制 弱信号测量
上传时间： 2014-12-27
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为了实现对矿井温、湿度检测，提出了一种基于物联网的矿井温、湿度检测系统，并完成了系统的软硬件测试。硬件包括由分布在矿井中的测量节点组成的无线传感网络，由基站节点和监控终端设备相连接形成的监控装置，软件采用MSP430进行编程，并实现了温湿度信号检测。实际应用表明，该系统具有体积小，部署方便，成本低廉等优点。
上传时间： 2013-10-27
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深度包检测技术（DPI）已成为网络信息安全的研究重点。基于硬件实现模式匹配的DPI技术凭借其更强的处理能力受到广泛关注。本文提出一种基于TCAM模式匹配的方法实现DPI，规则表项按字节分别存储在TCAM（三态内容寻址存储器）中，输入字符按不同字节与TCAM中内容进行匹配，提高了DPI中模式匹配的处理速度。针对该技术功耗大的缺点，提出BF（Bloom Filter）和TCAM相结合的两级模式匹配技术，BF可将较少可疑包转发给TCAM处理模块，从而降低了系统功耗，大大提高了系统处理速度。
上传时间： 2013-10-17
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针对帧差分法易产生空洞以及背景减法不能检测出与背景灰度接近的目标的问题，提出了一种将背景减和帧差法相结合的运动目标检测算法。首先利用连续两帧图像进行背景减法得到两种差分图像，并用最大类间与类内方差比法得到合适的阈值将这两种差分图像二值化，然后将得到的两种二值化图像进行或运算，最后利用图像形态学滤波得到准确的运动目标。实验结果表明，该算法简单、易实现、实时性强
上传时间： 2013-10-08
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检测技术及仪表的地位与作用1.1. 1检测仪表的地位与作用一、 检测仪表 检测――对研究对象进行测量和试验，取得定量信息和定性信息的过程。检测仪表――专门用于“测试”或“检测”的仪表。二、 地位与作用：１、 科学研究的手段 诺贝尔物理和化学奖中有1/4是属于测试方法和仪器创新。２、 促进生产的主流环节３、 国民经济的“倍增器”４、 军事上的战斗力５、 现代生活的好帮手６、 信息产业的源头1.1.2 检测技术是仪器仪表的技术基础一、非电量的电测法――把非电量转换为电量来测量 优越性：１）便于扩展测量的幅值范围(量程) ２）便于扩宽的测量的频率范围(频带) ３）便于实现远距离的自动测量 4) 便于与计算机技术相结合, 实现测量的智能化和网络化二、现代检测技术的组成： 电量测量技术、传感器技术非电量电测技术。三、仪器仪表的理论基础和技术基础――实质就是“检测技术”。 “检测技术”＋ “应用要求”＝仪器仪表 1.2 传感器概述1.2. 1传感器的基本概念一、 传感器的定义国家标准定义――“能感受（或响应）规定的被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。”（当今电信号最易于处理和便于传输） 通常定义――“能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置”或“能把非电量转换成电量的器件或装置”。二、 敏感器的定义――把被测非电量转换为可用非电量的器件或装置１、当 即被测非电量X正是传感器所能接受和转换的非电量(即可用非电量)Z时，可直接用传感器将被测非电量X转换成电量Y。 ２、当 即被测非电量X不是传感器所能接受和转换的非电量(即可用非电量)Z时，就需要在传感器前面增加一个敏感器，把被测非电量X转换为该传感器能够接受和转换的非电量(即可用非电量)Z。
上传时间： 2013-10-08
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该软件是一个有名的基于网络的入侵检测系统，其功能及相 关信息在本书中做了详细的分析和说明（该软件具有的功能 有：网络信息包嗅探、记录网络信息包并进行网络数据分析、 基于网络的误用检测等
上传时间： 2013-12-18
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学校管理系统,本管理系统与一般管理系统的区别就是：一般管理系统的后台数据库是用Access或sql server进行前台界面设计软件与后台数据库中的数据表的数据相连接。而此管理系统是用Delphi 6.0自身所带的SQL explorer及interbase进行前台与后台的数据链接，interbase 在使用之前必须先设置用户名和密码，用户名为sysdba，缺省密码为masterkey,方便实用，而且在整个过程中贯穿着很严格的面向对象的编程技术和完整正确的数据库构思方法，较之面向过程的编程技术更为科学，使管理系统逐步系统化、有序化。
上传时间： 2014-01-11
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