Rancangan Elektronik - Parameter masa asas desain PCB jam

Berikut adalah perkenalan kepada parameter masa bagi asas rancangan sirkuit PCB jam:

Beberapa parameter berkaitan dengan masa ialah Tco, lambat penimbal, masa tetapan, masa tahan, margin masa tetapan, margin masa tahan, lambat penyebaran, masa penerbangan maksimum/minimum dan gelisah jam.

1: Tco dan lambat penimbal

Lengahan penimbal merujuk pada masa yang diperlukan untuk isyarat melewati penimbal untuk mencapai output voltaj yang sah. Lambat penimbal ditambah lambat logik dalam sirkuit digital IC adalah Tco. Tco juga merujuk kepada jumlah semua lambat dalam peranti dari permulaan pemicu jam ke peranti output data yang berkesan. Muatan pengukuran boleh disambung secara langsung ke hujung output IC litar digital untuk menentukan Tco, dan kemudian masa untuk voltaj isyarat (Ums) pada muatan untuk mencapai tahap tertentu (biasanya separuh dari tahap tinggi isyarat). Muatan paling umum ialah penahan 50Ω atau kondensator 30pF. Tco dan lambat penimbal.

2: Tetapkan masa, tahan masa, tetapkan margin masa dan tahan margin masa

Masa tetapan dan masa tahan mengukur durasi input data sebelum dan selepas pinggir jam memicu dalam kunci akhir penerima. Dua parameter masa ini berkaitan dengan ciri-ciri penerima. Sebelum pinggir jam dipicu, data mesti wujud untuk jangka masa, iaitu masa setup yang diperlukan oleh peranti; dan selepas pinggir jam dipicu, data mesti disimpan selama masa untuk dapat dibaca secara stabil. Ini adalah masa tahan yang diperlukan oleh peranti. Jika tempoh isyarat data sebelum dan selepas pemicu pinggir jam melebihi masa tetapan dan masa pegangan berdasarkan, maka komponen yang melebihi dipanggil margin masa tetapan dan margin masa pegangan berdasarkan. Tetapan dan tahan parameter masa yang diperlukan untuk setiap peranti biasanya boleh ditemui dalam manual peranti. Apabila merancang, margin masa tetapan dan margin masa tahan patut meningkat sebanyak yang mungkin untuk memastikan sistem berfungsi secara biasa di bawah syarat perubahan terhad dalam persekitaran luaran.

3: Lembatan propagasi dan masa penerbangan

Lambat penghantaran isyarat pada garis penghantaran dipanggil lambat pengeluaran, yang hanya berkaitan dengan kelajuan pengeluaran isyarat dan panjang garis. Masa penerbangan termasuk masa penerbangan maksimum dan masa penerbangan minimum. Masa penerbangan maksimum juga dipanggil lambat stabil terakhir, dan masa penerbangan minimum dipanggil lambat penukaran paling awal.

4: Jam gelisah dan jam bergerak

Dalam latihan, isyarat jam PCB sering mustahil untuk menjadi isyarat ideal, dan kegelisahan dan ofset sering berlaku. Kegelisahan jam merujuk kepada perbezaan antara dua cikel jam. Ia dijana secara dalaman oleh jam dan tidak ada hubungannya dengan penghalaan. Dalam oscilator jam, kegelisahan disebabkan oleh superposisi empat sumber bunyi:

1: Ia adalah bunyi yang dihancurkan oleh kristal sendiri. Seperti mana-mana peranti tahan, kristal akan mengeluarkan bunyi panas disebabkan pergerakan rawak elektron dalaman;

2: Ia adalah bunyi disebabkan oleh mana-mana getaran mekanik atau gangguan kristal sendiri;

3: Ia adalah bunyi amplifier sendiri, bunyi amplifier biasanya lebih besar daripada bunyi panas dan bunyi mekanik kristal;

4: Suara bekalan kuasa. Setiap bunyi yang disambung ke terminal bekalan kuasa akan memasukkan penyampai di dalam oscilator jam, dan bunyi bekalan kuasa akan menyebabkan banyak gelisah selepas disempurnakan oleh penyampai. Suara bekalan kuasa sukar untuk dihadapkan. Jika output oscillator mempunyai bunyi bekalan kuasa yang terhubung besar, dikatakan bahawa kekebalan bekalan kuasa adalah sangat lemah. Kegelisahan jam disebabkan oleh sumber bunyi rawak sangat berbahaya, dan kegelisahan jam disebabkan oleh bunyi bekalan kuasa boleh menyebabkan perubahan secara berterusan. Pengagihan jam boleh diukur dengan tiga kaedah: analisis spektrum, pengukuran fasa langsung, dan pengukuran fasa berbeza. Kaedah pengukuran paling mudah adalah menggunakan pengukuran fasa berbeza. Skew jam merujuk kepada skew diantara dua jam sistem yang sama, termasuk skew diantara output berbilang dari penimbal jam, dan perbezaan diantara isyarat jam pada hujung penerima dan hujung pemandu disebabkan ralat jejak PCB. Ofset. Kesan faktor ini perlu dipertimbangkan dalam rancangan masa. Apabila merancang PCB, untuk memastikan data dihantar dan diterima dengan betul, semua parameter masa mesti dianggap secara keseluruhan, struktur topologi yang sesuai mesti dipilih, penghentian yang sepadan impedance dan tindakan lain mesti diterima untuk mengurangkan gangguan disebabkan oleh integriti isyarat ke urutan masa, Sementara memenuhi batasan masa tetapan dan batasan masa tahan yang diperlukan oleh sistem.