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1 引言 在通信系統的設計中，通常會碰到倍頻器和分頻器電路的設計問題，分頻器有許多芯片可以使用，且設計比較簡單。而倍頻器的設計則要復雜得多。它沒有專門的芯片可以采用，因而需要用到鎖相環電路和壓控振蕩電路。同時采用分離元件設計的鎖相環電路不僅電路復雜，而且對于高頻來說，電路的鎖相也不準確，因而產生的頻率也不穩定。 而用TLC2934來設計電路便可以解決上述問題，該芯片把VCO和PLL集成在一個芯片內，而且既可分開使用，也可以結合起來組成一個倍頻器電路，同時它的頻率范圍也較寬(最高可達130MHz)，且十分穩定，因此，在設計較高頻率的倍頻器時，TLC2934是最佳選擇。 2 TLC2934的特點和功能 2．1工作原理和主要特點 TLC2934是TI公司最新開發的鎖相環(PLL)芯片，它主要由一個壓控振蕩器(VCO)和邊沿觸發的相頻檢測器(PDF)組成。它的內部壓控振蕩器能夠在低電壓下起振，從而產生高穩定、寬范圍的振蕩電壓，電壓范圍可從10MHz～130MHz，而且只需外接一個偏置電阻，因此使用比較方便。其內部相頻檢測器通過外接參考頻率和壓控振蕩器產生的頻率經外部分頻后，再利用其分頻的比相即可達到相位鎖定的目的。圖1所示是其原理框圖，該芯片的主要性能特點如下： 內含寬范圍壓控振蕩器，振蕩范圍為10～130MHz； 振蕩頻率穩定； 只需外接一個偏置電阻，便可通過調節電阻值來改變振蕩頻率； 直通輸出或二分頻輸出可選； 獨立的VCO和PDF，既可以作為兩個不同的器件分開使用，也可以結合起來用于倍頻； 典型鎖相頻率偏差為15．5； 采用3．3V電源電壓，工作溫度范圍為-20～+75℃； 采用14腳PSO封裝。 2．2引腳功能 TLC2934采用14腳塑料封裝形式，各引腳具體功能如下： 1腳(LOGIC VDD)：電源電壓輸入端，為了減?li>詈希?玫繚從Ω煤湍誆縑CO供電電源分開； 2腳(SELECT)：二分頻選擇輸入端，當此端為低電平時，直接輸出VCO頻率；而當其為高電平時，其輸出經二分頻后的VCO頻率； 3腳(VCO OUT)：VCO輸出端，當VCO INHIBIT輸人為高電平時，該端輸出為低電平； 4、5腳(FIN-A、FIN-B)：PFD頻率信號輸入端，用于分別輸入參考頻率和VCO OUT經外部分頻后的頻率信號； 6腳(PFD OUT)：PFD輸出端，當PFD INHIBIT輸人為高電平時，此輸出為高阻狀態； 7腳(LOGIC GND)：邏輯地； 8腳(TEST)：測試端口，用于產品測試，使用時接地。 9腳(PFD INHIBIT)：PFD INHIB-TI信號輸入端口； 10腳(VCO INHIBIT)：VCO INHIBIT信號輸入端口； 11腳(VCO GND)：內部VCO接地端； 12腳(VCO IN)：VCO控制電壓輸入端口，通常此端外接LPF。 13腳(RBIAS)：偏置電阻接人端口，改變此端和VCO GND之間的偏置電阻值可改變VCO振蕩頻率，具體對應關系見表1所列。 14腳(VCO VDD)：內部VCO供電電源，為減?li>詈希??Ω煤蚅OGIC VDD分開。 3 基于LTC2934的18頻電路 圖2所示是采用TLC2934設計的18倍頻電路，該電路有兩路并行數據，每路為8位數據，數據速率為4Mbit／s，需要通過光纖傳送出去，眾所周知，光纖傳輸系統的傳輸速率是較高的，而且需要把并行數據變成串行數據，其最少需要的串行速率為2×4×8=64Mbit／s，而在本設計中，如果以每兩路數據作為一個子幀，再加上幀同步碼等開銷后，設計在光纖中的串行速率為72Mbit／s。 如果并行數據自帶同步信號，則同步信號時鐘應為4MHz，而在光纖中的位同步時鐘為72MHz，為了使兩個同步時鐘同源，就需要設計一個18倍頻器，以便將4MHz時鐘變成18MHz，如果采用傳統的鎖相環來設計倍頻器電路，由于頻率較高，其電路將比較復雜，而且在穩定性與相位差等方面也很難達到要求，同時調試也比較麻煩，而采用TLC2934芯片則可以很容易地設計出18倍頻器。 具體設計時，應首先選擇偏置電阻，由于輸出頻率為72MHz，根據表1可選擇RBIAS為2．4kΩ；其次，應設置SELECT信號，由于不需要二分頻輸出，因此SELECT應為低電平。 第三步就是設定VCO輸出頻率信號了，應該說明：該信號除作為倍頻輸出外，還應該經過18分頻后作為PFD的比較信號，這在設計時可采用可編程邏輯器件來實現。 另外，在設計中，還應注意將VCO電源和邏輯電源分開，否則可能會由于相互耦合而造成振蕩頻率的不穩，從而出現毛刺。 4 結束語 TLC2934是將壓控振蕩器和鎖相環電路集成在一起的小型芯片，它既可單獨作為壓控振蕩器和鎖相環來使用，也可綜合起來構成一個倍頻器電路。本文采用TLC2934芯片設計的18倍頻器電路具有結構簡單，性能穩定的特點，同時可將其用于光纖通信系統中作為位同步時鐘，以取得更加良好的效果。 |
