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1 引言 在通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，通常會(huì)碰到倍頻器和分頻器電路的設(shè)計(jì)問(wèn)題，分頻器有許多芯片可以使用，且設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。而倍頻器的設(shè)計(jì)則要復(fù)雜得多。它沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的芯片可以采用，因而需要用到鎖相環(huán)電路和壓控振蕩電路。同時(shí)采用分離元件設(shè)計(jì)的鎖相環(huán)電路不僅電路復(fù)雜，而且對(duì)于高頻來(lái)說(shuō)，電路的鎖相也不準(zhǔn)確，因而產(chǎn)生的頻率也不穩(wěn)定。 而用TLC2934來(lái)設(shè)計(jì)電路便可以解決上述問(wèn)題，該芯片把VCO和PLL集成在一個(gè)芯片內(nèi)，而且既可分開(kāi)使用，也可以結(jié)合起來(lái)組成一個(gè)倍頻器電路，同時(shí)它的頻率范圍也較寬(最高可達(dá)130MHz)，且十分穩(wěn)定，因此，在設(shè)計(jì)較高頻率的倍頻器時(shí)，TLC2934是最佳選擇。 2 TLC2934的特點(diǎn)和功能 2．1工作原理和主要特點(diǎn) TLC2934是TI公司最新開(kāi)發(fā)的鎖相環(huán)(PLL)芯片，它主要由一個(gè)壓控振蕩器(VCO)和邊沿觸發(fā)的相頻檢測(cè)器(PDF)組成。它的內(nèi)部壓控振蕩器能夠在低電壓下起振，從而產(chǎn)生高穩(wěn)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(gè)偏置電阻，因此使用比較方便。其內(nèi)部相頻檢測(cè)器通過(guò)外接參考頻率和壓控振蕩器產(chǎn)生的頻率經(jīng)外部分頻后，再利用其分頻的比相即可達(dá)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(diǎn)如下： 內(nèi)含寬范圍壓控振蕩器，振蕩范圍為10～130MHz； 振蕩頻率穩(wěn)定； 只需外接一個(gè)偏置電阻，便可通過(guò)調(diào)節(jié)電阻值來(lái)改變振蕩頻率； 直通輸出或二分頻輸出可選； 獨(dú)立的VCO和PDF，既可以作為兩個(gè)不同的器件分開(kāi)使用，也可以結(jié)合起來(lái)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(kāi)； 2腳(SELECT)：二分頻選擇輸入端，當(dāng)此端為低電平時(shí)，直接輸出VCO頻率；而當(dāng)其為高電平時(shí)，其輸出經(jīng)二分頻后的VCO頻率； 3腳(VCO OUT)：VCO輸出端，當(dāng)VCO INHIBIT輸人為高電平時(shí)，該端輸出為低電平； 4、5腳(FIN-A、FIN-B)：PFD頻率信號(hào)輸入端，用于分別輸入?yún)⒖碱l率和VCO OUT經(jīng)外部分頻后的頻率信號(hào)； 6腳(PFD OUT)：PFD輸出端，當(dāng)PFD INHIBIT輸人為高電平時(shí)，此輸出為高阻狀態(tài)； 7腳(LOGIC GND)：邏輯地； 8腳(TEST)：測(cè)試端口，用于產(chǎn)品測(cè)試，使用時(shí)接地。 9腳(PFD INHIBIT)：PFD INHIB-TI信號(hào)輸入端口； 10腳(VCO INHIBIT)：VCO INHIBIT信號(hào)輸入端口； 11腳(VCO GND)：內(nèi)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(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1所列。 14腳(VCO VDD)：內(nèi)部VCO供電電源，為減?li>詈希??Ω煤蚅OGIC VDD分開(kāi)。 3 基于LTC2934的18頻電路 圖2所示是采用TLC2934設(shè)計(jì)的18倍頻電路，該電路有兩路并行數(shù)據(jù)，每路為8位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)速率為4Mbit／s，需要通過(guò)光纖傳送出去，眾所周知，光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸速率是較高的，而且需要把并行數(shù)據(jù)變成串行數(shù)據(jù)，其最少需要的串行速率為2×4×8=64Mbit／s，而在本設(shè)計(jì)中，如果以每?jī)陕窋?shù)據(jù)作為一個(gè)子幀，再加上幀同步碼等開(kāi)銷(xiāo)后，設(shè)計(jì)在光纖中的串行速率為72Mbit／s。 如果并行數(shù)據(jù)自帶同步信號(hào)，則同步信號(hào)時(shí)鐘應(yīng)為4MHz，而在光纖中的位同步時(shí)鐘為72MHz，為了使兩個(gè)同步時(shí)鐘同源，就需要設(shè)計(jì)一個(gè)18倍頻器，以便將4MHz時(shí)鐘變成18MHz，如果采用傳統(tǒng)的鎖相環(huán)來(lái)設(shè)計(jì)倍頻器電路，由于頻率較高，其電路將比較復(fù)雜，而且在穩(wěn)定性與相位差等方面也很難達(dá)到要求，同時(shí)調(diào)試也比較麻煩，而采用TLC2934芯片則可以很容易地設(shè)計(jì)出18倍頻器。 具體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先選擇偏置電阻，由于輸出頻率為72MHz，根據(jù)表1可選擇RBIAS為2．4kΩ；其次，應(yīng)設(shè)置SELECT信號(hào)，由于不需要二分頻輸出，因此SELECT應(yīng)為低電平。 第三步就是設(shè)定VCO輸出頻率信號(hào)了，應(yīng)該說(shuō)明：該信號(hào)除作為倍頻輸出外，還應(yīng)該經(jīng)過(guò)18分頻后作為PFD的比較信號(hào)，這在設(shè)計(jì)時(shí)可采用可編程邏輯器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。 另外，在設(shè)計(jì)中，還應(yīng)注意將VCO電源和邏輯電源分開(kāi)，否則可能會(huì)由于相互耦合而造成振蕩頻率的不穩(wěn)，從而出現(xiàn)毛刺。 4 結(jié)束語(yǔ) TLC2934是將壓控振蕩器和鎖相環(huán)電路集成在一起的小型芯片，它既可單獨(dú)作為壓控振蕩器和鎖相環(huán)來(lái)使用，也可綜合起來(lái)構(gòu)成一個(gè)倍頻器電路。本文采用TLC2934芯片設(shè)計(jì)的18倍頻器電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，同時(shí)可將其用于光纖通信系統(tǒng)中作為位同步時(shí)鐘，以取得更加良好的效果。 |
