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计算延时线的最大工作频率

2009-07-17
作者:Hrishikesh Shind

1 计算最大输入频率
  对于一个固定延迟的延时线电路,在计算所允许的最大输入信号频率时需要考虑的关键参数是输入信号的最小脉冲宽度。对于占空比为50%的周期性信号,脉冲宽度为周期的一半。但有些周期性的低频输入信号的占空比低于50%。这种情况下,输入信号瞬变之间的最小持续时间决定了最小脉冲宽度,如图1。许多器件中,将最小输入脉冲宽度规定为100%的最大输出延迟时间(如果没有特别说明的话)。反过来说,这些器件的最大输出延时为最小输入脉冲宽度。

2 可编程延时线的最高输入频率
  在延时线数据资料中可以找到以下与延时线相关的指标:
  (1)零步进延时(tPHL_MIN或tPLH_MIN)。
  (2)最小输入脉冲宽度(tWI_MIN)。
  通常,数据手册中会明确规定最小输入脉冲宽度,但有时会给出相对于输出延时的数据。任何情况下,为了计算最小输入脉冲宽度,需要考虑可编程的最小延时,该数值与零步进延时相同。数据手册通常提供在整个温度、电压变化范围内的指标误差,应该将该误差添加到零步进延时中,将其作为最大零步进延时。最大零步进延时需要考虑基本的最小脉冲宽度(tWI_MIN),最高输入频率(fIN_MAX)可以根据最小输入脉宽,按照式(1)计算:

  表1给出了部分Maxim延时线所允许的最高输入信号频率,计算方法同样适用于其他厂商提供的延时线。


3 固定延时线的最高输入频率
  对于固定延迟的延时线,可以考虑以下指标,这些指标通常在数据手册中可以找到:
  (1)最大抽头位置处的延时。
  (2)最小输入脉冲宽度(tWI_MIN)。
  最小输入脉冲宽度对应于最大延时抽头位置,需要将误差增加到最大抽头位置的最大延时中,利用所得到的数据计算输入信号的最小脉冲宽度(tWI_MIN)。然后根据最小脉宽,按照式(1)计算所允许的最高输入频率。表2列出了一些Maxim延时线所允许的最高工作频率,可以按照相同方式获得其他供应商的延时线参数。


4 针对具体应用计算最高输入频率
  对于可编程延时线:如果所要求的延时大于器件的最小延时,则可以按照下面公式计算所允许的最小脉冲宽度:
  最小脉冲宽度=最大零步进延时+可编程延时
  然后,利用式(1)计算最高输入频率。
  可编程延时线举例:
  (1)使用器件:DS1020-100
所要求的延时:25 ns
最小脉冲宽度=25 ns+12 ns=37 ns
最高输入频率=1/(2×37 ns)=18.52 MHz
  (2)使用器件:DS1023-500
所要求的延时:60 ns
最小脉冲宽度=22 ns+60 ns=82 ns
最高输入频率=1/(2×82 ns)=6.1 MHz
  对于固定延时线:最小脉宽与延时线抽头无关,保持与表2相同的数据。

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