噪聲和調(diào)制器時(shí)鐘頻率數(shù)字音頻應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2020/9/19 23:28:33 訪問(wèn)次數(shù):6066
EVB三階濾波器的-3 dB截止頻率為76 kHz,在500 kHz下僅衰減-31 db。這款低通濾波器具備出色的帶內(nèi)平坦性,但帶外衰減必須大幅改善,即使是限于純粹的重構(gòu)音頻應(yīng)用。要抑制DAC成型噪聲和調(diào)制器時(shí)鐘頻率MCLK,就必須滿足這一點(diǎn)。
根據(jù)軟件DDS的具體使用,用于單信號(hào)音生成器或任意波形生成器(生成復(fù)雜波形時(shí)為AWG),必須優(yōu)化AAF,以解決帶外衰減或群延遲失真。以大家熟悉的SRS DS360超低失真函數(shù)生成器為例進(jìn)行比較,采用7階Cauer AAF可達(dá)到類似的采樣速率。
信號(hào)重構(gòu)由AD1862完成,后者是一款串行輸入20位分段R-2R DAC,適用于數(shù)字音頻應(yīng)用。AD1862在高達(dá)768 kHz (×16 fS)頻率下可以保持20位字采樣速率,且具備出色的噪聲和線性度。它支持單端電流輸出,所以能夠使用最出色的放大器來(lái)實(shí)施外部I-V轉(zhuǎn)換。
集成電路工藝進(jìn)入先進(jìn)節(jié)點(diǎn)(Advanced Node),以及應(yīng)用場(chǎng)景的不斷增加,帶來(lái)芯片設(shè)計(jì)規(guī)模越來(lái)越大以及時(shí)鐘結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,針對(duì)時(shí)鐘結(jié)構(gòu)的分析與時(shí)鐘的實(shí)現(xiàn)也更加困難。就時(shí)鐘樹(shù)綜合(Clock Tree Synthesis,CTS)而言,時(shí)鐘結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的增加,可能會(huì)帶來(lái)公共路徑(Common Path)的長(zhǎng)度減少,片上誤差(On Chip Variation,OCV)的影響增加,CTS迭代時(shí)間(Turn-Around Time)增加,以及時(shí)鐘上功耗增加等問(wèn)題。因此,在物理實(shí)現(xiàn)中,CTS變得越來(lái)越重要。
借助于Cadence公司的自動(dòng)化布局布線工具Innovus,探討了針對(duì)復(fù)雜時(shí)鐘結(jié)構(gòu)的時(shí)鐘如何進(jìn)行分析,其次基于分析結(jié)果提出時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)上可能出現(xiàn)的問(wèn)題以及解決方案,基于調(diào)整進(jìn)行CTS實(shí)現(xiàn),并與傳統(tǒng)CTS方案的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,進(jìn)行總結(jié)并對(duì)結(jié)論進(jìn)行進(jìn)一步分析。
可變降壓電路的輸入使用AC /DC 電源提供的48V 總線,這部分電路根據(jù)后接的LED 顆數(shù)多少和輸出電流大小, 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)輸出, 使其輸出電壓和LED 燈串電壓的差額保持較小的水平,從而減小大電流下三極管的損耗。
使用LM5010 降壓芯片來(lái)搭建可變降壓電路,LM5010 是一個(gè)恒定導(dǎo)通時(shí)間的Buck 控制芯片。R1 和R2 組成電壓反饋電路,將輸出電壓進(jìn)行分壓后輸入至FB 腳上。
每當(dāng)FB 腳上電壓低于2. 5V 時(shí),芯片內(nèi)部的開(kāi)關(guān)會(huì)固定的導(dǎo)通一段時(shí)間,導(dǎo)通時(shí)間與輸入電壓和Ron有關(guān), 之后開(kāi)關(guān)會(huì)關(guān)斷265ns 或直至FB 腳上電壓下降到2. 5V 以下。電路通過(guò)(R1 + R2) /R2·VFB來(lái)設(shè)定最大輸出電壓。另一方面,為了降低在三極管的功率損耗,我們同時(shí)監(jiān)測(cè)采集三極管和采樣電阻的壓降和, 并使用LM358 進(jìn)行正向放大后通過(guò)D2 輸入到FB 腳上。
在三極管和采樣電阻上的壓降總和就不會(huì)大于Vdrop = ( VFB + VD2) × R3 / ( R3 + R4)。因此當(dāng)LED燈串上的電壓小于LM5010 的最大輸出電壓時(shí),多余的電壓就會(huì)由三極管和采樣電阻承擔(dān),當(dāng)這個(gè)電壓經(jīng)過(guò)放大后大于FB 腳的閾值時(shí),LM5010 延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)間,使輸出電壓下降,因此最終的Vout =Vled + Vdrop。從而在LED 顆數(shù)比設(shè)計(jì)值少或者在對(duì)LED 進(jìn)行調(diào)光時(shí),前端輸出的電壓能夠更合理的匹配燈串電壓。
(素材:chinaaet.如涉版權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除)
EVB三階濾波器的-3 dB截止頻率為76 kHz,在500 kHz下僅衰減-31 db。這款低通濾波器具備出色的帶內(nèi)平坦性,但帶外衰減必須大幅改善,即使是限于純粹的重構(gòu)音頻應(yīng)用。要抑制DAC成型噪聲和調(diào)制器時(shí)鐘頻率MCLK,就必須滿足這一點(diǎn)。
根據(jù)軟件DDS的具體使用,用于單信號(hào)音生成器或任意波形生成器(生成復(fù)雜波形時(shí)為AWG),必須優(yōu)化AAF,以解決帶外衰減或群延遲失真。以大家熟悉的SRS DS360超低失真函數(shù)生成器為例進(jìn)行比較,采用7階Cauer AAF可達(dá)到類似的采樣速率。
信號(hào)重構(gòu)由AD1862完成,后者是一款串行輸入20位分段R-2R DAC,適用于數(shù)字音頻應(yīng)用。AD1862在高達(dá)768 kHz (×16 fS)頻率下可以保持20位字采樣速率,且具備出色的噪聲和線性度。它支持單端電流輸出,所以能夠使用最出色的放大器來(lái)實(shí)施外部I-V轉(zhuǎn)換。
集成電路工藝進(jìn)入先進(jìn)節(jié)點(diǎn)(Advanced Node),以及應(yīng)用場(chǎng)景的不斷增加,帶來(lái)芯片設(shè)計(jì)規(guī)模越來(lái)越大以及時(shí)鐘結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,針對(duì)時(shí)鐘結(jié)構(gòu)的分析與時(shí)鐘的實(shí)現(xiàn)也更加困難。就時(shí)鐘樹(shù)綜合(Clock Tree Synthesis,CTS)而言,時(shí)鐘結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的增加,可能會(huì)帶來(lái)公共路徑(Common Path)的長(zhǎng)度減少,片上誤差(On Chip Variation,OCV)的影響增加,CTS迭代時(shí)間(Turn-Around Time)增加,以及時(shí)鐘上功耗增加等問(wèn)題。因此,在物理實(shí)現(xiàn)中,CTS變得越來(lái)越重要。
借助于Cadence公司的自動(dòng)化布局布線工具Innovus,探討了針對(duì)復(fù)雜時(shí)鐘結(jié)構(gòu)的時(shí)鐘如何進(jìn)行分析,其次基于分析結(jié)果提出時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)上可能出現(xiàn)的問(wèn)題以及解決方案,基于調(diào)整進(jìn)行CTS實(shí)現(xiàn),并與傳統(tǒng)CTS方案的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,進(jìn)行總結(jié)并對(duì)結(jié)論進(jìn)行進(jìn)一步分析。
可變降壓電路的輸入使用AC /DC 電源提供的48V 總線,這部分電路根據(jù)后接的LED 顆數(shù)多少和輸出電流大小, 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)輸出, 使其輸出電壓和LED 燈串電壓的差額保持較小的水平,從而減小大電流下三極管的損耗。
使用LM5010 降壓芯片來(lái)搭建可變降壓電路,LM5010 是一個(gè)恒定導(dǎo)通時(shí)間的Buck 控制芯片。R1 和R2 組成電壓反饋電路,將輸出電壓進(jìn)行分壓后輸入至FB 腳上。
每當(dāng)FB 腳上電壓低于2. 5V 時(shí),芯片內(nèi)部的開(kāi)關(guān)會(huì)固定的導(dǎo)通一段時(shí)間,導(dǎo)通時(shí)間與輸入電壓和Ron有關(guān), 之后開(kāi)關(guān)會(huì)關(guān)斷265ns 或直至FB 腳上電壓下降到2. 5V 以下。電路通過(guò)(R1 + R2) /R2·VFB來(lái)設(shè)定最大輸出電壓。另一方面,為了降低在三極管的功率損耗,我們同時(shí)監(jiān)測(cè)采集三極管和采樣電阻的壓降和, 并使用LM358 進(jìn)行正向放大后通過(guò)D2 輸入到FB 腳上。
在三極管和采樣電阻上的壓降總和就不會(huì)大于Vdrop = ( VFB + VD2) × R3 / ( R3 + R4)。因此當(dāng)LED燈串上的電壓小于LM5010 的最大輸出電壓時(shí),多余的電壓就會(huì)由三極管和采樣電阻承擔(dān),當(dāng)這個(gè)電壓經(jīng)過(guò)放大后大于FB 腳的閾值時(shí),LM5010 延長(zhǎng)開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)間,使輸出電壓下降,因此最終的Vout =Vled + Vdrop。從而在LED 顆數(shù)比設(shè)計(jì)值少或者在對(duì)LED 進(jìn)行調(diào)光時(shí),前端輸出的電壓能夠更合理的匹配燈串電壓。
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