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什么是時鐘緩沖器?

更新時間:2024-06-24      瀏覽次數(shù):1122

時鐘緩沖器是一種 IC,用于通過最小化到達特定印刷電路板系統(tǒng)內多個邏輯電路的時鐘之間的延遲差異來匹配(同步)時序。

當操作多個邏輯電路時,需要對電路進行同步。這時就需要一個信號來控制整個系統(tǒng),而用于此目的的一定頻率的周期信號就是時鐘(有點像音樂中的節(jié)拍器)。

一組與時鐘一起工作的電路稱為同步電路。時鐘在系統(tǒng)內分支并傳播到許多邏輯電路。然而,如果這些時鐘不同步,邏輯電路的故障可能會導致整個系統(tǒng)無法按預期運行,因此需要時鐘緩沖器。

時鐘緩沖器的用途

時鐘緩沖器廣泛用于個人計算機、通信系統(tǒng)和工業(yè)設備等領域。

具體用途如下。

  • 數(shù)字邏輯電路(CPU、FPGA等)

  • 數(shù)據(jù)轉換器(模擬?數(shù)字轉換)

  • 高速接口(USB、串行 ATA、PCI-Express 等)

  • 無線電系統(tǒng)變頻

例如,CPU(中央處理單元)是個人計算機運行的核心,它使用時鐘信號來同步各個電路(控制單元、運算單元、寄存器、與存儲設備的接口、與輸入/輸出設備的接口)通過采取,我們控制我們的動作。

此外,對于任何應用來說,多個電路之間更準確的信息同步和數(shù)據(jù)交換對于穩(wěn)定運行至關重要。

時鐘緩沖器原理

根據(jù)電路類型,時鐘緩沖器分為“非 PLL 緩沖器"和“PLL 緩沖器"。

最大的區(qū)別在于內部是否使用 PLL(鎖相環(huán))。PLL 是通過對輸入周期信號進行反饋控制,從另一個振蕩器輸出相位同步信號的電路。各自的特點如下。

  • 非 PLL 緩沖器
    由于輸入信號的分配不經過 PLL,因此抖動惡化(周期波動)很小。

  • PLL 緩沖器
    輸入和輸出信號之間的延遲極低。

時鐘緩沖器可以輸出多個時鐘信號,因此通過準備1個時鐘信號源和1個時鐘緩沖器,可以生成可供多個以相同頻率時鐘運行的電路組使用的時鐘。

因此,其優(yōu)點是可以降低元件成本并簡化印刷電路板布局。其他功能包括轉換級別的能力和某些產品的簡單設置。

如何選擇時鐘緩沖器

檢查器件數(shù)據(jù)手冊,了解輸入信號要求規(guī)格、輸出時鐘頻率、信號數(shù)量、電壓、抖動、偏斜、輸入和輸出之間的延遲、時鐘緩沖器電源電壓、封裝尺寸、引腳數(shù)量、功耗、成本等然后,選擇適合您正在設計的系統(tǒng)的設備。

理想情況下,分配給系統(tǒng)中每個電路組的時鐘將在 100% 相同的定時進行切換,但這在現(xiàn)實中很少可能實現(xiàn)。然而,選擇具有優(yōu)良特性的器件對于防止電路故障非常重要。


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