用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)晶振負(fù)載的星形拓?fù)?/h1>

來(lái)源：金洛鑫 瀏覽：- 發(fā)布日期：2019-08-21 10:04:24【大 中 小】

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所謂的星形拓?fù)淦渲惺且环N結(jié)構(gòu),相當(dāng)于一個(gè)轉(zhuǎn)接站,向各個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送信息,因?yàn)橛形鍌€(gè)節(jié)點(diǎn)整體看起來(lái)像一顆五角星一樣,所以被叫做星形拓?fù)?/span>.在某些情況下,當(dāng)石英晶體振蕩器的驅(qū)動(dòng)器強(qiáng)度不足以驅(qū)動(dòng)兩條傳輸線(輸出阻抗太高)時(shí),可以使用啟動(dòng)拓?fù)?/span>(圖11).Rt電阻網(wǎng)絡(luò)用作中間終端.Rt的值通常選擇為等于傳輸線阻抗的三分之一(Z0/3),因此當(dāng)從任何節(jié)點(diǎn)觀察時(shí),三個(gè)Rt電阻器的星形連接具有Z0/2的阻抗.具有Z0阻抗的兩條傳輸線的并聯(lián)連接具有Z0/2阻抗,因此當(dāng)從點(diǎn)A(圖11)朝向負(fù)載看時(shí),阻抗是Z0,其等于從源看的阻抗.A點(diǎn)的阻抗匹配,因此不會(huì)發(fā)生反射.

圖11:用于驅(qū)動(dòng)兩個(gè)負(fù)載的星形拓?fù)?/span>

星型拓?fù)渫ǔＥc晶振負(fù)載終端一起使用.在那種情況下,從源極驅(qū)動(dòng)器傳播的信號(hào)通過(guò)跡線分裂點(diǎn)而不反射回來(lái),到達(dá)負(fù)載并且因?yàn)樨?fù)載阻抗匹配不會(huì)反射回源.負(fù)載看到一個(gè)良好的信號(hào),沒(méi)有反射,但振幅非常低,這對(duì)許多時(shí)鐘接收器來(lái)說(shuō)是不可接受的.如果沒(méi)有負(fù)載終端并且負(fù)載是高阻抗,則所有信號(hào)能量都反射回源.使用Rt網(wǎng)絡(luò)匹配中點(diǎn)處的阻抗,但是兩個(gè)反射信號(hào)同時(shí)返回,因此發(fā)生耦合.這使得很難在反射和耦合之間找到平衡并實(shí)現(xiàn)可接受的信號(hào)完整性.

在沒(méi)有負(fù)載端接的情況下,建議不要將此方法用于長(zhǎng)度超過(guò)走線邊緣長(zhǎng)度三分之一的傳輸線(參見(jiàn)公式1).例如,對(duì)于1ns的上升時(shí)間信號(hào),星形段的長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)2in.應(yīng)使用IBIS模型對(duì)典型和拐角情況進(jìn)行模擬,以確保沒(méi)有信號(hào)完整性問(wèn)題.圖12顯示了具有短2-in的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的角點(diǎn)情況下的仿真結(jié)果.

圖12:SiT8208貼片晶振使用星形拓?fù)潋?qū)動(dòng)兩條傳輸線的角落(溫度,電源電壓和工藝)的Altium Designer仿真波形(在負(fù)載側(cè))(圖11).走線阻抗-60Ω,走線段長(zhǎng)度-2in.,標(biāo)稱(chēng)電源電壓-3.3V,Rs=10Ω,Rt=10Ω,CL=5pF.圖13和圖14顯示了模擬結(jié)果,說(shuō)明了信號(hào)波形如何分別隨Rt和Rs變化.

圖13:使用星形拓?fù)潋?qū)動(dòng)兩條傳輸線的SiT8208的Rt值范圍的Altium Designer仿真波形(在負(fù)載側(cè))(圖11).走線阻抗-60Ω,走線段長(zhǎng)度-2英寸,電源電壓-3.3V,Rs=10Ω,CL=5pF.

圖14:使用星形拓?fù)潋?qū)動(dòng)兩條傳輸線的SiT8208的Rs值范圍的Altium Designer仿真波形(在負(fù)載側(cè))(圖11).走線阻抗-60Ω,走線段長(zhǎng)度-2英寸,電源電壓-3.3V,Rt=10Ω,CL=5pF.

如果需要更長(zhǎng)的走線并且增加信號(hào)上升/下降時(shí)間不是問(wèn)題,則可以在Rs和傳輸線之間的源處使用附加電容器(Cs),從而創(chuàng)建具有時(shí)間常數(shù)的低通RC濾波器(Rs+Rd)·Cs.圖15說(shuō)明了如何在源極使用15pF電容可以驅(qū)動(dòng)5-in.段中的星形跟蹤拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).請(qǐng)注意,示例星形拓?fù)渲械纳仙睾拖陆笛氐男螤畈贿m用于某些抖動(dòng)敏感的應(yīng)用.

圖15:SiT8208跨過(guò)程角的Altium Designer仿真波形(在負(fù)載側(cè))使用星形拓?fù)潋?qū)動(dòng)兩條傳輸線(圖11).源處附加的15pF電容用于減慢信號(hào)邊沿.走線阻抗-60Ω,走線段長(zhǎng)度-5英寸,電源電壓-3.3V,Rt=10Ω,CL=5pF.

使用源終端時(shí)的低通濾波器效果

信號(hào)源與源終端一起驅(qū)動(dòng)傳輸線并將邊緣發(fā)送到傳輸線.在線的末端,負(fù)載看不到產(chǎn)生邊緣的驅(qū)動(dòng)器,而是看到已經(jīng)傳送邊緣的傳輸線.傳輸線用作遠(yuǎn)端負(fù)載的驅(qū)動(dòng)器,因此從負(fù)載開(kāi)始,驅(qū)動(dòng)阻抗等于線路阻抗.典型IC的時(shí)鐘輸入負(fù)載大部分是電容性的.驅(qū)動(dòng)阻抗正在形成具有負(fù)載阻抗的低通濾波器,其看起來(lái)像一個(gè)簡(jiǎn)單的RC濾波器.這種SAW濾波器的截止頻率為Z0CL.假設(shè)50Ω?jìng)鬏斁€形成一個(gè)轉(zhuǎn)角頻率為637MHz的低通濾波器.對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用,該濾波器的轉(zhuǎn)角頻率足夠高,不會(huì)導(dǎo)致信號(hào)衰減.但是,用戶必須密切監(jiān)視負(fù)載電容,以確保角頻率保持在時(shí)鐘的工作范圍之上.

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