時(shí)域反射儀的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)----關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)(一)

為了完成順序延時(shí)的目的，必須確定50M和50.5M的時(shí)鐘信號(hào)在什么時(shí)候才能同相對(duì)齊，通過圖今4可以看到，當(dāng)兩時(shí)鐘信號(hào)對(duì)齊以后，根據(jù)兩者的周期差的原理，50M的時(shí)鐘信號(hào)的1號(hào)位置的上升沿必定對(duì)應(yīng)了50.5M時(shí)鐘信號(hào)的高電平，而在同相對(duì)齊之前的一個(gè)時(shí)鐘，即50M時(shí)鐘信號(hào)的98號(hào)位置的上升沿必定對(duì)應(yīng)50.5M時(shí)鐘信號(hào)的低電平。根據(jù)這一推理，可以利用D觸發(fā)器的原理，將50M時(shí)鐘信號(hào)作為觸發(fā)時(shí)鐘信號(hào)，將50.5M時(shí)鐘信號(hào)作為被觸發(fā)信號(hào)，則當(dāng)兩時(shí)鐘信號(hào)剛好達(dá)到同相對(duì)齊時(shí)，D觸發(fā)器的輸出端從低電平變成高電平;當(dāng)兩時(shí)鐘信號(hào)剛好達(dá)到反相對(duì)齊時(shí)，D觸發(fā)器的輸出端則從高電平變成低電平。D觸發(fā)器輸出呈周期變化，周期T=20ns*99=1.980us，約為50OKHz的周期信號(hào)。該設(shè)計(jì)方法形同一個(gè)振蕩電路，兩時(shí)鐘信號(hào)是振蕩源。OSC_OUT作為振蕩輸出信號(hào)，上升沿表示同相對(duì)齊，下降沿表示反相對(duì)齊。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和時(shí)序仿真結(jié)果如圖4-5和4-6所示。

從圖4一6可以看到，振蕩輸出信號(hào)的周期為1.9781us，與前面計(jì)算結(jié)果基本保持一致

確定兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的同相對(duì)齊點(diǎn)后，即可以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)延時(shí)的目的。由圖4-4己知，要實(shí)現(xiàn)0.2ns的延時(shí)，就可以在對(duì)齊之后，通過對(duì)50.5M時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值為N，即被延時(shí)了0.2*N的時(shí)間間隔。為此可將圖4-5中的D觸發(fā)器的輸出端作為計(jì)數(shù)器的使能控制信號(hào)，當(dāng)D觸發(fā)器的輸出端由低電平向高電平變化時(shí)，計(jì)數(shù)器開始對(duì)50.5M的時(shí)鐘信號(hào)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)輸出結(jié)果與預(yù)設(shè)次數(shù)做比較，當(dāng)相等時(shí)，則表示達(dá)到預(yù)設(shè)的延時(shí)效果，此時(shí)比較器的輸出狀態(tài)即可被認(rèn)為是輸出脈沖信號(hào)的上升沿。脈沖延時(shí)控制電路如圖4一7所示。

在圖4-7中，比較器的輸出端POSEDGE對(duì)應(yīng)了圖4-1脈沖產(chǎn)生電路中的D觸發(fā)器的輸入信號(hào)，從D觸發(fā)器輸出端即可產(chǎn)生時(shí)域反射測(cè)量所需的脈沖信號(hào)。圖4-8、4-9給出了脈沖延時(shí)控制電路產(chǎn)生的0.2ns和2ns延時(shí)情況下的仿真時(shí)序圖。