基于FS7140的脉冲信号发生器
出处:eyuge2 发布于:2007-12-25 16:46:29
FS7140是AMI半导体公司生产的一个可编程锁相环时钟发生器集成电路,它的内部结构如图1所示。它采用SSOP16引脚封装,引脚XIN和XOUT接晶振,REF外接参考时钟源。ADDR0-1为I 2 C总线器件地址。SCL和SDA为I 2 C时钟和数据端,IPRG接ECL输出上拉电阻,CLKP 和 CLKN为时钟差动输出端,V DD 和V SS 分 别为3.3V电源和地端。锁相环由参考频率分频器N R 、相位频率检测器RFD、充电泵、内部环形滤波器、压控振荡器VCO、反馈分频器 N F 和过分频器N PX 等几部分组成。
参考频率fREF由晶体振荡器或外部频率源REF产生。过分频器(由3个分频器组合而成)跟踪锁相环PLL,得到输出频率。
N P1 、 N P2 、 N P3 和N PX 的关系为:N PX = N P1 ×N P2 ×N P3 ,N P1 、 N P2 、 N P3 分别为4位、4位和2位二进制数组成,N P1 取值范围为0~11,N P2 取值范围为0~11,相当于除以1?12,N P3 取值范围为0~3,相当于除以1,2,4,8。N PX 取值范围为1~12×12×8。
参考分频器源的选择由RDFDSRC为决定选择外部晶振或REF引脚。上电该位为0,选择晶振。反馈分频器的源通过FBKDSRC选择VCO输出或N PX 输出。上电该位为0,选择VCO输出。SHUT 1 和SHUT 2 用于掉电和正常供电,上电时该2位为00正常供电,通过I 2 C串口送入11,进入 后备掉 电状态。CMOS位用于选择FS714 0的CLKP和CLKN输出是PECL还是CMOS输出电平,为0时是PECL,为1时是CMOS。CP[1:0]为充电泵电流选择,LR为环形滤波器电阻选择,LC为环形滤波器电容输出。FS7140上述各分频器和寄存器的详细定义见表1。表1中的8个8位寄存器在加电时全部为0,保留位必须设置为0,可通过I 2 C总线接口读写。该器件的I2C总线接口是一个标准的I 2 C时序,对它的读写可参考AT24CXX系列EEPROM的操作程序。
由STC125410、FS7 140组成的信号发生器
用STC125410(MCS51系列单片机)和FS7410组成的脉冲信号发生器结构如图3所示。STC125410没有硬件I 2 C接口单元电路,用P1.1和P1.2引脚通过软件模拟I 2 C总线时序,对FS7140进行读写操作。 STC125410的7个AD通道各接一个电位器,分别用于设置寄存器的值。AD 0 用于设置N R 的低10位,AD 1 用于设置NR的高2位,组合AD 0 和AD 1 转换值为N R 的12位值。同理,AD 2 和AD 3 用于产 生N F 的14位值。AD 4 、AD 5 、AD 6 分别对应N P1 、N P2 、和N P3 ,用于产生N PX 的10位值。将STC125410读取的AD 0~6 的值 ,即N R 、N F 、N PX 带入公式(2)计算出的f CLK 送入MAX7219进行显示输出。ADDR 0-1 为器件地址,不同的组合使该STC125410通过I 2 C可以访问4片FS7140。串行接口用于STC125410的ISP编程。当FS7140用REF输入时钟信号时,利用STC125410的PWM输出频率时钟到REF。
结束语
用FS7140设计的脉冲信号发生器具有数字化、高、高分辨率、电路简单等特点,可广泛应用于需要高、高速度、小体积的领域。
参考文献:
[1]. ECL datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/ECL_2043152.html.
[2]. PECL datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/PECL_1200546.html.
[3]. AT24CXX datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/AT24CXX_2308711.html.
[4]. MAX7219 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/MAX7219_1019200.html.
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