時鐘分配芯片 在高速并行數據采集中的應用

AD9510是有美國模擬半導體公司推出的一款精確時鐘分配芯片。它具有2路1．6 GHz的差分時鐘輸入、8路時鐘輸出以及片上PLL核。其中，包括4路獨立的1．2 GHz LVPECL時鐘輸出。另外4路獨立的時鐘輸出可設置成LVDS或CMOS：設置成LVDS輸出時，頻率可以達到800 MHz；設置成CMOS輸出時，頻率可以達到250 MHz。同時，該款芯片還能通過SPI串行編程來控制輸出時鐘間的相位延遲，且抖動和相位噪聲極低。
AD9510時鐘芯片的配置如圖5所示。其中，1、2引腳為PLL時鐘參考輸入。16腳內部接30 kΩ的下拉電阻，可以通過編程實現復位、同步和下拉。如果該腳懸空，默認作復位用，所以通常接1 kΩ電阻接地。18～21腳為與MCU的串行通信口。通過串行方式，可以對芯片進行設置。其中，通過49H到57H中奇數寄存器的配置，可以實現對每個通道相位的控制。每個分頻通道有4位的相位偏移控制和1位起始控制。在同步脈沖來臨后，相位延時字決定分頻輸出等待多少個輸入時鐘周期。相位延時的起始位決定輸出是從低電平開始，還是從高電平開始。這樣，通過對不同輸出通道參數的控制，可以很容易實現通道間相位的90°偏移。4通道各90°相位偏移如圖6所示。

將每個通道的輸出設置為4分頻和50％占空比。把通道1設置為低電平起始，0輸入時鐘延時；把輸出通道2設置為低電平起始，1個輸入時鐘延時；把輸出通道3設置為低電平起始，2個輸入時鐘延時；把輸出通道4設置為低電平起始，3個輸入時鐘延時。這樣就實現了圖6中相位相差90°的4通道輸出。通過時鐘芯片配置產生相差90°的采樣時鐘提供給4片采樣芯片AD9481，可以使總的采樣率達到1 Gsps的水平。

結 語
本文通過對時鐘分配芯片AD9510的正確配置，采用ADC芯片AD9481實現了4個通道90°相位偏移的高速時鐘輸出，從而大大提高了系統采集速度。
需要注意的是，多片ADC并行采樣的方式勢必引入通道適配誤差，在后續的處理上必須引起足夠的重視。