大型多GHz时钟树中的相位偏差

作者:Chris Pearson

简介

大型时钟树使用多种类型的传输线,跨越多块电路板和多条同轴电缆,通过多个时钟器件路由时钟信号的情况并不少见。即使采用最佳实践做法,这些介质中的任何一种都可能带来大于10 ps的相位偏差。然而,在一些应用中,需要所有时钟信号实现小于1 ps的偏差。其中一些应用包括相控阵、MIMO、雷达、电子战(EW)、毫米波成像、微波成像、仪表和软件定义无线电(SDR)。

本文指出了设计过程、制造过程和应用环境中可能导致1 ps或以上相位偏差的几个关切问题。对于这些关切问题,本文将提供一些建议、示例和经验法则,帮助读者直观地了解相位偏差的根本原因和幅度。

传输线的延迟等式

这里列出的等式用于估算单个时钟路径的传播延迟(τ pd)和由于多个时钟传播途径或环境条件变化导致的传播延迟的变化值在大型时钟树应用中,时钟走线之间的∆τ pd是总系统时钟偏移的一部分。等式1和等式2提供了两个主变量,它们用于控制一条传输线的τ pd:传输线的物理长度(ℓ)和有效介电常数(Ɛeff)。对于等式1,v p表示传输线相速度,VF表示速度因子(%),c表示光速(299,792,458 m/s)。

详文请阅:大型多GHz时钟树中的相位偏差

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