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1553总线收发器设计

作　者: 邓彬
导　师: 柴常春
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: MIL-STD-1553 总线收发器接收器发送器数字调制
分类号: TN432
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

发送器(Tx)和接收器(Rx)是数据通信系统中的核心部件,因此研究高性能接收发器具有很大的意义。本文主要参考DDC公司615XX系列中的总线收发器芯片,从功能实现出发讨论收发器系统的设计,并给出了1553B中发送器(Tx)、接收器(Rx)以及相应的数字调制模块的设计实例。该收发器电路采用数模混合电路,设计基于0.6um BICMOS工艺,单5V供电,实现1553B总线曼彻斯特编码到5VCMOS逻辑电平的转换。本文第一章介绍了1553B协议芯片的应用和国内外发展现状；第二章介绍了DDC的615XX系列的整体结构和工作原理,并对该收发器芯片的总体架构进行简单的研究和讨论；第三章介绍了本芯片内置的数字调制的功能、实现和几种工作模式；第四章主要分析了接收器各模块的工作过程,并给出了相应的仿真波形和结果分析；第五章着重介绍发送器电路各模块的设计并给出了仿真验证波形；接下来第六章分析介绍了收发器系统中用到的带隙基准结构,并进行了详细的分析；最后对本文的设计一个总的回顾和总结,并指出下一步的发展方向。论文的重点在于发送器结构设计、接收器和数字数字调制模块的实现以及提出一种全新片后Trimming的方法。其中数字调制模块是该收发器设计的独到之处,通过设置不同的数字调制模式可以很方便的消除工艺等因素引起的误差,即通过片后Trimming实现良好的芯片性能。这种方法不但更利于实现高性能芯片,而且在实现芯片复用方面也有其独特之处。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-11
  1.1 1553B在航空航天领域的应用  8-9
  1.2 1553B芯片的国内外发展状况  9-10
  1.3 1553B总线收发器系统  10
  1.4 论文的主要工作与结构  10-11
第二章 61580整体结构及其总线收发器系统  11-21
  2.1 MIL-STD-1553简介  11-12
    2.1.1 MIL-STD-1553总线介绍  11
    2.1.2 MIL-STD-1553主要性能指标  11-12
    2.1.3 MIL-STD-1553接口功能  12
  2.2 DDC61580的主要工作机理  12-15
    2.2.1 BC模式操作  13-14
    2.2.2 RT模式操作  14
    2.2.3 MT模式操作  14-15
  2.3 1553总线发送器系统设计  15-20
    2.3.1 收发器芯片的定位以及应用场合  15
    2.3.2 曼彻斯特码介绍  15
    2.3.3 系统框架图介绍  15-18
    2.3.4 性能指标和芯片管脚定义  18
    2.3.5 芯片管脚说明  18-19
    2.3.6 数据总线接口  19-20
  2.4 本章小结  20-21
第三章数字调制模块  21-32
  3.1 数字模块的实现功能  21
  3.2 数字模块的电路结构及其功能仿真  21-28
    3.2.1 上电复位电路  22-23
    3.2.2 时钟信号的产生  23-24
    3.2.3 时钟选择电路  24-26
    3.2.4 存储器寄存器  26-27
    3.2.5 移位寄存器  27-28
  3.3 数字模块的工作模式选择  28-31
    3.3.1 测试模式  29
    3.3.2 写入模式  29-30
    3.3.3 正常工作模式  30-31
  3.4 本章小结  31-32
第四章接收器设计  32-50
  4.1 限幅电路  32-36
    4.1.1 限幅电路的作用  32
    4.1.2 本文接收器中限幅电路的具体实现及其功能分析  32-34
    4.1.3 限幅电路中运算放大器的作用  34-35
    4.1.4 仿真结果  35-36
  4.2 滤波电路  36-42
    4.2.1 滤波器在本接收器中的作用  36
    4.2.2 滤波器的设计方法  36
    4.2.3 滤波器的设计方法  36-40
    4.2.4 接收器中的低通滤波器的具体结构及其仿真  40-42
  4.3 参考电压产生电路  42-43
  4.4 比较器  43-46
    4.4.1 比较器在电子电路系统中的应用  43-44
    4.4.2 比较器与运算放大器的联系  44
    4.4.3 本文涉及的比较器结构选择  44-45
    4.4.4 接收器中的比较器结构  45
    4.4.5 比较器功能仿真  45-46
  4.5 使能控制模块  46-48
  4.6 整形电路和输出驱动电路  48-49
    4.6.1 整形电路和输出驱动电路结构  48
    4.6.2 整形电路和输出驱动电路结构  48-49
  4.7 本章小结  49-50
第五章发送器设计  50-59
  5.1 输入比较电路  50-52
    5.1.1 输入比较电路的作用  50
    5.1.2 输入比较电路的结构及其分析  50-51
    5.1.3 输入比较电路仿真波形分析  51-52
  5.2 带有调制作用的参考电压产生电路  52-53
    5.2.1 带有调制作用的参考电压产生电路的必要性  52
    5.2.2 电路结构和功能分析  52-53
  5.3 电平转换电路  53-54
    5.3.1 电平转化电路结构和功能分析  53
    5.3.2 仿真波形及其讨论  53-54
  5.4 使能电路  54-55
  5.5 整形电路  55-58
  5.6 本章小结  58-59
第六章带隙基准电压源  59-65
  6.1 带隙基准电路  59-61
    6.1.1 基准电压源在模拟电路中的广泛应用  59
    6.1.2 带隙基准的工作原理  59-60
    6.1.3 传统的带隙基准源结构  60-61
  6.2 收发器中的带隙基准电路  61-65
    6.2.1 收发器系统中的带隙基准结构  61
    6.2.2 基准产生电路和电压反馈  61-63
    6.2.3 基准启动电路  63
    6.2.4 电流驱动转换电路  63-64
    6.2.5 基准电压源的仿真结果  64-65
第七章结论与展望  65-67
  7.1 回顾与总结  65-66
  7.2 未来工作展望  66-67
致谢  67-68
参考文献  68-70
作者在硕士期间的研究成果及获奖情况  70-71

1553总线收发器设计

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