5G8630输出频率可编程分频器的原理与应用

    摘要：5G8630输出频率可编程分频器是上海元件五厂自行设计制造的新型可编程分频器件，它具有功耗低、输入阻抗高、集成性强、使用灵活方便等特点。文中介绍了5G8630的主要参数和引脚功能，并给出了分频电路的连接图及分频电路波形。

    关键词：5G8630 分频器 编程

1 概述

5G8630是上海元件五厂自行设计开发的新产品，它采用6微米沟道CMOS新工艺制造，具有输入阻抗高、功耗低、性能可靠、使用灵活等优点，尤其适合于低电源电压的工作场合，可广泛用于仪器仪表及其它电子设备系统。

该产品有6个可编程输入端（CTL1-6），只需外接一个石英晶体谐振器，即可通过编码产生64种输出频率。也可根据需要来改变外接石英晶体谐振器的谐振频率，以获得不同要求的输出频率。表1是5G8630的分频系数表。

2 5G8630的引脚功能与参数

2.1 引脚功能

5G8630的引脚排列如图1所示。图2是其内部逻辑框图。各引脚的功能说明如下：

1、15脚NC：悬空端。

2～7脚CTL1～CTL6：编程代码输入端。此端悬空或接Vss时，器件依靠输入端上的对地电阻来输入低电平0；接VDD时，输入高电平1。表1所列是CTL1～CTL6脚的编程输入代码与输出分频比之间的关系。

表1 5G8630的分频系数表

		CTL4	0	0	0	1	1	1	1
		CTL5	0	0	1	1	0	0	1	1
CTL1	CTL2	CTL6 CTL3	0	1	0	1	0	1	0	1
0	0	0	1	5	5×10	5×10 2	5×10 3	5×10 4	2.5×10 5	2.5×10 6
0	0	1	4	4×10	4×10 2	4×10 3	4×10 4	4×10 5	2×10 6	2×10 7
0	1	0	1	1×10	1×10 2	1×10 3	1×10 4	1×10 5	5×10 5	5×10 6
0	1	1	3	1.5×10	1.5×10 2	1.5×10 3	1.5×10 4	1.5×10 5	7.5×10 5	7.5×10 6
1	0	0	2	2×10	2×10 2	2.5×10 3	2.5×10 4	2.5×10 5	1.25×10 6	1.25×10 7
1	0	1	5	2.5×10	2.5×10 2	2.5×10 3	2.5×10 4	2.5×10 5	1.25×10 6	1.25×10 7
1	1	0	3	3×10	3×10 2	3×10 3	3×10 4	3×10 5	1.5×10 6	1.5×10 7
1	1	1	6	6×10	6×10 2	6×10 3	6×10 4	6×10 5	3×10 6	3×10 7

表2 5G8639的电气特性表

符  号	特性和条件	规   范   值			单  位
		最 小	典 型	最 大
IDD	电源电流			150	μA
VOL	输出低电平电压 IOL=1.6mA			0.4	V
VOH	输出高电平电压 IOH=-40μA	4.0			V
VIL	输入低电平电压VOL=0.5V,VOH=4.5V			0.8	V
VIH	输入高电平电压 VOH=0.5V，VOH=4.5V	4.0		VDD	V
tTHL tTLH	Vm=VDD f=1MHz 输出转换时间 q=50% tr=20ns tf=20ns              VREFH=90%(VOH-VOL)              VREFL=10%(VOH-VOL)			200 200	nS
fose	工作频率		30	2000	kHz

    8脚VSS：负电源端（接地端）。

9脚OUTpf：可编程频率输出端。

    10脚TEST：测试输入端，工作时接地。由于5G8630内部有7级十分频电路。当TEST接VDD（为“1”）时，分频信号将从第四级十分频电路输入，这样，只通过4级十分频输出就可将原编程代码输出频率放大1000倍。

11脚OUTF：固定频率输出端。

12脚OUTosc：晶振输出端。

13脚INosc：晶振输入端。使用时，只要12、13脚两端接上石英晶体谐振器，电路便可起振工作，也可以使用外接时钟信号并将其输入到INosc端。

14脚RESET：高电平输出控制端。此端若悬空或接VDD，器件将依靠输入端的上拉电阻而输入高电平（“1”），此脚若接Vss(“0”)，则OUTpf输出高电平电压（“1”）。

16脚VDD：正电源端。

2.2 参数

5G8630采用5V电源电压工作，表2是其主要电气参数。5G8630可编程分频器的极限参数如下：

●最大电源电压：6.6V；

●工作环境温度：0～70℃；

●贮存温度：-55～+125℃；

●任意输入端电压：-0.2V～VDD+0.2V。

3 应用电路

3.1 用5G8639构成秒信号发生器

用5G8630芯片组成秒信号发生器电路如图3所示。从图中可以看出，只要在OUTosc晶振输出端和INosc晶振输入端接上30kHz的石英晶体谐振器，再将CTL1、CTL2和CTL4编程代码输入端接到VDD（即置为“1”电平），便组成了110 100的编程代码输入，这样以可在OUTpf可编程频率输出编得到秒信号输出。

如果用户对振荡频率精度要求较高，可以在INosc端对地接1只5～20pf的微调电容器对晶振频率进行微调。

3.2 用5G8630组成分频器

图4为使用5G8630构成的分频器电流，从图4中可以看出，只要在INosc晶振输入端输入1MHz的时钟信号，并将CTL1、CTL4、CTL5和CTL6编程代码的输入端接到VDD，即可形成100 111的编程代码输入，于是，便可在OUTpf的编程输出端输出0.1Hz的时钟。

    图5是各种典型分频电路的波形图。