[發(fā)明專利]高線性度的相位插值器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611226731.3
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN106656116B
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莫寧基;蔣劍飛;王琴;關(guān)寧;繩偉光;景乃鋒;何衛(wèi)鋒;賀光輝;毛志剛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H03K5/13
• 分類號(hào): H03K5/13
• 代理公司: 31227 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李慶

本發(fā)明提供一種高線性度的相位插值器，包括：一負(fù)載電路，所述負(fù)載電路連接一等電位端；一差分對組，所述差分對組連接所述負(fù)載電路、一第一信號(hào)輸入端、一第二信號(hào)輸入端、一第三信號(hào)輸入端和一第四信號(hào)輸入端；一主電流源偏置陣列，所述主電流源偏置陣列連接所述差分對組、一象限控制信號(hào)輸入端、一第一相位控制信號(hào)輸入端和一第一偏置電壓輸入端；和兩副電流源偏置陣列，兩副電流源偏置陣列分別連接所述主電流源偏置陣列、一第二相位控制信號(hào)輸入端和一第二偏置電壓輸入端。本發(fā)明的一種高線性度的相位插值器，可以獲得高線性度的相位輸出。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及相位插值器領(lǐng)域，尤其涉及一種高線性度的相位插值器。

背景技術(shù)

CDR(時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路)是serders(串行器和解串器)接收端關(guān)鍵的部分，通常有兩種結(jié)構(gòu)，一類是基于鎖相環(huán)PLL的CDR，其中還包含VCO模塊(壓控振蕩器)，電路需要消耗更大的芯片面積和功耗；另一類是基于DLL(延遲鎖相環(huán))的CDR，但DLL中的VCDL(壓控延遲線)的電壓控制相位的調(diào)節(jié)范圍有限，存在最大和最小值，而serders的TX和RX(發(fā)送端和接收端)通常存在一定的頻率不匹配，導(dǎo)致RX端的采樣時(shí)鐘和TX端的時(shí)鐘的相位差隨著時(shí)間而逐漸變大，所以RX需要一個(gè)相位在360度的范圍內(nèi)可調(diào)的時(shí)鐘。而相位插值器就可以彌補(bǔ)DLL在相位調(diào)節(jié)方面的不足，可以使時(shí)鐘產(chǎn)生360度范圍的調(diào)節(jié)。

通常，根據(jù)相位插值器中相位控制電路的設(shè)計(jì)，可以將相位插值器分為數(shù)字相位插值器和模擬相位插值器兩種。其中數(shù)字相位插值器的數(shù)字控制電路較為復(fù)雜，且工作頻率較低，相位的步長較大，但其面積小，功耗低；而模擬相位插值器的功耗相對較高，且電路輸出效果受PVT(功率/電壓/溫度)影響較大。

請參閱圖1，一種典型的數(shù)字相位插值器，其包含四個(gè)差分對、十七個(gè)電流源和一個(gè)由多個(gè)MOS管組成的一組選擇開關(guān)，其中兩個(gè)固定電流源的大小為半個(gè)單位電流，分別連接到兩組差分對通路中，另外十五組電流源為單位電流源，通過MOS管的開和端來控制電流源的連接位置。

第一差分對的第一晶體管和第二差分對的第二晶體管的柵極輸入共同連接到輸入信號(hào)IP，第一差分對的第二晶體管和第二差分對的第一晶體管的柵極輸入共同連接到輸入信號(hào)IN，第三差分對的第一晶體管和第四差分對的第二晶體管的柵極輸入共同連接到輸入信號(hào)QP,第三差分對的第一晶體管和第四差分對的第二晶體管的柵極輸入共同連接到輸入信號(hào)QN；各差分對的第一MOS晶體管管的漏端共同連接到負(fù)載電阻R1，并形成輸出節(jié)點(diǎn)OUTN，各差分對的第二MOS管的漏端共同連接到負(fù)載電阻R2，并形成輸出節(jié)點(diǎn)OUTP，其中R1和R2大小相等，并連接到電源電壓VDD。相位插值器可從節(jié)點(diǎn)OUTN、OUTP輸出具有期望相位的差分信號(hào)。第一和第二差分對的源端分別與一組MOS開關(guān)相連接，該組MOS開關(guān)的柵極由一組相位相反的控制信號(hào)控制，使MOS管的源端與尾電流源組的一個(gè)輸出端相連通；第三和第四差分對的源端分別與另一組MOS開關(guān)相連接，該組MOS開關(guān)的柵極由另一組相位相反的控制信號(hào)控制，MOS管的源端與尾電流源組的另一個(gè)輸出端相連通。通過兩組相位相反的四個(gè)控制信號(hào)，可以控制尾電流源的流向任意一個(gè)差分對，從而可以在四個(gè)象限內(nèi)產(chǎn)生期望相位的輸出信號(hào)。

差分輸入信號(hào)IP、QP、IN、QN是具有接近正弦波形的四相信號(hào)，按照順序具有90°相位差，且具有相同的幅度。假設(shè)差分輸入信號(hào)IP、QP、IN、QN按順序的相位角度分別為0°、90°、180°、270°。當(dāng)象限控制信號(hào)使第一和第三差分對中有電流導(dǎo)通，則相位插值器工作在第一象限內(nèi)；當(dāng)象限控制信號(hào)使第二和第三差分對中有電流導(dǎo)通，則相位插值器工作在第二象限內(nèi)；當(dāng)象限控制信號(hào)使第二和第四差分對中有電流導(dǎo)通，則相位插值器工作在第三象限內(nèi)；當(dāng)象限控制信號(hào)使第一和第四差分對中有電流導(dǎo)通，則相位插值器工作在第四象限內(nèi)。