[發(fā)明專利]時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611264489.9
• 申請(qǐng)日: 2016-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN106656168B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巫朝發(fā)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京集創(chuàng)北方科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H03L7/08
• 分類號(hào): H03L7/08;H03L7/085;H03L7/107
• 代理公司: 北京成創(chuàng)同維知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11449
• 代理人: 蔡純;張靖琳

本申請(qǐng)公開了一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置及方法。所述時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置包括：鑒相器，用于根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的相位關(guān)系產(chǎn)生誤差信號(hào)，所述時(shí)鐘信號(hào)至少包括第一時(shí)鐘信號(hào)和第二時(shí)鐘信號(hào)；第一環(huán)路濾波器，用于對(duì)所述誤差信號(hào)進(jìn)行第一環(huán)路濾波；第一壓控振蕩器，用于根據(jù)經(jīng)過第一環(huán)路濾波的所述誤差信號(hào)生成所述第一時(shí)鐘信號(hào)；第二時(shí)鐘信號(hào)生成模塊，用于根據(jù)所述鑒相器生成的所述誤差信號(hào)來(lái)生成所述第二時(shí)鐘信號(hào)。該時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置能夠在快速跟蹤數(shù)據(jù)信號(hào)變化的情況下降低數(shù)據(jù)恢復(fù)的誤碼率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號(hào)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置以及時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)方法。

背景技術(shù)

數(shù)據(jù)通信中的基帶通信方式是將數(shù)據(jù)直接發(fā)送，而不是經(jīng)過調(diào)制由載波發(fā)送，這種基帶通信方式構(gòu)成了目前遠(yuǎn)距離寬帶數(shù)據(jù)通信的主流。基帶通信一般又可分為并行數(shù)據(jù)通信和串行數(shù)據(jù)通信兩種方式，其中，串行數(shù)據(jù)通信是將字節(jié)信號(hào)逐位傳輸，并且不使用額外的同步時(shí)鐘信號(hào)。串行數(shù)據(jù)通信在很多情況下可以節(jié)約系統(tǒng)的成本，因此在遠(yuǎn)距離通信中應(yīng)用較多。

在串行數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，接收機(jī)不能獨(dú)立產(chǎn)生用于發(fā)送方與接收方之間的數(shù)據(jù)同步的時(shí)鐘信號(hào)，而是從接收到的數(shù)據(jù)流中恢復(fù)出時(shí)鐘信號(hào)以實(shí)現(xiàn)同步操作。時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路(Clock and Data Recovery,CDR)負(fù)責(zé)將接收機(jī)接收到的串行數(shù)據(jù)中的時(shí)鐘提取出來(lái)，并利用這個(gè)時(shí)鐘對(duì)串行數(shù)據(jù)采樣生成恢復(fù)數(shù)據(jù)信號(hào)，使得后續(xù)的串并轉(zhuǎn)換電路能夠根據(jù)該時(shí)鐘將采樣得到的恢復(fù)數(shù)據(jù)信號(hào)由串行信號(hào)轉(zhuǎn)換為并行信號(hào)。因此在串行數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路在接收機(jī)中起著關(guān)鍵作用，是工作速率極高的一個(gè)電路模塊。時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路普遍采用基于鎖相環(huán)路的結(jié)構(gòu)，圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置100包括：鑒相器101，用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)的相位與采樣時(shí)鐘的相位進(jìn)行比較，并根據(jù)兩者之間的相位差值產(chǎn)生誤差信號(hào)；環(huán)路濾波器102，用于對(duì)鑒相器101產(chǎn)生的誤差信號(hào)進(jìn)行累加濾波；以及壓控振蕩器103，用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)采樣的多相時(shí)鐘。

在高速的串行數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，串行數(shù)據(jù)會(huì)受到數(shù)據(jù)通道之間的串?dāng)_、電路本身的器件噪聲以及電源波動(dòng)等干擾，任何對(duì)串行數(shù)據(jù)的干擾都會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)的垂直電壓幅度和水平時(shí)間幅度產(chǎn)生波動(dòng)。因此，為確保時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路能夠正確地恢復(fù)時(shí)鐘與數(shù)據(jù)，鎖相環(huán)路的時(shí)鐘相位需要始終跟蹤串行數(shù)據(jù)的相位。現(xiàn)有的鎖相環(huán)路通過調(diào)節(jié)環(huán)路濾波器的比例增益大小來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)路帶寬的調(diào)整，比例增益越大，環(huán)路帶寬越大，鎖定的速度就越快，相位跟蹤越及時(shí)。然而，隨著環(huán)路帶寬的增大，壓控振蕩器輸出的時(shí)鐘信號(hào)抖動(dòng)也隨之加大。因此根據(jù)壓控振蕩器輸出的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行采樣而得到的采樣數(shù)據(jù)易出現(xiàn)錯(cuò)誤，即時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路的誤碼率提高。由此可見，在現(xiàn)有的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路中，環(huán)路帶寬的提升與誤碼率的降低之間存在矛盾，難以同時(shí)兼顧快速的數(shù)據(jù)相位跟蹤及低的誤碼率。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置以及時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)方法，根據(jù)經(jīng)過不同濾波處理的誤差信號(hào)生成兩項(xiàng)時(shí)鐘信號(hào)，從而能夠在快速跟蹤數(shù)據(jù)信號(hào)變化的情況下控制數(shù)據(jù)恢復(fù)的誤碼率。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置，包括：鑒相器，用于根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的相位關(guān)系產(chǎn)生誤差信號(hào)，所述時(shí)鐘信號(hào)至少包括第一時(shí)鐘信號(hào)和第二時(shí)鐘信號(hào)；第一環(huán)路濾波器，用于對(duì)所述誤差信號(hào)進(jìn)行第一環(huán)路濾波；第一壓控振蕩器，用于根據(jù)經(jīng)過第一環(huán)路濾波的所述誤差信號(hào)生成所述第一時(shí)鐘信號(hào)；第二時(shí)鐘信號(hào)生成模塊，用于根據(jù)所述鑒相器生成的所述誤差信號(hào)來(lái)生成所述第二時(shí)鐘信號(hào)。

優(yōu)選地，所述第二時(shí)鐘信號(hào)生成模塊包括：低通濾波器，用于對(duì)經(jīng)過第一環(huán)路濾波的所述誤差信號(hào)進(jìn)行低通濾波；第二壓控振蕩器，用于根據(jù)經(jīng)過低通濾波的所述誤差信號(hào)生成所述第二時(shí)鐘信號(hào)。

優(yōu)選地，所述低通濾波器包括積分器。

優(yōu)選地，所述積分器包括：加法器和對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行延遲累加的運(yùn)算模塊，所述加法器的第一輸入端接收經(jīng)過第一環(huán)路濾波的所述誤差信號(hào)，所述加法器的第二輸入端與所述運(yùn)算模塊的輸出端相連，所述加法器的輸出端與所述運(yùn)算模塊的輸入端相連。