[發明專利]多信道接收器和時鐘恢復方法

有效

• 申請號: 201710338854.4
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107370545B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 劉西柯;彭寬;C·H·楊;戴逸飛;L·C·F·程;R·何
• 申請（專利權）人: 默升科技集團有限公司
• 主分類號: H04B10/60
• 分類號: H04B10/60
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯穎媖

一種多信道接收器包括多個接收器模塊，每一接收器模塊都具有：生成帶有可控制的頻率的時鐘信號的電壓受控振蕩器；相位內插器，其向時鐘信號施加可控制的相移，以提供采樣信號；采樣元件，其根據采樣信號，通過采樣模擬接收信號，來產生數字接收信號；定時誤差估計器，其對數字接收信號進行操作，以提供定時誤差估計；相位控制濾波器，其從定時誤差估計，推導提供給相位內插器的相位控制信號，其中，相位控制信號最小化采樣信號和模擬接收信號之間的相位誤差；以及，頻率控制濾波器，其從定時誤差估計，推導用于控制時鐘信號頻率的頻率控制信號，其中，頻率控制信號最小化時鐘信號和模擬接收信號之間的頻率偏移。

技術領域

本公開涉及多信道接收器，更具體地涉及具有帶有增強的電感器的獨立時鐘恢復模塊的集成的多信道接收器。

背景技術

通過中間通信介質，例如，具有一個或多個指定的通信信道，例如，載波波長或頻帶，的光纖電纜或絕緣銅線，在發送設備和接收設備之間進行數字通信。每一發送設備通常都以固定符號率來發送符號，而每一接收設備都檢測(潛在地被損壞的)符號序列，并嘗試重構被發送的數據。

“符號”是在固定時間段內持續的信道的狀態或有效情況，該固定時間段叫做“符號區間”。符號可以是，例如，電壓或電流電平、光能級、相位值，或特定頻率或波長。從一種信道狀態變為另一種信道狀態被稱作符號過渡。每一符號都可以代表(即，編碼)數據的一個或多個二進制比特。可另選地，數據可以通過符號過渡來表示，或通過兩個或更多符號的序列來表示。最簡單的數字通信鏈路每個符號只使用一個比特；二進制“0”通過一個符號來表示(例如，第一范圍內的電壓或電流信號)，而二進制“1”通過另一符號來表示(例如，第二范圍內的電壓或電流信號)。信道不理想產生分散，所述分散可能會導致每一符號干擾其相鄰符號，從而導致符號間干擾(ISI)。隨著符號率提高，ISI會使得接收設備難以確定哪些符號是在每一區間發送的，特別是當這樣的ISI與外加噪聲組合時。

作為從降級的模擬信號恢復數字數據的過程的一部分，接收器獲得信號的離散樣本。樣本定時常常是該過程的關鍵部分，因為它直接影響由離散樣本擁有的信噪比。存在用于檢測和跟蹤最佳采樣時間的策略，并在簡單性和性能之間的帶有不同程度的折衷。在多信道環境中，當確定簡單性和性能之間的最佳平衡時，必須考慮額外的性能考慮。

發明內容

相應地，此處公開了使用在單片式半導體襯底上集成的獨立時鐘恢復模塊的多信道接收器。一種這樣的多信道接收器包括多個接收器模塊，每一接收器模塊都具有：生成帶有可控制的頻率的時鐘信號的電壓受控振蕩器；相位內插器，所述相位內插器向所述時鐘信號施加可控制的相移，以提供采樣信號；采樣元件，所述采樣元件根據所述采樣信號，通過采樣模擬接收信號，來產生數字接收信號；定時誤差估計器，所述定時誤差估計器對所述數字接收信號進行操作，以提供定時誤差估計；相位控制濾波器，所述相位控制濾波器從所述定時誤差估計，推導提供給所述相位內插器的相位控制信號，其中，所述相位控制信號最小化所述采樣信號和所述模擬接收信號之間的相位誤差；以及，頻率控制濾波器，所述頻率控制濾波器從所述定時誤差估計，推導用于控制所述時鐘信號頻率的頻率控制信號，其中，所述頻率控制信號最小化所述時鐘信號和所述模擬接收信號之間的頻率偏移。

一種所公開的時鐘恢復方法包括，在所述多個接收器模塊中的每一個中：接收模擬接收信號；利用采樣元件，采樣所述模擬接收信號，以獲取數字接收信號；從所述數字接收信號，推導定時誤差估計；利用相位控制濾波器，過濾所述定時誤差估計，以提供相位控制信號；利用頻率控制濾波器，過濾所述定時誤差估計，以提供頻率控制信號；使用電壓受控振蕩器來生成具有由所述頻率控制信號控制的頻率的時鐘信號；利用相位內插器，產生采樣信號，所述相位內插器基于所述相位控制信號，調整所述時鐘信號的相位；以及，將所述采樣信號提供到所述采樣元件。

每一時鐘恢復模塊都可以使用增強的電感器，該增強的電感器在中心環路的任一側包括第一側面環路和第二側面環路，第一和第二側面環路在大小與形狀方面彼此基本上對稱，并被定向為生成與中心環路的磁場相反的磁場，以最小化電感器和任何附近的電路之間的電磁耦合。