[發(fā)明專利]一種多相濾波電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910311122.5
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN110113024B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蓋偉新;向?yàn)t
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)（天津?yàn)I海）新一代信息技術(shù)研究院
• 主分類號: H03H7/03
• 分類號: H03H7/03;H03H7/06
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 劉廣達(dá)

本申請公開了一種多相濾波電路，包括：第一多相濾波電路和RC電路，RC電路通過所述第一多相濾波電路的差分輸入節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)接入所述第一多相濾波電路，所述第一多相濾波電路用于對輸入的差分時(shí)鐘信號濾波，所述RC電路用于產(chǎn)生電壓，補(bǔ)償?shù)谝欢嘞酁V波電路的中間節(jié)點(diǎn)，產(chǎn)生精度更高的四相時(shí)鐘信號。所述多相濾波電路還包括第二多相濾波電路，所述第二多相濾波電路與第一多相濾波電路相連接，用于對四相時(shí)鐘信號進(jìn)行濾波。通過在輸入節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)之間插入RC電路，生成能反映RC參數(shù)變化的中間節(jié)點(diǎn)電壓Vsubgt;INT/subgt;，用所述電壓Vsubgt;INT/subgt;補(bǔ)償?shù)谝欢嘞酁V波電路的中間節(jié)點(diǎn)，能夠顯著降低輸出時(shí)鐘的誤差并減少時(shí)鐘的幅度衰減。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及高速有線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多相濾波電路。

背景技術(shù)

隨著近年來數(shù)據(jù)量的迅速增長，以及高帶寬應(yīng)用如物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的涌現(xiàn)，有線傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率不斷提高。四分之一速率的時(shí)鐘架構(gòu)具有能夠放松時(shí)序約束的優(yōu)勢，正逐漸取代半速率的時(shí)鐘架構(gòu)，成為系統(tǒng)時(shí)鐘通路的首選。在超高速數(shù)據(jù)傳輸中，時(shí)鐘的抖動(dòng)和功耗性能對于整個(gè)系統(tǒng)極為關(guān)鍵。多相濾波電路憑借其無源的性質(zhì)，具有低抖動(dòng)和低功耗的優(yōu)點(diǎn)，成為超高速收發(fā)機(jī)中產(chǎn)生四分之一速率架構(gòu)所需的正交時(shí)鐘的重要方案。

現(xiàn)有的多相濾波電路有兩種，分別稱為類型一和類型二，如圖1所示，顯示了其兩級結(jié)構(gòu)圖，所有電阻和電容有相同取值。兩者第二級結(jié)構(gòu)完全相同，用于補(bǔ)償工藝變化導(dǎo)致的幅度或相位誤差。級聯(lián)三級甚至更多能夠進(jìn)一步提高補(bǔ)償效果，但是每額外增加一級會(huì)帶來3dB的插入損耗。在大多數(shù)情況下，兩級多相濾波即可滿足性能要求。

類型一多相濾波電路的優(yōu)勢在于可以保證輸出時(shí)鐘相位差為準(zhǔn)確的90°，如圖1(b)中矢量圖所示。但是，它存在兩個(gè)問題：第一，中間節(jié)點(diǎn)與輸入信號的共模電壓(Vcm)相連，由于共模電壓幾乎是直流值，所以不會(huì)對輸出時(shí)鐘的幅度有所貢獻(xiàn)，造成幅度的明顯衰減。第二，輸出正交時(shí)鐘因工藝變化會(huì)產(chǎn)生幅度差異，后級電路幅度統(tǒng)一后會(huì)轉(zhuǎn)化為相位誤差。類型二多相濾波電路將中間節(jié)點(diǎn)和輸入節(jié)點(diǎn)短接，輸出可視為類型一正交時(shí)鐘的疊加，從而幅度有效增加。然而，如圖1(d)中矢量圖所示，正交時(shí)鐘相位關(guān)于類型一輸出呈鏡像對稱，對工藝波動(dòng)極其敏感，可能造成極大的相位誤差。

綜上所述，現(xiàn)有的多相濾波技術(shù)有兩個(gè)缺點(diǎn)：首先，對于類型一多相濾波電路，輸出時(shí)鐘的幅度差隨工藝變化波動(dòng)明顯，對于類型二多相濾波電路，輸出時(shí)鐘的相位差隨工藝變化波動(dòng)明顯；其次，多相濾波會(huì)引入插入損耗，使時(shí)鐘幅度降低，從而增加驅(qū)動(dòng)后級的功耗，因此，需要提供一種能夠降低輸出時(shí)鐘的誤差并且減小時(shí)鐘的幅度衰減的多相濾波電路。

發(fā)明內(nèi)容

為解決以上問題，本申請?zhí)岢隽艘环N多相濾波電路，包括：第一多相濾波電路和RC電路，RC電路通過所述第一多相濾波電路的差分輸入節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)接入所述第一多相濾波電路，所述第一多相濾波電路用于對輸入的差分時(shí)鐘信號濾波，所述RC電路用于產(chǎn)生電壓，補(bǔ)償?shù)谝欢嘞酁V波電路的中間節(jié)點(diǎn)，產(chǎn)生精度更高的四相時(shí)鐘信號。

優(yōu)選地，所述RC電路包括第一電阻、第二電阻、第一電容和第二電容，所述第一電阻、第一電容、第二電阻、第二電容依次串聯(lián)，所述第二電容和第一電阻相連接，形成環(huán)路，所述第一電阻和第一電容相連接的節(jié)點(diǎn)與第一多相濾波電路的第二中間節(jié)點(diǎn)相連接，所述第一電容和第二電阻相連接的節(jié)點(diǎn)與第一多相濾波電路的第二輸入節(jié)點(diǎn)相連接，所述第二電阻和第二電容相連接的節(jié)點(diǎn)與第一多相濾波電路的第一中間節(jié)點(diǎn)相連接，所述第二電容和第一電阻相連接的節(jié)點(diǎn)與第一多相濾波電路的第一輸入節(jié)點(diǎn)相連接。