一种高性能盲过采样时钟数据恢复电路的实现

设计一种带有滤波整形电路的盲过采样时钟数据恢复电路.该电路主要由并行过采样、同步调整、滤波整形、鉴相编码和数据选择等模块组成.提出的滤波整形电路可以有效地改善采样数据流,让电路拥有更高的抑制噪声和干扰的能力,与鉴相编码电路组合工作,可以使整个时钟数据恢复电路的误码率更低,相位锁定时间更短.经FPGA验证表明,该时钟数据恢复(CDR)电路在数据传输率为100 Mb/s时,可以正确地恢复数据,相位锁定所需时间为0bit.     

一种适用于NRZ数据的时钟数据恢复电路

提出了一种基于传统电荷泵锁相环结构的时钟数据恢复电路.采用一种适用于NRZ数据的新型鉴频鉴相器电路,以克服传统鉴频鉴相器在恢复NRZ信号时出现错误脉冲的问题,从而准确地恢复出NRZ数据.同时,对其他电路也采用优化的结构,以提高时钟数据恢复电路的性能.设计的电路可在1.1 V超低电压下工作,适合RF ID等需要低电压、低功耗的系统使用.     

视频成像测井光缆传输系统井上电路设计

文章描述了一种基于FPGA实现的井上电路.该电路基于光缆传输机制,采用光模块完成光电转换,在FPGA内实现高速串行数据的数据恢复和曼彻斯特解码等处理,经视频模块处理后,完成对井下视频信息的恢复.其中,高速串行数据的数据恢复采用了过采样的处理方法.该电路结构简单、可靠性较高,与井下电路配合使用,可实现井下视频信号的可靠采集.     

用于CDR电路的相位插值选择电路设计

时钟数据恢复电路是高速多通道串行收发系统中接收端的关键电路,其性能的优劣直接影响了整个系统的功能.描述了双环时钟数据恢复电路利用相位正交的参考时钟进行工作的原理,分析了传统的正交时钟产生方案,提出一种新的相位插值-选择方案并给出了CMOS电路实现.在SMIC 0.18 μm CMOS工艺下采用Cadence公司的仿真工具Spectre进行了晶体管级验证,结果显示,利用该电路恢复出来的时钟对数据进行重定时,能较好地消除传输过程中积累的抖动,有效地提高了输入抖动容限.     

2.5Gbps/ch两通道并行时钟数据恢复电路

采用TSMC公司标准的0.18μm CMOS工艺,结合锁相环和延迟锁相环技术,设计并制作了一个全集成的2.5Gbps/ch并行时钟数据恢复电路.与传统并行数据恢复电路相比,该电路不需要本地参考时钟,并且恢复出的并行数据是位同步的.输入2路并行的231-1 PRBS数据,恢复出的2.5GHz时钟的均方抖动值为2.6ps,恢复出的两路2.5Gb/s数据的均方抖动值分别为3.3ps和3.4ps.     

2.5Gbps/ch两通道并行时钟数据恢复电路

采用TSMC公司标准的0.18μm CMOS工艺,结合锁相环和延迟锁相环技术,设计并制作了一个全集成的2.5Gbps/ch并行时钟数据恢复电路.与传统并行数据恢复电路相比,该电路不需要本地参考时钟,并且恢复出的并行数据是位同步的.输入2路并行的231-1 PRBS数据,恢复出的2.5GHz时钟的均方抖动值为2.6ps,恢复出的两路2.5Gb/s数据的均方抖动值分别为3.3ps和3.4ps.     

2.5Gb/s/ch 0.18μm CMOS数据恢复电路

设计了一个应用于SFI-5接口的2.5Gb/s/ch数据恢复电路.应用一个延迟锁相环,将数据的眼图中心调整为与参考时钟的上升沿对准,因而同步了并行恢复数据,并降低了误码率.采用TSMC标准的0.18μm CMOS工艺制作了一个单通道的2.5Gb/s/ch数据恢复电路,其面积为0.46mm^2.输入231-1伪随机序列,恢复出2.5Gb/s数据的均方抖动为3.3ps.在误码率为10-12的条件下,电路的灵敏度小于20mV.     

一种适用于射频电子标签的时钟数据恢复电路

提出了一种适用于射频电子标签的时钟数据恢复电路,在电路中提出了一种适用于NRZ数据的新型鉴频鉴相器电路和自适应控制单元,能动态调节边沿检测器中延迟单元的延迟时间,使此时钟数据恢复电路具有大的锁定范围,且有结构简单易实现的特点。电路在Chartered0.35μm标准CMOS工艺下流片,实测此电路能在1.15V的低电压下工作,并且最低工作电流为3.4μA,适用于UHF射频电子标签芯片。     

2.5Gb/s/ch 0.18μm CMOS数据恢复电路

设计了一个应用于SFI-5接口的2.5Gb/s/ch数据恢复电路.应用一个延迟锁相环,将数据的眼图中心调整为与参考时钟的上升沿对准,因而同步了并行恢复数据,并降低了误码率.采用TSMC标准的0.18μm CMOS工艺制作了一个单通道的2.5Gb/s/ch数据恢复电路,其面积为0.46mm2.输入231-1伪随机序列,恢复出2.5Gb/s数据的均方抖动为3.3ps.在误码率为10-12的条件下,电路的灵敏度小于20mV.     

基于DVI的时钟数据恢复电路设计

设计了一种实现DVI(digital visual interface)数字视频信号接收器的新型时钟数据恢复电路.通过在过采样电路和数字锁相环之间增加弹性缓冲电路,在实现10bit数据恢复的同时,使采样时钟频率减小为数据频率的2.5倍,DPLL同时对10bit并行的数据进行相位检测判断,提高了判断的正确率,使数据传输的误码率得到改善.采用SMIC0.18μm CMOS工艺流片,测试结果表明,输入三路并行的1.65Gbps/ch UXGA格式像素数据和传输电缆长度2m条件下,输出系统时钟信号最大抖动峰.峰值为183ps,均方值为24ps,满足DVI规范要求.     

一种全数字时钟数据恢复电路的设计与实现

时钟数据恢复(CDR)电路是数据传输系统的重要组成部分.对于突发的数据传输,传统的锁相环法很难达到其快速同步的要求.对此,文中提出一种改进型超前滞后锁相环法的全数字时钟恢复算法,与同类电路比较,具有数据码率捕获范围宽、辅获时间短的优点.文中还介绍了用FPGA来完成该电路设计.理论分析、仿真和实际测试表明,对非归零码,该电路的码率捕获范围5-20 MHz,20 MHz码率时相位抖动容限为2 ns.     

Jitter analysis and modeling of a 10 Gbit/s SerDes CDR and jitter attenuation PLL

Jitter analysis and a linear model is proposed in this paper which predicts the characteristics of serial-deserial(SerDes) clock and data recovery circuit,and the characteristics include jitter transfer,jitter tolerance and jitter generation are particularly analyzed.The simulation results of the clock data recovery(CDR) model show that the jitter specifications exceed the mask of ITU-T optical transport network(OTN) G.8251 recommendations.The whole systems are validated by 9.95-11.5 Gbit/s CDR and the jitter attenuation phase locked loops(PLL) circuits using TSMC 65 nm CMOS technology.     

低电压高速CMOS电流模线性鉴相器的设计

在高速时钟和数据恢复电路(CDR)中一般采用高数率比线性鉴相器(LPD)来降低鉴相器(PD)和压控振荡器(VCO)的工作频率.从电路结构的复杂度、芯片面积以及功耗三方面,对三种不同速率比LPD电路进行了分析比较;针对2.5 Gbit/sCDR电路的具体应用,分别设计了半数率比和1/4数率比LPD,均通过了功能仿真;最后比较仿真结果,在2.5 Gbit/s应用下,半数率比结构是合理的选择.电路设计采用TSMC 0.18 μm CMOS混合信号工艺,LPD电路均采用低电压高速电流模逻辑(CML)实现.     

高速光突发模式接收机设计

介绍了一种高速光突发模式接收机。整形电路采用直流耦合跨阻抗前馈式结构。突发同步恢复电路采用一种新颖的固定相位调节振荡器。仿真表明：在传输速率为1．25Gb／s，误码率BER≤10^-9时，接收灵敏度为-25dBm（平均光功率）。最大可接收光功率-1dBm，动态范围可高达24dB，两分组信号保护时间为20ns。对速率为5Gb／s的NRZ突发数据可在10ps之内建立比特同步。     

一种环路带宽自适应调整的时钟数据恢复电路

针对SONTE OC-192、PCIE3.0、USB3.2等协议在串行时钟数据恢复时对抖动容限、环路稳定时间的要求,提出了一种环路带宽自适应调整、半速率相位插值的时钟数据恢复电路(CDR)。设计了自适应控制电路,能适时动态调整环路带宽,实现串行信号时钟恢复过程中环路的快速稳定,提高了时钟数据恢复电路抖动容限。增加了补偿型相位插值控制器,进一步降低了数据接收误码率。该CDR电路基于55 nm CMOS工艺设计,数据输入范围为8~11.5 Gbit/s。采用随机码PRBS31对CDR电路的仿真测试结果表明,稳定时间小于400 ns,输入抖动容限大于0.55UI@10 MHz,功耗小于23 mW。     

InP DHBT-Based Monolithically Integrated CDR/DEMUX IC Operating at 80 Gbit/s

In this paper, a monolithically integrated clock and data recovery (CDR) circuit with 1:2 demultiplexer (DEMUX), which is intended for use in 80 Gbit/s optical fiber links, is presented. The integrated circuit (IC) is manufactured using an in-house InP double heterostructure bipolar transistor (DHBT) technology, exhibiting cut-off frequency values of more than 220 GHz for both$f_T$and$f_max $. The CDR circuit in the topology of a phase-locked loop (PLL) is mainly composed of a half-rate linear phase detector including a 1:2 demultiplexer (DEMUX), a loop filter, and a voltage-controlled oscillator (VCO). Hence, the corresponding architecture of each of these components as well as the applied circuit design technique are extensively addressed. Concerning the performance achieved by the CDR/DEMUX IC, the recovered and demultiplexed 40 Gbit/s data from an 80 Gbit/s input signal feature clear eye opening with a signal swing as high as 600$hboxmV_ pp$. The extracted 40 GHz clock signal shows a phase noise as low as$- hbox98~dBc/hboxHz$at 100 kHz offset frequency. The corresponding rms jitter amounts to 0.37 ps while the peak-to-peak jitter is as low as 1.66 ps. At a single supply voltage of$-hbox4.8~V$, the power consumption of the full CDR/DEMUX IC amounts to 1.65 W. To the authors' best knowledge, this work demonstrates the first CDR circuit at the achieved data rate, regardless of all the competing semiconductor technologies.     

Bit-Error-Rate Estimation for High-Speed Serial Links

High-performance serial communication systems often require the bit error rate (BER) to be at the level of 10^-12 or lower. The excessive test time for measuring such a low BER is a major hindrance in testing communication systems. In this paper, we show that the jitter spectral information extracted from the transmitted data and some key characteristics of the clock and data recovery (CDR) circuit can be used to estimate the BER effectively without comparing each captured bit for error detection. This analysis is also useful for designing a CDR circuit for systems whose jitter spectral information is known. Experimental results comparing the estimated and measured BER on a 2.5-Gb/s commercial CDR circuit demonstrate the high accuracy of the proposed technique