时钟数据恢复装置及方法制造方法及图纸

本申请公开了一种时钟数据恢复装置及方法。所述时钟数据恢复装置包括：鉴相器，用于根据数据信号和时钟信号的相位关系产生误差信号，所述时钟信号至少包括第一时钟信号和第二时钟信号；第一环路滤波器，用于对所述误差信号进行第一环路滤波；第一压控振荡器，用于根据经过第一环路滤波的所述误差信号生成所述第一时钟信号；第二时钟信号生成模块，用于根据所述鉴相器生成的所述误差信号来生成所述第二时钟信号。该时钟数据恢复装置能够在快速跟踪数据信号变化的情况下降低数据恢复的误码率。

【技术实现步骤摘要】
时钟数据恢复装置及方法
本专利技术属于信号检测
，更具体地涉及时钟数据恢复装置以及时钟数据恢复方法。
技术介绍
数据通信中的基带通信方式是将数据直接发送，而不是经过调制由载波发送，这种基带通信方式构成了目前远距离宽带数据通信的主流。基带通信一般又可分为并行数据通信和串行数据通信两种方式，其中，串行数据通信是将字节信号逐位传输，并且不使用额外的同步时钟信号。串行数据通信在很多情况下可以节约系统的成本，因此在远距离通信中应用较多。在串行数据通信系统中，接收机不能独立产生用于发送方与接收方之间的数据同步的时钟信号，而是从接收到的数据流中恢复出时钟信号以实现同步操作。时钟数据恢复电路(ClockandDataRecovery,CDR)负责将接收机接收到的串行数据中的时钟提取出来，并利用这个时钟对串行数据采样生成恢复数据信号，使得后续的串并转换电路能够根据该时钟将采样得到的恢复数据信号由串行信号转换为并行信号。因此在串行数据通信系统中，时钟数据恢复电路在接收机中起着关键作用，是工作速率极高的一个电路模块。时钟数据恢复电路普遍采用基于锁相环路的结构，图1示出根据现有技术的时钟数据恢复装置的结构示意图，时钟数据恢复装置100包括：鉴相器101，用于对接收到的数据的相位与采样时钟的相位进行比较，并根据两者之间的相位差值产生误差信号；环路滤波器102，用于对鉴相器101产生的误差信号进行累加滤波；以及压控振荡器103，用于产生数据采样的多相时钟。在高速的串行数据通信系统中，串行数据会受到数据通道之间的串扰、电路本身的器件噪声以及电源波动等干扰，任何对串行数据的干扰都会对数据的垂直电压幅度和水平时间幅度产生波动。因此，为确保时钟数据恢复电路能够正确地恢复时钟与数据，锁相环路的时钟相位需要始终跟踪串行数据的相位。现有的锁相环路通过调节环路滤波器的比例增益大小来实现环路带宽的调整，比例增益越大，环路带宽越大，锁定的速度就越快，相位跟踪越及时。然而，随着环路带宽的增大，压控振荡器输出的时钟信号抖动也随之加大。因此根据压控振荡器输出的时钟信号进行采样而得到的采样数据易出现错误，即时钟数据恢复电路的误码率提高。由此可见，在现有的时钟数据恢复电路中，环路带宽的提升与误码率的降低之间存在矛盾，难以同时兼顾快速的数据相位跟踪及低的误码率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种时钟数据恢复装置以及时钟数据恢复方法，根据经过不同滤波处理的误差信号生成两项时钟信号，从而能够在快速跟踪数据信号变化的情况下控制数据恢复的误码率。根据本专利技术的一方面，提供一种时钟数据恢复装置，包括：鉴相器，用于根据数据信号和时钟信号的相位关系产生误差信号，所述时钟信号至少包括第一时钟信号和第二时钟信号；第一环路滤波器，用于对所述误差信号进行第一环路滤波；第一压控振荡器，用于根据经过第一环路滤波的所述误差信号生成所述第一时钟信号；第二时钟信号生成模块，用于根据所述鉴相器生成的所述误差信号来生成所述第二时钟信号。优选地，所述第二时钟信号生成模块包括：低通滤波器，用于对经过第一环路滤波的所述误差信号进行低通滤波；第二压控振荡器，用于根据经过低通滤波的所述误差信号生成所述第二时钟信号。优选地，所述低通滤波器包括积分器。优选地，所述积分器包括：加法器和对输入信号进行延迟累加的运算模块，所述加法器的第一输入端接收经过第一环路滤波的所述误差信号，所述加法器的第二输入端与所述运算模块的输出端相连，所述加法器的输出端与所述运算模块的输入端相连。优选地，所述第二压控振荡器包括LC压控振荡器、RC压控振荡器或晶体压控振荡器。优选地，所述第二时钟信号生成模块包括：第二环路滤波器，用于对来自所述鉴相器的所述误差信号进行第二环路滤波；第二压控振荡器，用于根据经过第二环路滤波的所述误差信号生成所述第二时钟信号。优选地，所述第二时钟信号生成模块还包括：低通滤波器，用于对经过第二环路滤波的所述误差信号进行低通滤波，并将经过低通滤波的所述误差信号发送给所述第二压控振荡器。优选地，所述第一环路滤波器包括：第一倍乘器，用于将所述误差信号倍乘预设的比例调节系数，以得到第一倍乘误差信号；第二倍乘器，用于将所述误差信号倍乘预设的积分调节系数，以得到第二倍乘误差信号；积分器，用于对所述第二倍乘误差信号进行累加滤波；加法器，用于将所述第一倍乘误差信号和经过所述积分器累加滤波的所述第二倍乘误差信号相加，以获得经过第一环路滤波的误差信号。优选地，所述第二环路滤波器包括：第一倍乘器，用于将来自所述鉴相器的所述误差信号倍乘预设的比例调节系数，以得到第一倍乘误差信号；第二倍乘器，用于将来自所述鉴相器的所述误差信号倍乘预设的积分调节系数，以得到第二倍乘误差信号；积分器，用于对所述第二倍乘误差信号进行累加滤波；加法器，用于将所述第一倍乘误差信号和经过所述积分器累加滤波的所述第二倍乘误差信号相加，以获得经过第二环路滤波的误差信号。根据本专利技术的另一方面，提供一种时钟数据恢复方法，包括：通过鉴相器根据数据信号和时钟信号的相位关系产生误差信号，所述时钟信号至少包括第一时钟信号和第二时钟信号；通过第一环路滤波器对所述误差信号进行第一环路滤波；通过第一压控振荡器根据经过第一环路滤波的所述误差信号生成所述第一时钟信号；通过第二时钟信号生成模块根据所述鉴相器生成的所述误差信号来生成所述第二时钟信号。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。图1示出根据现有技术的时钟数据恢复装置的结构示意图。图2示出根据本专利技术实施例的时钟数据恢复装置的结构示意图。图3示出根据本专利技术实施例的时钟数据恢复装置的结构示意图。图4示出根据本专利技术实施例的时钟数据恢复装置的结构示意图。图5示出根据本专利技术实施例的低通滤波器包括的积分器的结构示意图。图6示出根据本专利技术实施例的环路滤波器的结构示意图。图7示出根据现有技术的时钟数据恢复过程中信号间相位关系示意图。图8示出根据现有技术的时钟数据恢复过程中各信号抖动幅度的示意图。图9示出根据本专利技术实施例的时钟数据恢复过程中各信号抖动幅度的示意图。图10示出根据本专利技术实施例的时钟数据恢复方法的流程图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本专利技术。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。为确保正确地恢复数据信号中的时钟与数据，至少需要两项时钟信号，包括第一时钟信号和第二时钟信号。图7示出根据现有技术的时钟数据恢复过程中信号间相位关系示意图，当环路锁定，第一时钟信号与数据的翻转边沿对齐，第二时钟信号与数据的中心点对齐。利用第一时钟信号和第二时钟信号对数据信号进行采样得到恢复数据信号。图8示出根据现有技术的时钟数据恢复过程中各信号抖动幅度的示意图，tc表示第二时钟信号的抖动幅度，ts表示整个系统的时序裕量(timingmargin)，td对应于数据信号在高频和低频干扰作用下的抖动幅度，是容易引起误码的采样点。如果时序裕量ts很小，较大的环路带宽使得第二时钟信号的抖动幅度tc很大，很容易造成在td对应的采样点采样，加上时钟数据恢复电路自身造成的时钟信号迟延，极易导致数据恢复的误本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时钟数据恢复装置，包括：鉴相器，用于根据数据信号和时钟信号的相位关系产生误差信号，所述时钟信号至少包括第一时钟信号和第二时钟信号；第一环路滤波器，用于对所述误差信号进行第一环路滤波；第一压控振荡器，用于根据经过第一环路滤波的所述误差信号生成所述第一时钟信号；第二时钟信号生成模块，用于根据所述鉴相器生成的所述误差信号来生成所述第二时钟信号。

【技术特征摘要】
1.一种时钟数据恢复装置，包括：鉴相器，用于根据数据信号和时钟信号的相位关系产生误差信号，所述时钟信号至少包括第一时钟信号和第二时钟信号；第一环路滤波器，用于对所述误差信号进行第一环路滤波；第一压控振荡器，用于根据经过第一环路滤波的所述误差信号生成所述第一时钟信号；第二时钟信号生成模块，用于根据所述鉴相器生成的所述误差信号来生成所述第二时钟信号。2.根据权利要求1所述的时钟数据恢复装置，其中，所述第二时钟信号生成模块包括：低通滤波器，用于对经过第一环路滤波的所述误差信号进行低通滤波；第二压控振荡器，用于根据经过低通滤波的所述误差信号生成所述第二时钟信号。3.根据权利要求2所述的时钟数据恢复装置，其中，所述低通滤波器包括积分器。4.根据权利要求3所述的时钟数据恢复装置，其中，所述积分器包括：加法器和对输入信号进行延迟累加的运算模块，所述加法器的第一输入端接收经过第一环路滤波的所述误差信号，所述加法器的第二输入端与所述运算模块的输出端相连，所述加法器的输出端与所述运算模块的输入端相连。5.根据权利要求2所述的时钟数据恢复装置，其中，所述第二压控振荡器包括LC压控振荡器、RC压控振荡器或晶体压控振荡器。6.根据权利要求1所述的时钟数据恢复电路，其中，所述第二时钟信号生成模块包括：第二环路滤波器，用于对来自所述鉴相器的所述误差信号进行第二环路滤波；第二压控振荡器，用于根据经过第二环路滤波的所述误差信号生成所述第二时钟信号。7.根据权利要求6所述的时钟数据恢复电路，其中，所述第二时钟信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：巫朝发，
申请(专利权)人：北京集创北方科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11