高性能锁相环制造技术

本发明专利技术公开一种高性能锁相环，包括：多相位比较器，用于获取多个参考信号相位以及获取多个本地振荡器信号相位，其中，所述多相位比较器包括：多个部分相位比较器以及多个电荷泵；电容性元件，用于基于所述多个部分相位误差信号对所述电容性元件注入或删除电荷来生成复合相位误差信号；本地振荡器，用于接收所述复合相位误差信号，并且以响应的方式根据所述复合相位误差信号来调节所述本地振荡器的固定相位，其中，所述本地振荡器生成所述多个本地振荡器信号相位。本地振荡器信号相位。本地振荡器信号相位。

【技术实现步骤摘要】
Shokrollahi，名称为“带内嵌时钟的正交差分向量信令码”的美国专利申请，下称《Holden 2》；
[0016]申请号为14/926,958，申请日为2015年10月29日，专利技术人为Richard Simpson，Andrew Stewart及Ali Hormati，名称为“用于向量信令码通信链路的时钟数据对齐系统”的美国专利申请，下称《Stewart 1》；
[0017]申请号为14/925,686，申请日为2015年10月28日，专利技术人为Armin Tajalli，名称为“改进式相位插值器”的美国专利申请，下称《Tajalli 2》；
[0018]申请号为62/286,717，申请日为2016年1月25日，专利技术人为Armin Tajalli，名称为“高频增益改善型电压采样驱动器”的美国临时专利申请，下称《Tajalli 3》。
[0019]此外，本申请中还引用以下现有技术参考文献：
[0020]专利号为6,509,773，申请日为2001年4月30日，专利技术人为Buchwald等人，名称为“相位插值器装置和方法”的美国专利，下称《Buchwald》；
[0021]“采用两相锁存器的线性相位检测”，A.Tajalli等人，IEE电子学快报(IEE Electronics Letters)，2003年，下称《Tajalli 4》；
[0022]“带65纳米CMOS技术自对准DLL的低抖动低相位噪声10GHz亚谐波注入锁定锁相环”，Hong
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Yeh Chang、Yen
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Liang Yeh、Yu
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Cheng Liu、Meng
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Han Li及Kevin Chen，IEEE微波理论与技术汇刊，第62卷，第3期，2014年3月，第543～555页，下称《Chang等人》；
[0023]“用于FMCW雷达的带基于延迟锁定环的参考倍频器的低相位噪声77GHz小数N分频锁相环”，Herman Jalli Ng、Rainer Stuhlberger、Linus Maurer、Thomas Sailer及Andreas Stelzer，第6届欧洲微波集成电路会议论文集，2011年10月10日～11日，第196～199页，下称《Ng等人》；
[0024]“采用带宽自适应性混合PLL/DLL的高噪声稳健性时钟数据恢复设计”，Han
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Yuan Tan，2006年11月哈佛大学博士论文，下称《Tan》。


[0025]本专利技术实施方式总体涉及通信系统电路，尤其涉及通过用于芯片间通信的高速多线接口获得相位正确的稳定接收器时钟信号。

技术介绍

[0026]在现代数字系统中，必须以高效可靠的方式进行数字信息处理。在此背景下，须将数字信息理解为含于离散值(即非连续值)内的信息。数字信息不但可由比特和比特集合表示，而且还可由有限集合内的数字表示。
[0027]为了提高总带宽，大多数芯片间或装置间通信系统采用多条线路进行通信。这些线路当中的每一条或每一对均称为信道或链路，而且多个信道组成电子部件之间的通信总线。在物理电路层级上，芯片间通信系统内的总线通常由芯片与主板之间的封装电导体、印刷电路板(PCB)上的封装电导体、或PCB间线缆和连接器内的封装电导体构成。此外，高频应用中，还可采用微带或带状PCB线路。
[0028]常用总线线路信号传输方法包括单端信令法和差分信令法。在要求高速通信的应用中，这些方法还可以在功耗和引脚利用率方面(尤其高速通信中的这些方面)进行进一步
优化。最近提出的向量信令法可在芯片间通信系统的功耗、引脚利用率及噪声稳健性方面实现更加优化的权衡取舍。此类向量信令系统将发射器端的数字信息转换为向量码字形式的不同的表示空间，并且根据传输信道的特性和通信系统的设计约束选择不同的向量码字，以在功耗、引脚利用率及速度之间做出更优的权衡取舍。这一过程在本申请中称为“编码”。编码后的码字以一组信号的形式从发射器发送至一个或多个接收器。在接收器端，将所接收的与码字对应的信号转换回最初的数字信息表示空间。这一过程在本申请中称为“解码”。
[0029]无论何种编码方法，均须对接收装置所接收的信号进行间隔采样(或者以其他方式记录其信号值)，而且无论传输信道的延迟、干扰及噪声条件如何，该采样间隔均须使得采样值能够以最佳方式表示最初的发送值。这一时钟数据恢复(CDR)过程不仅须确定出合适的采样时序，而且可能需要一直不停地进行该确定步骤，以实现不同信号传播条件的动态补偿。
[0030]许多已知的CDR系统采用锁相环(PLL)或延迟锁定环(DLL)合成具有适于实现精确接收数据采样的频率和相位的本地接收时钟。

技术实现思路

[0031]为了对经通信系统发送的数据值进行可靠地检测，接收器必须能够在精心选择的时间点上精确测量接收信号值的幅度。目前，已有各种可促进此类接收测量的已知方法，包括接收与发送数据流相关的一个或多个专用时钟信号的方法，从发送数据流中提取内嵌时钟信号的方法，以及根据发送数据流的已知属性合成本地接收时钟的方法。
[0032]一般而言，此类定时方法的接收器端实施方式称为时钟数据恢复(CDR)，并且通常利用锁相环(PLL)或延迟锁定环(DLL)合成具有所需频率和相位特征的本地接收时钟。
[0033]在各PLL和DLL实施方式中，通过相位比较器对接收参考信号和本地时钟信号的相对相位(在某些变形实施方式中，比较其相对频率)进行比较以生成误差信号，然后利用该误差信号对本地时钟源的相位和/或频率进行校正，从而最大程度地减小误差。由于该反馈环路行为将导致给定的PLL实施方式在所述参考信号与本地时钟之间产生固定的相位关系(例如，0度或90度的相位偏移)，因此还通常通过引入额外的固定或可变相位调整量而将该相位偏移设定至与上述值不同的目标值(如45度的相位偏移)，以促进接收器的数据检测。
[0034]在下述方法和系统中：接收N个本地时钟信号相位和M个参考信号相位，其中，M为大于或等于1的整数，N为大于或等于2的整数；生成多个部分相位误差信号，每一个部分相位误差信号均至少部分通过将(i)所述M个参考信号相位当中的相应相位与(ii)所述N个本地时钟信号相位当中的相应相位相比较而形成；通过将所述多个部分相位误差信号相加以生成复合相位误差信号；并且利用所述复合相位误差信号以响应方式调整本地振荡器的固定相位。
[0035]在一些实施方式中，M＝1，而且通过将N个部分相位误差信号相加以生成所述复合相位误差信号。或者，所述多个部分相位误差信号包括M＝N个部分相位误差信号，并且利用所述N个本地时钟信号相位当中的给定相位以及所述M个参考信号相位当中的给定相位生成单个部分相位误差信号。在其他替代实施方式中，所述多个部分相位误差信号包括M
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N个部分相位误差信号，并且将所述N个本地时钟信号相位当中的每一个相位均与所述M个参
考信号相位当中的每一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，其特征在于，包括：获取多个参考信号相位以及获取多个本地振荡器信号相位；形成至少两个部分相位误差信号，其中，每一个部分相位误差信号由以下方式形成：基于所述参考信号相位和所述本地振荡器信号相位之间的异或(XOR)相位比较，生成可变占空比波形，其中，所述可变占空比波形的占空比表示所述参考信号相位和所述本地振荡器信号相位之间的相位误差；以及将所述可变占空比波形作为电荷泵控制信号提供至相应的电荷泵，以生成所述部分相位误差信号；根据所述多个部分相位误差信号对电容性元件注入或删除电荷来对所述多个部分相位误差信号进行求和，从而生成复合相位误差信号；以及向生成所述多个本地振荡器信号相位的振荡器提供所述复合相位误差信号。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个参考信号相位包括M个相位，所述多个本地振荡器信号相位包括N个相位，其中，所述至少两个部分相位误差信号包括M＝N个部分相位误差信号。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个参考信号相位包括M个相位，所述多个本地振荡器信号相位包括N个相位，其中，所述至少两个部分相位误差信号包括M x N个部分相位误差信号。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括将加权因子施加至所述至少两个部分相位误差信号中的每一个。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述至少两个部分相位误差信号具有不同的加权因子。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述本地振荡器信号相位是通过相位插值器获取的。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括对所述复合相位误差信号进行低通滤波。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个参考信号相位是通过经向量信令码的子信道传输的参考时钟信号获取的。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个参考信号相位是通过数据跃迁获取的。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括在多个多输入比较器的输出端检测所述数据跃迁，其中，每一个多输入比较器检测由多个相互正交的子信道向量中的相应的子信道向量携带的数据流。11.一种装置，其特征在于，包括：多相位比较器，用于获取多个参考信号相位以及获取多个本地振荡器信号相位，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿明，
申请(专利权)人：康杜实验室公司，
类型：发明
国别省市：