專利名稱：由跳變密度變化引起的增益誤差的校正系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)包括嵌入時(shí)鐘的數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及對(duì)這樣的鎖相環(huán)(Phase Locked Loop，PLL)進(jìn)行操作該P(yáng)LL響應(yīng)碼元跳變密度的變化，表現(xiàn)出可預(yù)測(cè)的相位解調(diào)敏感性。
背景技術(shù)：
非歸零(Non-return-to-zero，NRZ)信號(hào)方法指的是這樣的二進(jìn)制編碼方案在該方案中，在編碼位之間不返回到參考電壓。相反地，該信號(hào)方法對(duì)于連續(xù)的“1”保持在“高”電壓，而對(duì)于連續(xù)的“0”保持在“低”電壓。在利用NRZ信號(hào)方法的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，基于數(shù)據(jù)跳變的時(shí)刻恢復(fù)時(shí)鐘是必要的。一般地說(shuō)，利用鎖相環(huán)(PLL)來(lái)恢復(fù)與數(shù)據(jù)流相關(guān)聯(lián)的時(shí)鐘。通過(guò)將NRZ數(shù)據(jù)流中數(shù)據(jù)跳變的時(shí)刻與PLL的壓控振蕩器(Voltage Controlled Oscillator，VCO)的相位相比較，可以確定VCO的相位誤差。據(jù)此調(diào)整VCO信號(hào)，從而將VCO鎖定到數(shù)據(jù)的嵌入時(shí)鐘上。具體地說(shuō)，通過(guò)PLL設(shè)計(jì)，利用閉環(huán)反饋，可以將相位誤差“伺服”(servo)到0。
圖1描述了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)鐘恢復(fù)回路100。時(shí)鐘恢復(fù)回路100包括連續(xù)相位檢測(cè)器104、VCO 105和回路濾波器106。連續(xù)相位檢測(cè)器104接收要測(cè)量的數(shù)據(jù)101。VCO 105產(chǎn)生由調(diào)諧電壓107控制的VCO信號(hào)(該信號(hào)提供為恢復(fù)后的時(shí)鐘102)。當(dāng)數(shù)據(jù)跳變發(fā)生時(shí)，連續(xù)相位檢測(cè)器104將數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩〞r(shí)與VCO信號(hào)的相位相比較。連續(xù)相位檢測(cè)器104稱為“連續(xù)的”，是因?yàn)樗a(chǎn)生相位誤差103，該相位誤差與數(shù)據(jù)跳變的定時(shí)和VCO信號(hào)相位間的差成比例(與只表示“早或晚”但不表示多少的量化或二進(jìn)制輸出相反)。回路濾波器106對(duì)相位誤差103進(jìn)行濾波來(lái)產(chǎn)生調(diào)諧電壓107，以提供閉環(huán)反饋。
但是，對(duì)于隨機(jī)數(shù)據(jù)，從“0”到“1”或者相反的跳變是隨機(jī)事件。這樣，跳變是否會(huì)發(fā)生以及何時(shí)會(huì)發(fā)生具有一定的不確定性。例如，如果數(shù)據(jù)是“01010100000000001”，對(duì)于前6位，在每個(gè)機(jī)會(huì)都會(huì)有跳變，因?yàn)闆](méi)有兩個(gè)連續(xù)位是相同的。但是，接下來(lái)的連續(xù)10位都是“0”?！坝纬涕L(zhǎng)度”(run length)指的是在沒(méi)有跳變的情況下出現(xiàn)的連續(xù)位或碼元的數(shù)量。相應(yīng)地，示例數(shù)據(jù)流具有10個(gè)“0”的游程長(zhǎng)度。在碼元或位的游程長(zhǎng)度持續(xù)期間，沒(méi)有從“0”到“1”的跳變發(fā)生。由于在該段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有跳變，所以沒(méi)有來(lái)自數(shù)據(jù)的可用于校正VCO的任何相位誤差的相位信息。另外，數(shù)據(jù)可能以“游程長(zhǎng)度有限”的方式傳送(例如對(duì)于抖動(dòng)(jitter)測(cè)量)。具體地說(shuō)，應(yīng)用數(shù)據(jù)模式可以允許的游程長(zhǎng)度必須小于某個(gè)預(yù)定的數(shù)字。在測(cè)量數(shù)據(jù)的抖動(dòng)時(shí)，應(yīng)用于該數(shù)據(jù)的典型游程長(zhǎng)度極限是31位。
一般地說(shuō)，相位檢測(cè)器通過(guò)這樣的方式工作僅當(dāng)有跳變時(shí)，才輸出相位信息。當(dāng)數(shù)據(jù)中沒(méi)有跳變時(shí)(至少兩個(gè)相同的連續(xù)碼元)，已知相位檢測(cè)器輸出0(即意味著沒(méi)有檢測(cè)到相位誤差)。這個(gè)特性具有制造相位檢測(cè)器增益(例如弧度/電壓)的作用，該增益是數(shù)據(jù)模式的跳變密度的函數(shù)。這樣，在示例數(shù)據(jù)流的“010101”部分，相位檢測(cè)器增益高；而在示例數(shù)據(jù)流的“00000000001”部分，相位檢測(cè)器增益低。
不可預(yù)測(cè)的相位檢測(cè)器增益至少具有兩個(gè)重大的有害影響。第一，PLL帶寬變得不可預(yù)測(cè)，因?yàn)镻LL帶寬與相位檢測(cè)器增益直接成比例。這降低了回路性能(例如跟蹤誤差)，使回路更難設(shè)計(jì)。第二，在抖動(dòng)測(cè)量中，校準(zhǔn)因子與相位檢測(cè)器增益直接成比例。這樣，當(dāng)正在測(cè)量的數(shù)據(jù)不具有可預(yù)測(cè)的跳變密度時(shí)，抖動(dòng)測(cè)量的精度值得懷疑。但是，在抖動(dòng)測(cè)量中，一般優(yōu)選利用跳變密度具有顯著差別的各種數(shù)據(jù)模式。

發(fā)明內(nèi)容
在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，改造了PLL，使得PLL產(chǎn)生的相位誤差結(jié)果不受提供給PLL的數(shù)據(jù)流的跳變密度影響。具體地說(shuō)，數(shù)據(jù)流可以看成是根據(jù)隨機(jī)序列從一個(gè)狀態(tài)跳變到另一個(gè)狀態(tài)的碼元或位的流。以離散時(shí)間間隔(“單位間隔”)傳送數(shù)據(jù)流的碼元或位。另外，根據(jù)游程長(zhǎng)度極限來(lái)傳送數(shù)據(jù)流，該游程長(zhǎng)度極限對(duì)在沒(méi)有跳變到另一碼元或位的情況下出現(xiàn)的連續(xù)碼元或位的數(shù)量設(shè)置了上限。可以通過(guò)利用第一濾波器，對(duì)來(lái)自PLL的連續(xù)相位檢測(cè)器的相位誤差進(jìn)行濾波的方式來(lái)改造PLL?？梢杂玫诙V波器對(duì)表示數(shù)據(jù)跳變是否剛剛發(fā)生的參考信號(hào)進(jìn)行濾波。第一和第二濾波器可以優(yōu)選實(shí)現(xiàn)為這樣的低通濾波器其具有的帶寬約等于單位間隔與最大游程長(zhǎng)度之積的倒數(shù)的一半?？梢詫⒌谝缓偷诙V波器的輸出提供給除法器電路，以產(chǎn)生表示不受數(shù)據(jù)跳變密度影響的相位誤差的信號(hào)。
上文相當(dāng)寬泛地概述了本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，以便更好地理解下文對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述。在下文中將描述本發(fā)明另外的特征和優(yōu)點(diǎn)，這些特征和優(yōu)點(diǎn)構(gòu)成了本發(fā)明權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到，所公開(kāi)的概念和具體實(shí)施例可以容易地用作修改或設(shè)計(jì)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明相同目的的其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)該意識(shí)到，如本發(fā)明權(quán)利要求所闡明的那樣，這樣的等同結(jié)構(gòu)并不脫離本發(fā)明的精神和范圍。當(dāng)把以下描述和附圖聯(lián)系起來(lái)進(jìn)行考慮時(shí)，會(huì)更好地理解在其結(jié)構(gòu)和操作方法方面被認(rèn)為是本發(fā)明所特有的新特征，以及更多的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。但是，要清楚地理解，每張附圖都僅為圖示和描述的目的而提供，并非要設(shè)置對(duì)本發(fā)明的限制。


為了更完整地理解本發(fā)明，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考下面的描述，其中圖1描述了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的時(shí)鐘恢復(fù)電路；圖2描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的時(shí)鐘恢復(fù)電路；圖3描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)時(shí)鐘恢復(fù)電路；圖4描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一個(gè)時(shí)鐘恢復(fù)電路。
具體實(shí)施例方式
在更詳細(xì)地討論根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例之前，為了讀者的方便，提供了對(duì)奈奎斯特采樣定理的討論。奈奎斯特采樣定理涉及這樣的問(wèn)題僅利用以均一的時(shí)間間隔采集的波形電壓的離散樣本來(lái)重構(gòu)連續(xù)模擬波形。在奈奎斯特采樣定理中，假設(shè)連續(xù)模擬波形帶寬受限，意味著在波形中不包含超過(guò)上邊界頻率(該上邊界頻率定義了奈奎斯特帶寬)的頻率。利用這個(gè)假設(shè)，奈奎斯特能夠證明，當(dāng)且僅當(dāng)采樣速率至少為奈奎斯特帶寬的兩倍時(shí)，可以從這些樣本完好地重構(gòu)連續(xù)模擬波形。這個(gè)采樣速率稱為奈奎斯特速率。在實(shí)踐中，稱為“混疊(aliasing)”的現(xiàn)象要求采樣速率略高于奈奎斯特的理論最小速率。
一個(gè)熟悉的例子是數(shù)字音頻光盤(光盤簡(jiǎn)稱CD)格式。一般用低通濾波器對(duì)模擬音頻進(jìn)行濾波，使得模擬音頻不含有大于20kHz的頻率分量。然后以每秒44,100個(gè)樣本的速率對(duì)模擬音頻進(jìn)行采樣。這個(gè)采樣速率略(～10％)高于40,000樣本/秒的奈奎斯特速率。
如上文所述，奈奎斯特采樣定理假設(shè)了均一的采樣速率。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例將奈奎斯特采樣定理擴(kuò)展到非均一采樣的情況。為了進(jìn)一步討論的方便，應(yīng)使用術(shù)語(yǔ)“偽速率”(pseudo-rate)來(lái)指代具有可變速率的采樣集中的最小采樣速率(如連續(xù)樣本間的最大時(shí)間所定義的)。有人提出了如果偽速率至少和奈奎斯特速率一樣高(奈奎斯特速率是連續(xù)模擬波形最高頻率分量的兩倍)，就可以從以變化的速率所采集的樣本進(jìn)行連續(xù)模擬波形的完好重構(gòu)。在某種意義上，在滿足這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的可變采樣應(yīng)用中，具有可用來(lái)方便連續(xù)模擬波形恢復(fù)的“過(guò)剩”樣本(例如以高于奈奎斯特速率的速率采集的樣本)。這些過(guò)剩樣本可以平均掉采樣功能產(chǎn)生的任何非系統(tǒng)誤差。
可以用具體的例子說(shuō)明偽速率的概念。假設(shè)利用游程長(zhǎng)度極限為32(為數(shù)學(xué)上簡(jiǎn)單而選擇)的數(shù)據(jù)模式，對(duì)數(shù)據(jù)速率為40吉比特/秒(40Gb/s)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的抖動(dòng)進(jìn)行測(cè)試。每一位占據(jù)25ps，稱為“單位間隔(Unit Interval，UI)”。由于每32個(gè)碼元必須發(fā)生至少一次數(shù)據(jù)跳變，所以來(lái)自相位檢測(cè)器的相位誤差信號(hào)的樣本之間的最大時(shí)間為32×25ps，或800ps。800ps的時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)于1.25吉樣本/秒的偽速率(1.25吉樣本/秒是800×10-12秒的倒數(shù))。這樣，根據(jù)奈奎斯特采樣定理的本擴(kuò)展，該偽速率支持625MHz的帶寬。偽速率所支持的帶寬稱為偽奈奎斯特帶寬。
圖2描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，根據(jù)偽奈奎斯特帶寬而改造的系統(tǒng)200。系統(tǒng)200包括傳統(tǒng)的時(shí)鐘恢復(fù)回路210。傳統(tǒng)的時(shí)鐘恢復(fù)回路210幾乎與傳統(tǒng)的時(shí)鐘恢復(fù)回路100相同，除了修改了連續(xù)相位檢測(cè)器211之外。連續(xù)相位檢測(cè)器211包括第一端口以輸出相位誤差103；另外還包括第二端口以輸出表示數(shù)據(jù)跳變的參考信號(hào)201。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，每次在第二端口上發(fā)生數(shù)據(jù)跳變時(shí)，連續(xù)相位檢測(cè)器211就產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間為一個(gè)UI的脈沖。如圖2所示，在數(shù)據(jù)跳變期間產(chǎn)生脈沖的功能用連續(xù)相位檢測(cè)器211整體地實(shí)現(xiàn)。但是，如果需要，這個(gè)功能也可以用分離的電路元件實(shí)現(xiàn)。
將參考信號(hào)201提供給濾波器202。濾波器202對(duì)參考信號(hào)201進(jìn)行濾波以產(chǎn)生信號(hào)204，信號(hào)204和與數(shù)據(jù)101相關(guān)聯(lián)的跳變密度近似成比例?？梢詫V波器202實(shí)現(xiàn)為對(duì)相位檢測(cè)器211產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行積分的低通濾波器。在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，可以將濾波器202實(shí)現(xiàn)為具有約等于(考慮混疊作用)偽奈奎斯特帶寬的截止頻率的低通濾波器。如上文所述，偽奈奎斯特帶寬是用樣本間的最大時(shí)間定義的，而該最大時(shí)間又可以用與數(shù)據(jù)101相關(guān)聯(lián)的游程長(zhǎng)度極限來(lái)定義。另外，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例中，濾波器202可以優(yōu)選實(shí)現(xiàn)為具有良好的時(shí)域特性(即低的下沖/過(guò)沖)。合適的濾波器包括貝塞爾濾波器和高斯濾波器。類似地，將來(lái)自連續(xù)相位檢測(cè)器211的相位誤差103提供給濾波器203。濾波器203可以用和濾波器202相同的方式實(shí)現(xiàn)。
將濾波器202和203的輸出(信號(hào)204和信號(hào)205)提供給除法器206(該除法器可以是模擬或數(shù)字電路元件)。除法器206將濾波后的相位誤差信號(hào)(信號(hào)205)除以濾波后的參考信號(hào)204以產(chǎn)生校正后的相位誤差207。這種構(gòu)造所具有的優(yōu)勢(shì)在于利用PLL作為相位解調(diào)器以恢復(fù)和測(cè)量抖動(dòng)。校正后的相位誤差207具有不受數(shù)據(jù)跳變密度或游程長(zhǎng)度影響的抖動(dòng)敏感性。相反，原始的相位誤差103具有與跳變密度直接成比例的敏感性。
雖然將系統(tǒng)200描述成產(chǎn)生VCO信號(hào)，但是本發(fā)明并非如此被局限。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可以在這樣的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，在該系統(tǒng)中，VCO信號(hào)可以獨(dú)立地獲得，并且在開(kāi)環(huán)中使用具有增益校正的相位檢測(cè)器。
另外，為了讀者的方便，提供了系統(tǒng)200的數(shù)學(xué)分析。令Dma(t)(對(duì)應(yīng)于信號(hào)204)定義為這樣的移動(dòng)平均值該移動(dòng)平均值由在等于偽奈奎斯特周期(偽奈奎斯特速率的倒數(shù))的時(shí)間長(zhǎng)度內(nèi)發(fā)生的跳變次數(shù)所組成。那么，根據(jù)偽奈奎斯特周期的定義，得出Dma(t)具有的最小值為1，并且最大值等于游程長(zhǎng)度極限。令Φma(t)表示相位誤差的類似的移動(dòng)平均值，其中，所述的兩個(gè)移動(dòng)平均值跨越相同的時(shí)間間隔。那么，Φma(t)Dma(t)給出了濾波后的相位誤差(相位誤差205)。這樣，將Φma(t)Dma(t)除以Dma(t)給出希望的結(jié)果Φma(t)(即不受跳變密度影響的相位誤差)。系統(tǒng)200并不是嚴(yán)格地利用移動(dòng)平均值來(lái)工作，因?yàn)橐话憧赡芾秘惾麪柣蚋咚篂V波器來(lái)進(jìn)行濾波。但是，操作原理仍然相同。另外注意，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可以優(yōu)選地將濾波器202和203實(shí)現(xiàn)為3階貝塞爾濾波器，因?yàn)楫a(chǎn)生的沖激響應(yīng)在感興趣的時(shí)間內(nèi)是正的。這是有利的，因?yàn)槠渌鼮V波器形態(tài)一般具有帶有相當(dāng)大的負(fù)區(qū)域的沖激響應(yīng)，由此得出輸出必須接近并穿過(guò)0。如果除法器206的除數(shù)等于或約等于0，它就不會(huì)正常工作，因?yàn)樗蟮妮敵鲭妷簳?huì)超過(guò)除法器206的動(dòng)態(tài)范圍。
應(yīng)該意識(shí)到，高速除法器(如模擬除法器)的實(shí)現(xiàn)可能是有挑戰(zhàn)性的，特別是為特定應(yīng)用而增加了除法器的動(dòng)態(tài)范圍的時(shí)候。如果利用了理想的移動(dòng)平均值，動(dòng)態(tài)范圍就會(huì)等于游程長(zhǎng)度極限。利用貝塞爾濾波器的實(shí)現(xiàn)所表現(xiàn)出的動(dòng)態(tài)范圍稍小于理想移動(dòng)平均值的動(dòng)態(tài)范圍，盡管動(dòng)態(tài)范圍仍然相對(duì)很大。如果減小了動(dòng)態(tài)范圍，與除法器的實(shí)現(xiàn)相關(guān)聯(lián)的困難就可以減輕。圖3描述了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的減小動(dòng)態(tài)范圍的系統(tǒng)300。
圖3的系統(tǒng)300與系統(tǒng)200類似，除了系統(tǒng)300包括自動(dòng)增益控制(Automatic Gain Control，AGC)模塊305。AGC模塊305放置于提供參考信號(hào)201和相位誤差信號(hào)103的濾波器202和203之后。匹配的乘法器301和302插入于濾波器202和203之后、除法器206之前。乘法器301的第一輸入是來(lái)自濾波器202的濾波后的參考信號(hào)，而乘法器302的第一輸入是來(lái)自濾波器203的濾波后的相位誤差信號(hào)。每個(gè)乘法器的第二輸入由利用乘法器302的輸出(做乘法后的濾波后的相位誤差信號(hào))作為誤差信號(hào)的伺服回路來(lái)驅(qū)動(dòng)。可以優(yōu)選將做乘法后的濾波后的相位誤差信號(hào)提供給伺服放大器303和取冪器304。通過(guò)包括取冪電路元件304，可以將伺服回路線性化，從而使回路增益不受輸入信號(hào)電平的影響。雖然取冪器304作為單獨(dú)的元件示出，但是在實(shí)踐中，取冪器304可以與乘法器301和302中的每一個(gè)相結(jié)合。常用的兩象限乘法器電路由電流鏡偏置的差分對(duì)組成。加入取冪功能涉及用單一晶體管代替電流鏡，從而導(dǎo)致復(fù)雜性的降低。
初一看，好像圖3所示的修改僅僅將實(shí)現(xiàn)除法器的困難換成了同等困難的實(shí)現(xiàn)乘法器的任務(wù)。但是，實(shí)際上的確降低了困難?？偟膭?dòng)態(tài)范圍可以在AGC模塊305和除法器206間分割。相應(yīng)地，不要求這些元件中的任何一個(gè)來(lái)處理整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍。另外，乘法器301和302的實(shí)現(xiàn)不需要使乘法器301和302特別精確。伺服回路誤差是共模的，因此不影響做乘法后的信號(hào)的比值。具體地說(shuō)，如果乘法器301和302是匹配的，那么在除法器206操作之后，任何乘法誤差都消失了。另外，通過(guò)將乘法器301和302一起單片集成在單個(gè)集成電路上以獲得二者間的匹配是比較直接的方法。
圖3還描述了連接起來(lái)以向系統(tǒng)300的PLL提供反饋的乘法器302的輸出。這穩(wěn)定了PLL的回路增益和回路帶寬(否則，與數(shù)據(jù)101相關(guān)聯(lián)的跳變密度會(huì)影響該回路增益和回路帶寬)。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，如圖4的系統(tǒng)400所示，可以通過(guò)將校正后的相位誤差信號(hào)207提供給回路濾波器106來(lái)實(shí)現(xiàn)回路增益和回路帶寬的進(jìn)一步的穩(wěn)定化。
雖然已經(jīng)對(duì)本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但是應(yīng)該理解到，在不脫離由本發(fā)明各方面所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對(duì)其進(jìn)行各種修改、替代和變換。此外，并不是要將本申請(qǐng)的范圍限制在說(shuō)明書(shū)中所描述的過(guò)程、機(jī)器、產(chǎn)品、物質(zhì)成分、手段、方法和步驟。像本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員會(huì)從本發(fā)明的公開(kāi)中容易地意識(shí)到的那樣，根據(jù)本發(fā)明，可以對(duì)與其中所描述的相應(yīng)實(shí)施例執(zhí)行基本相同的功能或者實(shí)現(xiàn)基本相同的結(jié)果的、當(dāng)前存在或后來(lái)要發(fā)展出來(lái)的過(guò)程、機(jī)器、產(chǎn)品、物質(zhì)成分、手段、方法或步驟進(jìn)行利用。相應(yīng)地，本發(fā)明各權(quán)利要求要將這樣的過(guò)程、機(jī)器、產(chǎn)品、物質(zhì)成分、手段、方法或步驟包括在其范圍當(dāng)中。
本發(fā)明涉及同時(shí)提出、共同等待授權(quán)并且共同轉(zhuǎn)讓的美國(guó)專利申請(qǐng)編號(hào)No.XX/XXX，XXX，代理號(hào)No.10021026-1，題目為“SYSTEM ANDMETHOD FOR DESIGNING AND USING ANALOG CIRCUITSOPERATING IN THE MODULATION DOMAIN”(用于設(shè)計(jì)和使用工作在調(diào)制域的模擬電路的系統(tǒng)和方法)；美國(guó)專利申請(qǐng)編號(hào)No.XX/XXX，XXX，代理號(hào)No.10021025-1，題目為“PHASE LOCKEDLOOP DEMODULATOR AND DEMODULATION METHOD USING FEED-FORWARD TRACKING ERROR COMPENSATION”(使用前饋跟蹤誤差補(bǔ)償?shù)逆i相環(huán)解調(diào)器和解調(diào)方法)；以及美國(guó)專利申請(qǐng)編號(hào)No.XX/XXX，XXX，代理號(hào)No.10021027-1，題目為“SYSTEMS ANDMETHODS FOR CORRECTING PHASE LOCKED LOOP TRACKINGERROR USING FEED-FORWARD PHASE MODULATION”(用前饋相位調(diào)制校正鎖相環(huán)跟蹤誤差的系統(tǒng)和方法)；特此以參考的方式，將其公開(kāi)結(jié)合在本說(shuō)明書(shū)中。
權(quán)利要求
1.一種用于處理數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)，包括第一低通濾波器，對(duì)表示數(shù)據(jù)跳變發(fā)生的參考信號(hào)進(jìn)行濾波；第二低通濾波器，對(duì)一個(gè)相位信號(hào)進(jìn)行濾波，該相位信號(hào)表示所述數(shù)據(jù)信號(hào)與來(lái)自壓控振蕩器的壓控振蕩器信號(hào)間的相位差；和除法器電路，將所述濾波后的相位信號(hào)除以所述濾波后的參考信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，根據(jù)單位間隔和在沒(méi)有跳變的情況下出現(xiàn)的連續(xù)碼元的最大游程長(zhǎng)度來(lái)傳送所述數(shù)據(jù)流；并且，所述第一低通濾波器和第二低通濾波器所具有的帶寬約等于所述單位間隔與所述最大游程長(zhǎng)度之積的倒數(shù)的一半。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述濾波后的參考信號(hào)作為所述壓控振蕩器的調(diào)諧信號(hào)，提供給所述壓控振蕩器。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述除法器電路是模擬除法器。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，從由貝塞爾濾波器和高斯濾波器所組成的列表中選擇所述第一低通濾波器和所述第二低通濾波器。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一低通濾波器對(duì)所述參考信號(hào)進(jìn)行積分，以產(chǎn)生和與所述數(shù)據(jù)信號(hào)相關(guān)聯(lián)的跳變密度成比例的信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一低通濾波器具有沖激響應(yīng)，使得所述濾波后的參考信號(hào)不接近于零。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一低通濾波器具有沖激響應(yīng)，使得所述濾波后的參考信號(hào)不改變符號(hào)。
9.一種用于處理數(shù)據(jù)流的方法，其中，根據(jù)單位間隔和在沒(méi)有跳變的情況下出現(xiàn)的連續(xù)碼元的最大游程長(zhǎng)度來(lái)傳送所述數(shù)據(jù)流，所述方法包括接收一個(gè)相位信號(hào)，該相位信號(hào)表示數(shù)據(jù)信號(hào)與壓控振蕩器信號(hào)間的相位差；用分別的濾波器對(duì)表示數(shù)據(jù)跳變的參考信號(hào)和所述相位信號(hào)進(jìn)行濾波，所述濾波器所具有的帶寬約等于所述單位間隔與所述最大游程長(zhǎng)度之積的倒數(shù)的一半；和將所述濾波后的相位信號(hào)除以所述濾波后的參考信號(hào)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，由模擬除法器執(zhí)行所述除法。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，從由貝塞爾濾波器和高斯濾波器所組成的列表中選擇的濾波器執(zhí)行所述濾波。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述濾波對(duì)所述參考信號(hào)進(jìn)行積分，以產(chǎn)生和與所述數(shù)據(jù)信號(hào)相關(guān)聯(lián)的跳變密度成比例的信號(hào)。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述濾波利用濾波器，根據(jù)沖激響應(yīng)來(lái)處理所述參考信號(hào)，使得所述濾波后的參考信號(hào)不接近于零。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述濾波利用濾波器，根據(jù)沖激響應(yīng)來(lái)處理所述參考信號(hào)，使得所述濾波后的參考信號(hào)不改變符號(hào)。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括將所述濾波后的參考信號(hào)乘以自動(dòng)增益控制回路信號(hào)；和將所述濾波后的相位信號(hào)乘以所述自動(dòng)增益控制回路信號(hào)，其中，對(duì)所述濾波后的參考信號(hào)做的乘法和對(duì)所述濾波后的相位信號(hào)做的乘法發(fā)生在所述除法發(fā)生之前。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括用放大器和取冪器電路元件對(duì)所述做乘法后的濾波后的參考信號(hào)進(jìn)行處理，以產(chǎn)生所述自動(dòng)增益控制回路信號(hào)。
17.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括利用所述除法的商信號(hào)，為所述壓控振蕩器信號(hào)提供閉環(huán)反饋。
18.一種用于處理數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)，其中，根據(jù)單位間隔和在沒(méi)有跳變的情況下出現(xiàn)的連續(xù)碼元的最大游程長(zhǎng)度來(lái)傳送所述數(shù)據(jù)流，所述系統(tǒng)包括壓控振蕩器，產(chǎn)生與調(diào)諧信號(hào)有關(guān)的壓控振蕩器信號(hào)；相位檢測(cè)器，產(chǎn)生一個(gè)相位信號(hào)，該相位信號(hào)表示數(shù)據(jù)信號(hào)與所述壓控振蕩器信號(hào)間的相位差；第一濾波器，對(duì)表示數(shù)據(jù)跳變發(fā)生的參考信號(hào)進(jìn)行濾波；第二濾波器，對(duì)所述相位信號(hào)進(jìn)行濾波，其中，所述第一濾波器和第二濾波器是這樣的低通濾波器其具有的帶寬約等于所述單位間隔與所述最大游程長(zhǎng)度之積的倒數(shù)的一半；和除法器電路，將所述濾波后的相位信號(hào)除以所述濾波后的參考信號(hào)。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述除法器電路是模擬除法器。
20.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，從由貝塞爾濾波器和高斯濾波器所組成的列表中選擇所述第一濾波器和所述第二濾波器。
21.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述第一濾波器可以進(jìn)行操作來(lái)對(duì)所述參考信號(hào)進(jìn)行積分，以產(chǎn)生和與所述數(shù)據(jù)信號(hào)相關(guān)聯(lián)的跳變密度成比例的信號(hào)。
22.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述第一濾波器具有沖激響應(yīng)，使得所述濾波后的參考信號(hào)不接近于零。
23.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述第一濾波器具有沖激響應(yīng)，使得所述濾波后的參考信號(hào)不改變符號(hào)。
24.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，還包括第一乘法器，將所述濾波后的參考信號(hào)乘以自動(dòng)增益控制回路信號(hào)；和第二乘法器，將所述濾波后的相位信號(hào)乘以所述自動(dòng)增益控制回路信號(hào)，其中，所述第一和第二乘法器可以在所述除法器電路之前進(jìn)行操作。
25.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，還包括放大器和取冪器電路元件，該放大器和該取冪器電路元件可以進(jìn)行操作來(lái)對(duì)所述做乘法后的濾波后的參考信號(hào)進(jìn)行處理，以產(chǎn)生所述自動(dòng)增益控制回路信號(hào)。
26.如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述第一乘法器和所述第二乘法器單片集成在一起。
27.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，還包括第三濾波器，可以進(jìn)行操作來(lái)對(duì)所述濾波后的參考信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步濾波，以提供所述調(diào)諧信號(hào)。
全文摘要
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及用于處理數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括壓控振蕩器(VCO)，響應(yīng)于調(diào)諧信號(hào)產(chǎn)生VCO信號(hào)；相位檢測(cè)器，產(chǎn)生一個(gè)誤差信號(hào)，該誤差信號(hào)表示數(shù)據(jù)信號(hào)與VCO信號(hào)間的相位差；第一濾波器，對(duì)表示數(shù)據(jù)跳變發(fā)生的參考信號(hào)進(jìn)行濾波；第二濾波器，對(duì)誤差信號(hào)進(jìn)行濾波，其中，第一濾波器和第二濾波器是這樣的低通濾波器其具有的帶寬約等于單位間隔與最大游程長(zhǎng)度之積的倒數(shù)的一半；和除法器電路，將濾波后的誤差信號(hào)除以濾波后的參考信號(hào)。
文檔編號(hào)H03L7/085GK1510838SQ200310101748
公開(kāi)日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2003年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月23日
發(fā)明者理查德·K·卡爾奎斯特, 理查德 K 卡爾奎斯特 申請(qǐng)人:安捷倫科技有限公司