專利名稱：一種數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路，尤其涉及通訊領(lǐng)域的E1/T1低速數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有通訊領(lǐng)域中，數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)在很多接口上都不可缺少。時鐘信息通過數(shù)據(jù)來傳遞，需要在數(shù)據(jù)中恢復(fù)出時鐘，同時也就恢復(fù)出數(shù)據(jù)。在各種接口上，數(shù)據(jù)受到外界信號干擾時常有一定的抖動。因此，需要數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路能夠容忍這種抖動，正確地恢復(fù)數(shù)據(jù)，因此，輸入抖動容限這個指標(biāo)與數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路也密切相關(guān)，數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路的質(zhì)量決定了時鐘數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
當(dāng)前時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)電路有多種，通常分高速數(shù)據(jù)和低速數(shù)據(jù)的恢復(fù)。高速數(shù)據(jù)的恢復(fù)常采用多相時鐘與模擬數(shù)字混合電路的實現(xiàn)，低速數(shù)據(jù)的恢復(fù)常采用高速時鐘進(jìn)行鑒相，并采用全數(shù)字電路實現(xiàn)。
目前一般通過加減脈沖的電路來調(diào)整時鐘的相位。如圖1所示為一典型的數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路，移位電路將數(shù)據(jù)在高速時鐘下串行移入，鑒相器逐個周期地比較輸出時鐘和輸入數(shù)據(jù)的相位，進(jìn)行相位檢測，根據(jù)其相位的超前和滯后相應(yīng)地輸出一個超前和滯后脈沖，以調(diào)節(jié)輸出時鐘的相位。鑒相器電路采用相位比較方法，通過比較輸入數(shù)據(jù)和輸出時鐘的相位來達(dá)到鑒相目的。鑒相模塊輸出的超前滯后脈沖控制加減脈沖計數(shù)器。高速時鐘經(jīng)過兩次二分頻后的時鐘，作為加減脈沖計數(shù)器的時鐘。加減脈沖計數(shù)器根據(jù)鑒相輸出結(jié)果調(diào)整后就得到恢復(fù)時鐘，通過恢復(fù)時鐘對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存，就可以得到恢復(fù)數(shù)據(jù)。通過加減脈沖的方法在一個信號周期只能比較一次，因此調(diào)整的幅度也只有一個高速時鐘脈沖的寬度，所以現(xiàn)有技術(shù)中的鎖相環(huán)存在跟蹤緩慢的缺點。如圖2表示實際的時鐘邊沿比期望的理想時鐘邊沿來得早。圖3表示該實際的時鐘邊沿比期望的理想時鐘邊沿來得晚。如果出現(xiàn)圖2和圖3中抖動比較大的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路輸入抖動容限值比較低，對高頻和低頻抖動都不能很好的容忍，因而就會產(chǎn)生誤碼。因此現(xiàn)有技術(shù)的電路中需要較多的異步電路，其可靠性差。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路，其中，包括分別用于接收正/負(fù)極性數(shù)據(jù)的脈沖寬度/邊沿檢測單元、脈沖展寬單元、時鐘鎖相跟蹤單元、時鐘濾波單元、數(shù)據(jù)延遲線單元、數(shù)據(jù)采樣鎖存單元；并且，所述正/負(fù)極性數(shù)據(jù)依次輸入所述脈沖寬度/邊沿檢測單元，將高速時鐘檢測到的數(shù)據(jù)邊沿脈沖信號輸出給對應(yīng)的脈沖展寬單元；所述脈沖展寬單元根據(jù)前級送出的脈沖邊沿信號，通過高速時鐘將其展寬為輸入信號標(biāo)稱周期的一半，即歸零碼信號；同時輸出能表示展寬信號相位的計數(shù)器；所述脈沖展寬單元輸出的歸零碼信號進(jìn)入對應(yīng)的數(shù)據(jù)延遲線單元，延遲的高速時鐘周期與所述時鐘濾波單元的輸入輸出延遲周期相同；所述脈沖展寬單元輸出的表示展寬信號相位的計數(shù)器值分別送入所述時鐘鎖相跟蹤模塊，輸出濾波后的時鐘；經(jīng)過對應(yīng)延遲線單元的歸零碼信號送入對應(yīng)數(shù)據(jù)鎖存模塊；分別用濾波后的時鐘將恢復(fù)的數(shù)據(jù)鎖存輸出，得到恢復(fù)的正極性數(shù)據(jù)和恢復(fù)的負(fù)極性數(shù)據(jù)。
所述的電路，其中，還包括當(dāng)對應(yīng)的相位計數(shù)器值為歸零碼信號高電平中間值時，復(fù)位時鐘鎖相跟蹤模塊單元的計數(shù)器。
所述的電路，其中，還包括所述時鐘鎖相跟蹤模塊輸出的恢復(fù)時鐘輸入時鐘濾波模塊進(jìn)行濾波，將恢復(fù)時鐘小于標(biāo)稱頻率50％的高脈沖濾除。
本發(fā)明所提供的一種數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路，與原有技術(shù)相比，取得了鎖相跟蹤速度快的進(jìn)步，達(dá)到了提高輸入抖動容限，提高了抗抖動能力的效果。


圖1是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的時鐘壓縮抖動的示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的時鐘擴(kuò)張抖動的示意圖；圖4是本發(fā)明的數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路的數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路實現(xiàn)原理框圖；圖5是沒有采用本發(fā)明電路的數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路的輸入抖動容限指標(biāo)圖；圖6是采用本發(fā)明電路的數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路的輸入抖動容限指標(biāo)圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖，將對本發(fā)明的各較佳實施例進(jìn)行較為詳細(xì)的說明。
本發(fā)明所述數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路，如圖4所示，其包括脈沖寬度/邊沿檢測單元A/B、脈沖展寬單元A/B、時鐘鎖相跟蹤單元、時鐘濾波單元、數(shù)據(jù)延遲線單元A/B、和數(shù)據(jù)采樣鎖存單元A/B。本發(fā)明電路有接收正極性數(shù)據(jù)通路和接收負(fù)極性數(shù)據(jù)通路，兩者的處理方法是一致的，此處A/B即代表了不同通路，并非部件標(biāo)號。
將接收正極性數(shù)據(jù)輸入到所述脈沖寬度/邊沿檢測單元A，將高速時鐘檢測到的數(shù)據(jù)邊沿脈沖信號輸出給脈沖展寬單元A。脈沖展寬單元A根據(jù)前級送出的脈沖邊沿信號，通過高速時鐘將其展寬為輸入信號標(biāo)稱周期的一半，即歸零碼信號；同時輸出能表示展寬信號相位的計數(shù)器。脈沖展寬單元A輸出歸零碼信號進(jìn)入數(shù)據(jù)延遲線A單元，延遲的高速時鐘周期與時鐘濾波單元的輸入輸出延遲周期相同。
將接收負(fù)極性數(shù)據(jù)輸入脈沖寬度/邊沿檢測單元B，將高速時鐘檢測到的數(shù)據(jù)邊沿脈沖信號輸出給脈沖展寬單元B。脈沖展寬單元B根據(jù)前級送出的脈沖邊沿信號，通過高速時鐘將其展寬為輸入信號標(biāo)稱周期的一半，即歸零碼信號；同時輸出能表示展寬信號相位的計數(shù)器。脈沖展寬單元B輸出歸零碼信號進(jìn)入數(shù)據(jù)延遲線B單元，延遲的高速時鐘周期與時鐘濾波單元的輸入輸出延遲周期相同。
脈沖展寬單元A輸出的表示展寬信號相位的計數(shù)器與脈沖展寬單元B輸出的表示展寬信號相位的計數(shù)器值送入時鐘鎖相跟蹤模塊，當(dāng)相位計數(shù)器A/B值為歸零碼信號高電平中間值時，復(fù)位時鐘鎖相跟蹤模塊單元的計數(shù)器。時鐘鎖相跟蹤模塊輸出的恢復(fù)時鐘輸入時鐘濾波模塊進(jìn)行濾波，將恢復(fù)時鐘小于標(biāo)稱頻率50％的高脈沖濾除，輸出濾波后的時鐘。
經(jīng)過延遲線A的歸零碼信號送入數(shù)據(jù)鎖存模塊A；經(jīng)過延遲線B的歸零碼信號送入數(shù)據(jù)鎖存模塊B。數(shù)據(jù)鎖存模塊A與數(shù)據(jù)鎖存模塊B分別用濾波后的時鐘將恢復(fù)的數(shù)據(jù)鎖存輸出，分別得到恢復(fù)的正極性數(shù)據(jù)和恢復(fù)的負(fù)極性數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在以E1數(shù)據(jù)鏈路來進(jìn)行說明本發(fā)明電路的實施方式，其中E1數(shù)據(jù)標(biāo)稱頻率為2.048MHz，周期為488ns，高速時鐘采用標(biāo)稱頻率的32倍，即65M時鐘。
首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行脈沖寬度檢測與脈沖邊沿檢測，當(dāng)輸入的脈沖寬度小于4個高速時鐘周期即60ns左右時，不認(rèn)為是有效數(shù)據(jù)。輸入的正負(fù)極性數(shù)據(jù)分別輸入脈沖寬度/邊沿檢測單元A/B，如果脈沖寬度滿足要求，脈沖寬度/邊沿檢測單元A就輸出脈沖的邊沿，以利于后續(xù)脈沖展寬AB單元進(jìn)行處理。脈沖展寬A單元根據(jù)檢測到的脈沖邊沿將其展寬為244ns寬度(16個周期)的歸零信號，同時輸出展寬信號的相位計數(shù)器，該計數(shù)器記錄展寬脈沖的16個周期的相位，當(dāng)沒有信號時，保持為固定的相位5’b1_0000。脈沖展寬單元B同脈沖展寬單元A。
時鐘鎖相跟蹤單元為一32分頻的計數(shù)器，當(dāng)脈沖展寬單元A/B送出的相位計數(shù)器任一個為5’b0_0111時，就同步復(fù)位計數(shù)器，計數(shù)器的最高位輸出鎖相時鐘。得到的鎖相時鐘送入時鐘濾波單元，時鐘濾波單元濾除鎖相時鐘中高電平小于244ns(16個時鐘周期)的脈沖，這個濾波過程需要16個時鐘周期的信號延遲。該單元輸出的信號即為恢復(fù)的時鐘。
送入時鐘延遲線A/B單元的歸零信號也需要延遲16個時鐘周期以和恢復(fù)時鐘保持相同的相位。以上描述的電路單元都工作在高速時鐘65MHz的頻率下。
數(shù)據(jù)采樣鎖存單元A/B通過時鐘濾波單元輸出的恢復(fù)時鐘，將延遲的歸零信號鎖存輸出，即得到恢復(fù)的正負(fù)極性數(shù)據(jù)。
綜上所述，本電路實現(xiàn)方法簡單，全同步設(shè)計，性能指標(biāo)好。如圖5和圖6分別表明了采用原有技術(shù)和本發(fā)明電路技術(shù)的輸入抖動容限指標(biāo)。圖中下面的虛線表明標(biāo)準(zhǔn)要求的輸入抖動容限范圍，在虛線上面的距離越大，輸入抖動容限越好。從圖5和圖6可以看出，采用本發(fā)明所述方法，與原有技術(shù)相比，取得了鎖相跟蹤速度快的進(jìn)步，達(dá)到了提高輸入抖動容限，提高抗抖動能力的效果。
應(yīng)當(dāng)理解的是，上述針對具體實施方式
的描述較為具體，并不能因此而認(rèn)為是對本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路，其特征在于，包括分別用于接收正/負(fù)極性數(shù)據(jù)的脈沖寬度/邊沿檢測單元、脈沖展寬單元、時鐘鎖相跟蹤單元、時鐘濾波單元、數(shù)據(jù)延遲線單元、數(shù)據(jù)采樣鎖存單元；并且，所述正/負(fù)極性數(shù)據(jù)依次輸入所述脈沖寬度/邊沿檢測單元，將高速時鐘檢測到的數(shù)據(jù)邊沿脈沖信號輸出給對應(yīng)的脈沖展寬單元；所述脈沖展寬單元根據(jù)前級送出的脈沖邊沿信號，通過高速時鐘將其展寬為輸入信號標(biāo)稱周期的一半，即歸零碼信號；同時輸出能表示展寬信號相位的計數(shù)器；所述脈沖展寬單元輸出的歸零碼信號進(jìn)入對應(yīng)的數(shù)據(jù)延遲線單元，延遲的高速時鐘周期與所述時鐘濾波單元的輸入輸出延遲周期相同；所述脈沖展寬單元輸出的表示展寬信號相位的計數(shù)器值分別送入所述時鐘鎖相跟蹤模塊，輸出濾波后的時鐘；經(jīng)過對應(yīng)延遲線單元的歸零碼信號送入對應(yīng)數(shù)據(jù)鎖存模塊；分別用濾波后的時鐘將恢復(fù)的數(shù)據(jù)鎖存輸出，得到恢復(fù)的正極性數(shù)據(jù)和恢復(fù)的負(fù)極性數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于當(dāng)對應(yīng)的相位計數(shù)器值為歸零碼信號高電平中間值時，復(fù)位時鐘鎖相跟蹤模塊單元的計數(shù)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其特征在于所述時鐘鎖相跟蹤模塊輸出的恢復(fù)時鐘輸入時鐘濾波模塊進(jìn)行濾波，將恢復(fù)時鐘小于標(biāo)稱頻率50％的高脈沖濾除。
全文摘要
本發(fā)明的一種數(shù)據(jù)時鐘恢復(fù)電路，包括分別用于接收正/負(fù)極性數(shù)據(jù)的脈沖寬度/邊沿檢測單元、脈沖展寬單元、時鐘鎖相跟蹤單元、時鐘濾波單元、數(shù)據(jù)延遲線單元、數(shù)據(jù)采樣鎖存單元；所述正/負(fù)極性數(shù)據(jù)依次輸入所述脈沖寬度/邊沿檢測單元，將高速時鐘檢測到的數(shù)據(jù)邊沿脈沖信號輸出給對應(yīng)的脈沖展寬單元；所述脈沖展寬單元輸出的表示展寬信號相位的計數(shù)器值分別送入所述時鐘鎖相跟蹤模塊，輸出濾波后的時鐘；經(jīng)過對應(yīng)延遲線單元的歸零碼信號送入對應(yīng)數(shù)據(jù)鎖存模塊；分別用濾波后的時鐘將恢復(fù)的數(shù)據(jù)鎖存輸出，得到恢復(fù)的正極性數(shù)據(jù)和恢復(fù)的負(fù)極性數(shù)據(jù)。本發(fā)明電路取得了鎖相跟蹤速度快的進(jìn)步，達(dá)到了提高輸入抖動容限，提高了抗抖動能力的效果；本發(fā)明采用全同步設(shè)計，性能可靠，易于實現(xiàn)。
文檔編號H04L7/033GK1925387SQ20051009373
公開日2007年3月7日 申請日期2005年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月29日
發(fā)明者成守紅, 尹輝 申請人:中興通訊股份有限公司