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科普 | 5G-A射頻“黑科技”— 環(huán)形振蕩器
發(fā)布于2024-05-10

5G-A（5G-Advanced/5.5G）作為承接5G筑基6G發(fā)展的關(guān)鍵階段，需要具備高性能時鐘恢復的射頻前端振蕩器支撐其實現(xiàn)更高速率、更大連接、更低時延。為此，賽思設(shè)計出一種應(yīng)用于片上時鐘的5G-A射頻“黑科技”— 超級反相器環(huán)內(nèi)耦合的環(huán)形振蕩器。

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5G-A對時鐘信號提出更高要求

在5G-A的高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，光傳輸正朝著更高速率、更大連接、更低時延演進。時鐘信號作為數(shù)字通信的底座基石，數(shù)據(jù)的發(fā)射與接收都是從時鐘信號的節(jié)拍和邊沿（上升沿/下降沿）中獲得的，這就要求通信系統(tǒng)需擁有更高速度、更多相位、相位-相位間距均勻的多相位時鐘信號。

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同時，誤碼率（BER）是衡量數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的一個重要指標，而時鐘恢復正是決定系統(tǒng)誤碼率的最關(guān)鍵因素之一。實現(xiàn)高性能時鐘恢復需從高速多相位時鐘信號中采樣、輸入數(shù)據(jù)，相鄰的相位-相位的間距的準確性決定了時鐘恢復的相位噪聲性能。

因此，提高時鐘速度，更高速度、更多相位、相位-相位間距均勻的多相位時鐘信號變得愈發(fā)重要。

為了實現(xiàn)更小的單位延遲單元，國際上提出了數(shù)種解決方案，但都在相位輸出數(shù)量、延遲單元敏感度或PVT敏感度等方面有著不同缺陷。

基于此，面對5G-A對時鐘信號的高標準、嚴要求，賽思設(shè)計出對負偏離延遲單元低敏感度的任意輸出級數(shù)的5G-A射頻“黑科技”— 一種應(yīng)用于片上時鐘的超級反相器環(huán)內(nèi)耦合的環(huán)形振蕩器。

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5G-A射頻“黑科技”- 環(huán)形振蕩器

5G-A射頻“黑科技”是為了滿足高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，時鐘恢復對高速多相位時鐘信號的高要求，而設(shè)計的新的基于負延時偏離的環(huán)形振蕩器結(jié)構(gòu)。

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該設(shè)計的的三大亮點：

1、創(chuàng)新性解決了J.Maneatis結(jié)構(gòu)的輸出相位受限難題，設(shè)計的環(huán)形振蕩器可根據(jù)需要得到任意輸出的環(huán)形振蕩器；

2、以鎖存器耦合為基礎(chǔ)，設(shè)計了基于負偏離的延遲單元的差分環(huán)形振蕩器，降低電路對負偏離的延遲單元的敏感度，從而得到PVT穩(wěn)定性更好的時鐘信號；

3、此環(huán)形振蕩器實現(xiàn)了在相同相位數(shù)情況下，更高的輸出頻率。

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