高速信号、时钟及数据捕捉和恢复在数据转换电路中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com山西电子技术应用实践2006年第5期高速信号、时钟及数据捕捉和恢复在数据转换电路中的应用翟祺(大同市电子科技研究所，山西大同037008)摘要：着重从高速串行通信中的信号、时钟及数据捕捉和恢复以及时钟／数据恢复电路中的基准振荡器，几个方面介绍了它们在数据转换电路中的应用。关键词：高速信号；时钟及数据捕捉和恢复；数据转换；应用中图分类号：TN710．9文献标识码：A波形的信噪比受到数据转换过程的影响。只要因为抖动产O引言生的噪声不超过量化噪声(1／2)，最大的时钟抖动能适随着模傲转换器的数据转换取样率提高至每秒千兆个应任何抖动源。来自模／数转换

2、器芯片本身的抖动称为孔径取样()以上的水平，数据转换系统必须作出相应的配抖动，它与芯片的输入取样及保持电路定时上的不确定性有合，才可支持这样高的转换率，而其他支持性的模拟元件也密切的关系。必须产生系统所需的高频信号，然后将其放大。系统设计者但是，简单地让振荡器的性能参数符合要求并不能保证除了要对模拟信号路径有深入的了解之外，也要彻底认识取整个系统能达到预期的效果。因为与基本频率并存的其他样时钟以及系统如何以高位速率捕捉和恢复数字信号。频率也发挥极为重要的作用，所以我们在实际应用中必须利时钟数据恢复(CDR)电路被广泛应用于电信、光收发用频谱分析仪检视时钟信号，并确保基本频率能量不会在频器、

3、数据存储局域网以及利用单片机技术设计的无线产品谱范围内过宽。扩散至较高频率范围内的杂散信号不但可中，随着设计对于带宽的要求越来越高，以及分配和占用频以在分析仪上清楚看到，而且还会直接影响抖动。谱的增加，CDR技术的优势日益突出。在发送前首先将时2数据捕捉钟和数据复合的通信技术并不新鲜，时钟和数据相组合能够确保时钟与数据信号总是同时到达。诀窍在于，如何在接收所谓高频信号取样(即1GSPS或以上的取样速度)是指端将时钟和数据分离开来，这项工作由CDR电路完成。将已转换为数字形式的输出数据必须以极高速度储存起来或数据从并行格式转换到串行格式或实现相反转换的产品称传送。若要每秒进行千兆次数据转换，

4、必须面对两个大问为串行器／解串器(或缩写为“Ser／Des”)。这些产品通常包题：首先是数字元件之间的信号完整性的问题，而另一个是每一时钟周期的数据传输率的问题。含有CDR电路，用于串行数据流的解串。为了尽量提高数字输出的信号完整性，高速模傲转换本文在典型高速串行通信链路中描述了数据是如何传输的，以及如何从链路中重新捕捉数据，在高速串行通信应器便采用低电压差分信号传输(LⅥ)S)技术。LVI-'A5信号传输技术的主要优点是只需极低的功率便用中成功实现CDR功能的电路结构，讨论了CDR的不同结可支持极高的数据传输率。办法是利用两条电线将信号传构。另外，还着重讨论了数据链路发送端和接收端时钟基

5、准送到电路板的任何一角或电缆的另一端。每一导线的电压振荡器的设计原则。以相反方向摆动，而且电压摆幅很小(典型值为350mv)。1时钟电路若与单端信号传输方式如CMOS或1vrL相比，LVDS的电时钟电路是高速数据转换系统的最重要的子电路之一，压摆幅明显较小。正因为差分电路本身有抗噪音干扰的能因为时钟信号能否准确定时会直接影响转换器的动态性能。力，所以能够使用低电压摆幅。也因为有这个优点，所以上为了减低其影响，模傲转换器时钟电路的定时抖动或相位升时间可以缩短，令信号频率可以进一步提高。噪声必须极低。若选择时钟电路时没有将这个因素加以考传输差分信号的电路板信号线路必须有10012的阻抗，虑，那

6、么即使所采用的前端模拟输入电路或模／数转换器性这是LVDS标准的规定。连接接收器的差分线路终端必须能非常卓越，系统性能也可能会不如想象中理想。完美的时设有10012的电阻，以便与线路阻抗保持一致。发送器电路钟永远可以在精确的时间内提供跳变沿。但实际上，时钟沿则内置3．5mA的电流源，在10012电阻上产生350mV的信会不断出现在不同时间内，正因为时间的不确定性，取样后号电压供接收电路检测。收稿日期：2006—08—30作者翟祺男41岁高级工程师维普资讯http://www.cqvip.com山西电子技术2006年数据的高速传送只是问题的一半，解决这个问题之后，PLL电路。从VCO恢复出的

7、时钟被用于DEC的采样输入，还有数据储存的问题，即如何将数据储存到存储器中，以便相位频率检测器的反馈以及后续电路的系统定时。图1所进行后期处理。模／数转换器可以通过两条通道提供多路分示电路中。恢复出的时钟又被分频至并行时钟频率，用于驱配数据输出，这个设计的好处是可以利用两个8位数据总动解串器。线。同时输出两个连续的取样，而并非只利用一个8位数据总线。按照取样率的速度传送数据。若采用这个方法，数据传输率会降低一半速度，但数