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科普 | 5G-A射頻“黑科技”— 環(huán)形振蕩器

更新時間:2024-05-10      瀏覽次數(shù):1173

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。

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。

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。

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)。

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。

同時,環(huán)形振蕩器原理圖已通過軟件仿真驗證,原理結(jié)構(gòu)可以正常工作。此外,通過參數(shù)設(shè)計,可以發(fā)現(xiàn)在相同參數(shù)情況下,基于NMOS負時間偏移的延遲單元的環(huán)形振蕩器得到的頻率高于傳統(tǒng)設(shè)計50%以上。

賽思作為時頻產(chǎn)品全鏈的核心供應(yīng)商,基于自主可控的高穩(wěn)OCXO技術(shù)以及保持算法能力,為通信、雷達、測量、工控等領(lǐng)域提供標準或定制化的超低噪聲和超高穩(wěn)定性的晶體振蕩器OCXO。

產(chǎn)品具備*性能指標,最高具有-188dBc/Hz的本底相位噪聲、1.08E-13/s的短期穩(wěn)定性、-40~85℃≤1E-11的溫度穩(wěn)定性。同時,擁有多種類型不同尺寸封裝可供選擇。

振蕩器雖微小,卻有著助推科技發(fā)展(尤其是通信技術(shù)發(fā)展)的浩繁力量。隨著5G-A規(guī)模化商用進程的深入及6G預研的啟動,振蕩器的“小身板、大實力"將有無可估量的發(fā)展前景。

作為時頻發(fā)展,未來,賽思將繼續(xù)錨定時頻領(lǐng)域賽道,不斷夯實自身科技硬實力,助力我國繪就5G-A規(guī)模化商業(yè)“藍海"宏圖。


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