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时钟恢复电路在通讯系统中扮演着重要角色,它从接收信号中提取出时钟信息,同时调整好相位,以确保数据转换电路的正确采样,因此它的性能直接影响了接收机的误码率。
本文从时钟恢复的基本原理出发,比较了包括数字时钟恢复、DLL时钟恢复、D/PLL时钟恢复以及反馈时钟恢复在内的多种方案,最后采用基于Hogge鉴相器的三阶锁相环时钟恢复方案。通过采用双环结构,该方案有效地消除了时钟恢复系统中通常存在的捕获范围问题;同时,通过对环路参数的优化以及对环路中振荡器压控增益的降低,时钟恢复电路在获得较低抖动的条件下实现了片内集成。
本设计采用0.25um四层金属标准CMOS工艺,完成了时钟恢复电路的系统设计、电路设计和版图设计,有效芯片面积约为0.15mm2,功耗仅10mW,远低于文献上介绍的同类时钟恢复电路。在各种工艺角、温度以及供电电源条件下的仿真结果均表明,本电路能够准确恢复出接收信号的时钟信息,其相位偏差小于200ps,时钟抖动的峰峰值小于150ps。