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一种带有自适应鉴相型电压电流转换模块的40 Gbit/s PAM4时钟数据恢复电路设计
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作者 王看民 徐卫林 +4 位作者 韦雪明 韦保林 李海鸥 谢镭僮 刘程斌 《电子器件》 2024年第6期1485-1492,共8页
为了降低传统Bang-Bang型四脉冲幅度调制(PAM4)时钟数据恢复电路(CDR)在锁定后由于非线性引入的抖动,提出了一种自适应鉴相型电压电流转换模块,在基于锁相环的四分之一速率架构下,通过对数据边沿采样模块并行输出的9组鉴相信息进行求和... 为了降低传统Bang-Bang型四脉冲幅度调制(PAM4)时钟数据恢复电路(CDR)在锁定后由于非线性引入的抖动,提出了一种自适应鉴相型电压电流转换模块,在基于锁相环的四分之一速率架构下,通过对数据边沿采样模块并行输出的9组鉴相信息进行求和,动态输出多级电流,在未锁定阶段加大电流,加快锁定速度;在锁定阶段减小电流,降低抖动。40 nm CMOS工艺下的设计仿真结果表明,提出的PAM4 CDR在串行数据速率40 Gbit/s下工作时恢复时钟峰峰抖动为1.1 ps,与传统1/4速率架构PAM4 CDR相比具有锁定快抖动小的优点。 展开更多
关键词 四脉冲幅度调制 时钟数据恢复 四分之一速率 锁相环 自适应
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时钟数据恢复电路(CDR)专利技术分析 被引量:1
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作者 王敏 《中国新通信》 2020年第11期78-78,共1页
一、概述本文从时钟数据恢复电路的专利文件出发,从时钟数据恢复电路的技术分支、技术演进、专利申请态势和重要申请人分析等几个方面,分析时钟数据恢复电路的技术发展状况。从目前的专利申请来看,时钟数据恢复功能有多种方式,具体选择... 一、概述本文从时钟数据恢复电路的专利文件出发,从时钟数据恢复电路的技术分支、技术演进、专利申请态势和重要申请人分析等几个方面,分析时钟数据恢复电路的技术发展状况。从目前的专利申请来看,时钟数据恢复功能有多种方式,具体选择哪种结构,通常取决于系统指标,如功耗与抖动大小,以及当前使用工艺的限制,如电源电压和速度。总的来说,基于锁相环结构的CDR应用范围最广,是目前设计中的主流CDR。 展开更多
关键词 时钟数据恢复 电源电压 锁相环 专利申请态势 系统指标 技术演进 技术分支 重要申请人
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12.5Gb/s 0.18μm CMOS时钟与数据恢复电路设计 被引量:3
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作者 潘敏 冯军 +1 位作者 杨婧 杨林成 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1630-1635,共6页
采用0.18μm CMOS工艺设计实现了一个12.5 Gb/s半速率时钟数据恢复电路(CDR)以及1:2分接器,该CDR及分接器是串行器/解串器(SerDes)接收机中的关键模块,为接收机系统提供6.25GHz的时钟及经二分接后速率降半的6.25Gb/s数据.该电路包括Bang... 采用0.18μm CMOS工艺设计实现了一个12.5 Gb/s半速率时钟数据恢复电路(CDR)以及1:2分接器,该CDR及分接器是串行器/解串器(SerDes)接收机中的关键模块,为接收机系统提供6.25GHz的时钟及经二分接后速率降半的6.25Gb/s数据.该电路包括Bang-bang型鉴频鉴相器(PFD)、四级环形压控振荡器(VCO)、V/I转换器、低通滤波器(LPF)、1:2分接器等模块,其中PFD采用一种新型半速率的数据采样时钟型结构,能提高工作速率达到12.5 Gb/s.芯片测试结果显示,在1.8V的工作电压下,VCO中心频率在6.25GHz时,调谐范围约为1GHz;输入12Gb/s、长度为231-1的伪随机数据时,得到6GHz时钟的峰峰抖动为9.12ps,均方根(RMS)抖动为1.9ps;整个系统工作性能良好,二分接器输出数据眼图清晰,电路核心模块功耗为150mW,整体芯片面积0.476×0.538mm2. 展开更多
关键词 串行器/解串器(SerDes) 时钟数据恢复电路(cdr) 鉴频鉴相器(PFD) 压控振荡器(VCO)
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高速CMOS时钟数据恢复电路的设计与仿真 被引量:4
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作者 邓军勇 蒋林 曾泽沧 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2014年第11期56-63,68,共9页
针对2.5Gb/s高速收发器采用SMIC 0.18μm CMOS工艺,设计了双环半速率时钟数据恢复电路,其中锁相环环路为时钟数据恢复电路提供16相1.25GHz、等相位间隔的参考时钟,CDR环路包括采用电流模式逻辑的前端1:2解复用电路、基于相位插值与选择... 针对2.5Gb/s高速收发器采用SMIC 0.18μm CMOS工艺,设计了双环半速率时钟数据恢复电路,其中锁相环环路为时钟数据恢复电路提供16相1.25GHz、等相位间隔的参考时钟,CDR环路包括采用电流模式逻辑的前端1:2解复用电路、基于相位插值与选择的时钟恢复电路、可以消除亚稳态的超前滞后采样型鉴相器电路,以及基于精度可预置的"折半与顺序查找"相位选择算法的数字滤波器电路.采用SpectreVerilog进行数模混合仿真,结果表明电路可以正确处理2.5Gb/s差分输入数据,完成时钟恢复与数据重定时. 展开更多
关键词 时钟数据恢复 双环半速率结构 相位插值 数字滤波器
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10Gb/sCMOS时钟和数据恢复电路的设计 被引量:3
5
作者 陈莹梅 王志功 +2 位作者 赵海兵 章丽 熊明珍 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期494-498,共5页
介绍了利用0.18μmCMOS工艺实现了应用于光纤传输系统SDHSTM-64级别的时钟和数据恢复电路。采用了电荷泵锁相环(CPPLL)结构,CPPLL中的鉴相器能够鉴测相位产生超前滞后逻辑,采样数据具有1∶2分接的功能。振荡器采用全集成LC压控振荡器,... 介绍了利用0.18μmCMOS工艺实现了应用于光纤传输系统SDHSTM-64级别的时钟和数据恢复电路。采用了电荷泵锁相环(CPPLL)结构,CPPLL中的鉴相器能够鉴测相位产生超前滞后逻辑,采样数据具有1∶2分接的功能。振荡器采用全集成LC压控振荡器,鉴相器采用半速率的结构。对应于10Gb/s的PRBS数据(231-1),恢复出的5GHz时钟的相位噪声为-112dBc/Hz@1MHz,同时10Gb/s的PRBS数据分接出两路5Gb/s数据。芯片面积仅为1.00mm×0.8mm,电源电压1.8V时功耗为158mW。 展开更多
关键词 时钟数据恢复 LC压控振荡器 电荷泵锁相环
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一种E1时钟数据恢复电路的设计 被引量:5
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作者 李鑫 黄海生 +1 位作者 张斌 惠楠 《西安邮电学院学报》 2012年第3期67-72,共6页
针对E1数据的时钟数据恢复问题,设计一种基于小数分频且有环路滤波功能的数控振荡器(DigitallyControlled Oscillator,DCO),给出一种新的全数字锁相环(All Digital Phase-Locked Loop,ADPLL)实现方案,将数字环路滤波器(Digital Loop Fil... 针对E1数据的时钟数据恢复问题,设计一种基于小数分频且有环路滤波功能的数控振荡器(DigitallyControlled Oscillator,DCO),给出一种新的全数字锁相环(All Digital Phase-Locked Loop,ADPLL)实现方案,将数字环路滤波器(Digital Loop Filter,DLF)和DCO集成到一个模块,从而实现一种E1时钟数据恢复(Clock Data Re-covery,CDR)电路。经过对比可知,新方案比传统ADPLL实现方案的电路集成度更高。理论分析显示,新方案电路性能可靠。 展开更多
关键词 小数分频 数控振荡器 全数字锁相环 时钟数据恢复
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2.488 Gbit/s时钟数据恢复电路的设计
7
作者 杨丽燕 刘亚荣 王永杰 《半导体技术》 CSCD 北大核心 2017年第5期340-346,357,共8页
利用Cadence集成电路设计软件,基于SMIC 0.18μm 1P6M CMOS工艺,设计了一款2.488 Gbit/s三阶电荷泵锁相环型时钟数据恢复(CDR)电路。该CDR电路采用双环路结构实现,为了增加整个环路的捕获范围及减少锁定时间,在锁相环(PLL)的基础上增加... 利用Cadence集成电路设计软件,基于SMIC 0.18μm 1P6M CMOS工艺,设计了一款2.488 Gbit/s三阶电荷泵锁相环型时钟数据恢复(CDR)电路。该CDR电路采用双环路结构实现,为了增加整个环路的捕获范围及减少锁定时间,在锁相环(PLL)的基础上增加了一个带参考时钟的辅助锁频环,由锁定检测环路实时监控频率误差实现双环路的切换。整个电路由鉴相器、鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器和压控振荡器组成。后仿真结果表明,系统电源电压为1.8 V,在2.488 Gbit/s速率的非归零(NRZ)码输入数据下,恢复数据的抖动峰值为14.6 ps,锁定时间为1.5μs,功耗为60 mW,核心版图面积为566μm×448μm。 展开更多
关键词 时钟数据恢复(cdr)电路 双环路结构 锁相环(PLL) 压控振荡器(VCO) 相位抖动
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基于FPGA的时钟数据恢复电路的研究和设计 被引量:1
8
作者 任全会 赵雨虹 《郑州铁路职业技术学院学报》 2011年第3期26-28,共3页
本文设计了一种利用FPGA的可编程输入延时单元(IDELAY)和锁相环输出同频多相时钟结合的8倍过采样高速时钟数据恢复电路。采用滑动窗口模式匹配的方法检测数据跳变边沿,消除了数据毛刺的干扰,并采用最佳采样相位正负调整的方法,吸收最佳... 本文设计了一种利用FPGA的可编程输入延时单元(IDELAY)和锁相环输出同频多相时钟结合的8倍过采样高速时钟数据恢复电路。采用滑动窗口模式匹配的方法检测数据跳变边沿,消除了数据毛刺的干扰,并采用最佳采样相位正负调整的方法,吸收最佳采样相位突变,同时保留对输入信号的跟踪性能。通过仿真验证使用Cyclone II芯片最高工作频率可以达到300MHz。在SMT-1光口实测具有较高的抖动容限。 展开更多
关键词 FPGA 时钟数据恢复 采样
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一种适用于射频电子标签的时钟数据恢复电路
9
作者 胡建赟 李强 闵昊 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期516-521,共6页
提出了一种适用于射频电子标签的时钟数据恢复电路,在电路中提出了一种适用于NRZ数据的新型鉴频鉴相器电路和自适应控制单元,能动态调节边沿检测器中延迟单元的延迟时间,使此时钟数据恢复电路具有大的锁定范围,且有结构简单易实现的特... 提出了一种适用于射频电子标签的时钟数据恢复电路,在电路中提出了一种适用于NRZ数据的新型鉴频鉴相器电路和自适应控制单元,能动态调节边沿检测器中延迟单元的延迟时间,使此时钟数据恢复电路具有大的锁定范围,且有结构简单易实现的特点。电路在Chartered0.35μm标准CMOS工艺下流片,实测此电路能在1.15V的低电压下工作,并且最低工作电流为3.4μA,适用于UHF射频电子标签芯片。 展开更多
关键词 时钟数据恢复 自适应控制单元 大锁定范围 不归零编码 射频识别
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ADN2814时钟和数据恢复IC在光纤通信中的应用 被引量:1
10
作者 雷利娟 刘德源 《国外电子元器件》 2008年第3期42-44,共3页
介绍了时钟和数据恢复器件ADN2814的主要性能、内部结构和引脚功能,给出了ADN2814在信号传输中的应用电路,同时介绍了系统中时钟和数据恢复器件的选择方法及应用分析。
关键词 时钟数据恢复 抖动 信号传输 匹配 ADN2814
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可工作于32~175Mbps的时钟和数据恢复芯片SY87700L及其应用
11
作者 孙中禹 王京红 《国外电子元器件》 2001年第9期35-38,共4页
SY87700L是MICREL公司推出的一种完整的、可将数据速率从32~175Mbps的NRZ数据流中进行恢复的反相不归零时钟恢复和数据重定时电路芯片 ,可广泛应用于SONET/SDH/ATM、高速英特网和其它所有的175Mbps以下速率结构的应用场合。文中介绍了S... SY87700L是MICREL公司推出的一种完整的、可将数据速率从32~175Mbps的NRZ数据流中进行恢复的反相不归零时钟恢复和数据重定时电路芯片 ,可广泛应用于SONET/SDH/ATM、高速英特网和其它所有的175Mbps以下速率结构的应用场合。文中介绍了SY87700L的主要特点、引脚功能。 展开更多
关键词 时钟恢复 数据重定时 SONET SDH ATM SY87700L 时钟 数据恢复 芯片
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一种高性能盲过采样时钟数据恢复电路的实现 被引量:1
12
作者 高宁 张长春 +2 位作者 方玉明 郭宇锋 刘蕾蕾 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2014年第6期137-140,共4页
设计一种带有滤波整形电路的盲过采样时钟数据恢复电路.该电路主要由并行过采样、同步调整、滤波整形、鉴相编码和数据选择等模块组成.提出的滤波整形电路可以有效地改善采样数据流,让电路拥有更高的抑制噪声和干扰的能力,与鉴相编码电... 设计一种带有滤波整形电路的盲过采样时钟数据恢复电路.该电路主要由并行过采样、同步调整、滤波整形、鉴相编码和数据选择等模块组成.提出的滤波整形电路可以有效地改善采样数据流,让电路拥有更高的抑制噪声和干扰的能力,与鉴相编码电路组合工作,可以使整个时钟数据恢复电路的误码率更低,相位锁定时间更短.经FPGA验证表明,该时钟数据恢复(CDR)电路在数据传输率为100 Mb/s时,可以正确地恢复数据,相位锁定所需时间为0bit. 展开更多
关键词 盲过采样 时钟数据恢复 滤波整形电路 FPGA
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一种新型的高速时钟数据恢复电路的设计和验证 被引量:1
13
作者 叶国敬 孙曼 +1 位作者 郭淦 洪志良 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期529-534,共6页
针对高速(Gbit/s)串行数据通信应用,提出了一种混合结构的高速时钟数据恢复电路。该电路结构结合鉴频器和半速率二进制鉴相器,实现了频率锁定环路和相位恢复环路的同时工作。和传统的双环路结构相比,在功耗和面积可比拟的前提下,该结构... 针对高速(Gbit/s)串行数据通信应用,提出了一种混合结构的高速时钟数据恢复电路。该电路结构结合鉴频器和半速率二进制鉴相器,实现了频率锁定环路和相位恢复环路的同时工作。和传统的双环路结构相比,在功耗和面积可比拟的前提下,该结构系统的复杂度低、响应速度快。电路采用1.8 V,0.18μm CMOS工艺流片验证,测试结果显示在2 Gbit/s伪随机数序列输入情况下,电路能正确恢复出时钟和数据。芯片面积约0.5 mm^2,时钟数据恢复部分功耗为53.6 mW,输出驱动电路功耗约64.5 mW,恢复出的时钟抖动峰峰值为45 ps,均方根抖动为9.636 ps。 展开更多
关键词 模拟集成电路 时钟数据恢复 鉴频器 半速 非归零码
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一种应用于隔离通讯芯片的全数字时钟数据恢复电路 被引量:1
14
作者 陈原聪 赵野 王彤 《微电子学与计算机》 CSCD 北大核心 2016年第12期117-120,共4页
提出一种应用于隔离通讯芯片的全数字时钟数据恢复电路,该时钟数据恢复电路基于单环结构的锁相环进行设计,包括双模式bang-bang鉴频鉴相器,带二进制快速搜索算法和抖动抑制数字滤波器的状态机,以及三级环形数控振荡器等组成部分.电路完... 提出一种应用于隔离通讯芯片的全数字时钟数据恢复电路,该时钟数据恢复电路基于单环结构的锁相环进行设计,包括双模式bang-bang鉴频鉴相器,带二进制快速搜索算法和抖动抑制数字滤波器的状态机,以及三级环形数控振荡器等组成部分.电路完全基于0.18μmCMOS工艺库标准单元和硬件描述语言设计,具有锁定速度快、可移植性好、输出抖动小等优点.仿真结果表明该全数字时钟数据恢复电路锁定频率范围为18-80 MHz,能够在10μs内完成频率捕获,输出峰峰抖动137.13ps,RMS抖动32.39ps,1.8V供电电压下整体功耗为1.279mW@40 MHz.芯片整体版图面积350mm×250mm. 展开更多
关键词 时钟数据恢复 隔离通讯 抖动抑制算法
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应用于10Gbase-KR的二阶时钟数据恢复电路的建模分析与电路设计 被引量:4
15
作者 栾文焕 王登杰 +1 位作者 贾晨 王自强 《微电子学与计算机》 北大核心 2020年第3期1-4,共4页
本文针对10 Gbase-KR的应用场合,设计了一款基于相位插值器的二阶CDR,通过对其进行线性建模分析,折中抖动容忍、锁定时间以及抖动峰值的关系,选取合适的增益系数,并采用SMIC 40 nm CMOS工艺完成了电路设计.其中二阶滤波器的比例和积分... 本文针对10 Gbase-KR的应用场合,设计了一款基于相位插值器的二阶CDR,通过对其进行线性建模分析,折中抖动容忍、锁定时间以及抖动峰值的关系,选取合适的增益系数,并采用SMIC 40 nm CMOS工艺完成了电路设计.其中二阶滤波器的比例和积分系数可调,可以追踪1000 ppm的偏差,恢复时钟的抖动最差情况为24 ps. 展开更多
关键词 高速串行 接收机 时钟数据恢复 二阶滤波器
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一种快速锁定低抖动的时钟数据恢复电路 被引量:3
16
作者 武宇轩 吕方旭 吴苗苗 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2020年第4期68-73,共6页
设计了一款应用于光通信28 Gb/s非归零码高速串行接收机的快速锁定、低抖动时钟数据恢复电路。为了解决时钟抖动性能和锁定时间难以兼顾的问题,在比例-积分通路分离的电路结构中,提出了锁定检测判别技术,实现了比例通路增益的可调节,使... 设计了一款应用于光通信28 Gb/s非归零码高速串行接收机的快速锁定、低抖动时钟数据恢复电路。为了解决时钟抖动性能和锁定时间难以兼顾的问题,在比例-积分通路分离的电路结构中,提出了锁定检测判别技术,实现了比例通路增益的可调节,使得环路能够在低抖动的情况下快速锁定。通过Cadence Spectre进行仿真,当环路中使用锁定检测判别技术时,锁定时间为400 ns,抖动峰峰值为2.5 ps。相较于未使用该技术的环路,锁定时间缩短了33%,抖动降低了40%。 展开更多
关键词 时钟数据恢复电路 锁定检测判别技术 快速锁定 低抖动
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一种用于时钟数据恢复的宽带锁相环设计 被引量:2
17
作者 王旭 朱红卫 《电子器件》 CAS 北大核心 2013年第6期828-832,共5页
锁相环广泛应用于电信、光收发器、数据存储局域网以及无线产品中,提出了一种新颖的应用于时钟数据恢复的锁相环设计,包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、换挡电路、压控振荡器以及环路状态检测电路的设计,采取的方案是对环路滤波器... 锁相环广泛应用于电信、光收发器、数据存储局域网以及无线产品中,提出了一种新颖的应用于时钟数据恢复的锁相环设计,包括鉴频鉴相器、电荷泵、环路滤波器、换挡电路、压控振荡器以及环路状态检测电路的设计,采取的方案是对环路滤波器的模拟电压进行实时监控动态调整锁相环系统的环路参数,该结构能够很好的应用于输入数据流变化范围极宽(20 Mbit/s^2.5 Gbit/s)的时钟数据恢复系统。设计采用了一种单供电电压的0.18μm CMOS工艺,并给出Cadence环境下仿真结果。 展开更多
关键词 锁相环 时钟数据恢复 宽带 多相位
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低功耗高速时钟数据恢复电路 被引量:1
18
作者 孟时光 杨宗仁 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期542-549,共8页
为了降低高速串行接口的时钟数据恢复(CDR)电路的功耗,在研究、分析现有时钟数据恢复结构的基础上,提出了一种新的时钟数据鉴相算法及其电路实现方法。新的电路设计仅使用一个高速采样时钟,比传统的鉴相电路减少一半的采样率,从而减少... 为了降低高速串行接口的时钟数据恢复(CDR)电路的功耗,在研究、分析现有时钟数据恢复结构的基础上,提出了一种新的时钟数据鉴相算法及其电路实现方法。新的电路设计仅使用一个高速采样时钟,比传统的鉴相电路减少一半的采样率,从而减少了前端采样模块的功耗。该鉴相算法采用统计方法减小鉴相时钟的噪声,进而达到很低的误码率。该鉴相算法可使用数字综合的方法实现,工作在较低的频率下,这样便于迁移到不同的工艺中。整个电路使用40nm工艺实现,实际芯片测试数据表明,使用该电路的接收端可以稳定工作在13Gb/s的速率下,功耗达到0.83p J/bit,误码率低于10E-12。 展开更多
关键词 低功耗接收端 高速串行接口 时钟数据恢复( cdr)
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高锁定范围半盲型过采样时钟数据恢复电路设计
19
作者 高宁 张长春 +2 位作者 方玉明 郭宇锋 刘蕾蕾 《南京邮电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2014年第2期111-115,共5页
采用标准0.18 μm CMOS工艺,设计了一种高锁定范围的半盲型过采样时钟数据恢复电路.该时钟数据恢复电路(Clock and Data Recovery,CDR)主要由鉴频器(Frequency detector,FD)、多路平行过采样电路、10位数模转换器(Digital To Analo... 采用标准0.18 μm CMOS工艺,设计了一种高锁定范围的半盲型过采样时钟数据恢复电路.该时钟数据恢复电路(Clock and Data Recovery,CDR)主要由鉴频器(Frequency detector,FD)、多路平行过采样电路、10位数模转换器(Digital To Analog Converter,DAC)、低通滤波器(Low Pass Filter,LPF)、多相位压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator,VCO)等构成.该CDR电路采用模数混合设计方法,并提出了基于双环结构实现对采样时钟先粗调后微调的方法,并且在细调过程中提出了加权调相的方法缩短采样时间.仿真结果表明,该CDR电路能恢复1.25~4.00 Gbps之间的伪随机数据电路,锁定时间为2.1 μs,VCO输出的抖动为47.12 ps. 展开更多
关键词 时钟数据恢复 半盲型过采样 双环结构 加权调相 CLOCK and data RECOVERY (cdr)
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一种用于千兆以太网的时钟数据恢复电路设计与实现 被引量:1
20
作者 朱佳 王星 +1 位作者 张国贤 陆锋 《电视技术》 2020年第11期50-54,共5页
采用标准0.13μm CMOS工艺,设计了一种基于相位插值器的1/4速率时钟数据恢复电路,并将其应用于千兆以太网的SerDes收发器。该电路主要由高速采样电路、相位检测电路、相位选择控制电路、相位插值控制电路、相位选择器以及相位插值器等... 采用标准0.13μm CMOS工艺,设计了一种基于相位插值器的1/4速率时钟数据恢复电路,并将其应用于千兆以太网的SerDes收发器。该电路主要由高速采样电路、相位检测电路、相位选择控制电路、相位插值控制电路、相位选择器以及相位插值器等组成。相较于传统的基于锁相环结构的时钟数据恢复电路,该电路降低了数据峰峰值抖动和电路设计的复杂度。仿真结果表明,时钟数据恢复电路锁定后,恢复的时钟和数据的峰峰值抖动分别为38 ps和87 ps,满足了IEEE 802.3z协议要求。 展开更多
关键词 千兆以太网 时钟数据恢复 相位选择 相位插值器
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