科普 | 5G-A射频“黑科技”— 环形振荡器

描述

5G-A(5G-Advanced/5.5G)作为承接5G筑基6G发展的关键阶段,需要具备高性能时钟恢复的射频前端振荡器支撑其实现更高速率、更大连接、更低时延。为此,赛思设计出一种应用于片上时钟的5G-A射频“黑科技”— 超级反相器环内耦合的环形振荡器

 

 

射频

 

5G-A对时钟信号提出更高要求

在5G-A的高速数据通信系统中,光传输正朝着更高速率更大连接更低时延演进。时钟信号作为数字通信的底座基石,数据的发射与接收都是从时钟信号的节拍和边沿(上升沿/下降沿)中获得的,这就要求通信系统需拥有更高速度更多相位相位-相位间距均匀的多相位时钟信号。

 

 

 

同时,误码率(BER)是衡量数字通信系统传输质量的一个重要指标,而时钟恢复是决定系统误码率的最关键因素之一。实现高性能时钟恢复需从高速多相位时钟信号中采样、输入数据,相邻的相位-相位的间距的准确性决定了时钟恢复的相位噪声性能。

因此,提高时钟速度,更高速度、更多相位、相位-相位间距均匀的多相位时钟信号变得愈发重要。

为了实现更小的单位延迟单元,国际上提出了数种解决方案,但都在相位输出数量延迟单元敏感度PVT敏感度等方面有着不同缺陷。

基于此,面对5G-A对时钟信号的高标准、严要求,赛思设计出对负偏离延迟单元低敏感度的任意输出级数的5G-A射频“黑科技”— 一种应用于片上时钟的超级反相器环内耦合的环形振荡器

 

5G-A射频“黑科技”- 环形振荡器

5G-A射频“黑科技”是为了满足高速数据通信系统中,时钟恢复对高速多相位时钟信号的高要求,而设计的新的基于负延时偏离的环形振荡器结构。

射频

该设计的的三大亮点:

1、创新性解决了J.Maneatis结构的输出相位受限难题,设计的环形振荡器可根据需要得到任意输出的环形振荡器

2、以锁存器耦合为基础,设计了基于负偏离的延迟单元的差分环形振荡器,降低电路对负偏离的延迟单元的敏感度,从而得到PVT稳定性更好的时钟信号;

3、此环形振荡器实现了在相同相位数情况下,

更高的输出频率

 

射频

 

同时,环形振荡器原理图已

通过软件仿真验证

,原理结构可以正常工作。此外,通过参数设计,可以发现在相同参数情况下,基于NMOS负时间偏移的延迟单元的环形振荡器得到的频率高于传统设计

50%以上。

 

赛思振荡器系列产品

赛思作为时频产品全链的核心供应商,基于自主可控的高稳OCXO技术以及保持算法能力,为通信、雷达、测量、工控等领域提供标准定制化的超低噪声和超高稳定性的晶体振荡器OCXO

 

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产品具备优越性能指标,最高具有-188dBc/Hz的本底相位噪声、1.08E-13/s的短期稳定性、-40~85℃≤1E-11的温度稳定性。同时,拥有多种类型不同尺寸封装可供选择。

 

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赛思OCXO产品

振荡器虽微小,却有着助推科技发展(尤其是通信技术发展)的浩繁力量。随着5G-A规模化商用进程的深入及6G预研的启动,振荡器的“小身板、大实力”将有无可估量的发展前景。

作为引领时频发展的领头羊,未来,赛思将继续锚定时频领域赛道,不断夯实自身科技硬实力,助力我国绘就5G-A规模化商业“蓝海”宏图。

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