一种低功耗时钟数据恢复电路及接收机制造技术

本发明专利技术适用于通信技术领域，提供了一种低功耗时钟数据恢复电路及接收机，其包括基于锁相环的时钟数据恢复电路、失锁监控模块和唤醒电路，所述时钟数据恢复电路包括鉴频器、环路滤波器和压控振荡器。本发明专利技术可以有效降低的鉴频器的耗电量，从而降低时钟数据恢复电路或接收机的功耗，避免鉴频器持续启动而耗费大量电能。

A Low Power Clock Data Recovery Circuit and Receiver

The invention is applicable to the field of communication technology, and provides a low-power clock data recovery circuit and a receiver, including a clock data recovery circuit based on phase-locked loop, a lock-out monitoring module and a wake-up circuit. The clock data recovery circuit includes a frequency discriminator, a loop filter and a voltage-controlled oscillator. The invention can effectively reduce the power consumption of the frequency discriminator, thereby reducing the power consumption of the clock data recovery circuit or the receiver, and avoiding the continuous start of the frequency discriminator and consuming a large amount of power.

【技术实现步骤摘要】
一种低功耗时钟数据恢复电路及接收机
本专利技术属于通信
，尤其涉及一种低功耗时钟数据恢复电路及接收机。
技术介绍
随着通信技术的不断发展，各种通信设备层出不穷，为实现全球化的高速信息网络做出了卓著共享。在通信系统中，时钟信号通常不会伴随着数据流一起传送，因此，通信系统的接收机通常需要使用时钟数据恢复系统(clockanddatarecoverysystem，CDR)，从数据流中提取时钟信息，然后利用提取到的时钟信息去采样接收到的数据流。在CDR电路中，一般都会使用含有鉴相器(PhaseDetector，PD)的锁相环(PhaseLockLoop，PLL)来实现时钟信息与数据流的频率和相位的同步，从而实现对数据流的时钟信息的提取。而为了提高CDR电路对于时钟信息的捕获范围和捕获速度，可以增加使用鉴频器(FrequencyDetector，FD)来帮助CDR电路获取数据流的频率信息。然而，FD电路的耗电量一般比较大，会严重增加CDR电路或接收机的功耗。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种低功耗时钟数据恢复电路及接收机，以解决现有技术中因为FD的耗电量较大，严重增加了CDR电路或接收机的功耗的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种低功耗时钟数据恢复电路，其包括基于锁相环的时钟数据恢复电路、失锁监控模块和唤醒电路，所述时钟数据恢复电路包括鉴频器、环路滤波器和压控振荡器；所述失锁监控模块的第一输入端与所述鉴频器的输出端电连接，所述失锁监控模块的第二输入端与所述唤醒电路的输出端电连接，所述失锁监控模块的控制端与所述鉴频器的受控端电连接；所述鉴频器的第一输入端与所述压控振荡器的第一输出端电连接，所述鉴频器的第二输入端与所述压控振荡器的第二输出端电连接；所述唤醒电路的输入端与所述环路滤波器的第一输出端电连接，所述环路滤波器的第二输出端与所述压控振荡器的输入端电连接；所述失锁监控模块未监测到所述鉴频器输出的频率误差信号时，控制所述鉴频器关闭；所述唤醒电路监测到所述环路滤波器输出的电压信号的值发生突变时，向所述失锁监控模块输出唤醒信号；所述失锁监控模块接收到所述唤醒信号时，控制所述鉴频器开启。在一个实施例中，所述时钟数据恢复电路还包括鉴相器、第一电荷泵、第二电荷泵和加法器；所述鉴相器的第一输入端和所述鉴频器的第三输入端接入数据流，所述鉴相器的第二输入端与所述压控振荡器的第一输出端电连接，所述鉴相器的输出端与所述第一电荷泵的输入端电连接；所述第一电荷泵的输出端与所述加法器的第一输入端电连接；所述鉴频器的输出端还与所述第二电荷泵的输入端电连接；所述第二电荷泵的输出端与所述加法器的第二输入端电连接；所述加法器的输出端与所述环路滤波器的输入端电连接；所述鉴相器比较所述数据流和所述压控振荡器输出的信号的相位差，并产生相位差信号输出至所述第一电荷泵；所述第一电荷泵将所述相位差信号的电压值转换为第一电流量，并输出至所述加法器；所述鉴频器开启时比较所述数据流和所述压控振荡器输出的信号的频率差，并产生频率差信号输出至所述第二电荷泵；所述第二电荷泵将所述频率差信号的电压值转换为第二电流量，并输出至所述加法器；所述加法器对所述第一电流量和所述第二电流量进行加法运算得到第三电流量，并输出至所述环路滤波器；所述环路滤波器滤除所述第三电流量中的高频分量产生电压信号，并输出至所述压控振荡器，以调节所述压控振荡器输出的信号的相位和频率；所述压控振荡器输出的信号的相位和频率与所述数据流同步时，所述鉴频器不输出频率误差信号；所述压控振荡器输出的信号的相位或频率与所述数据流不同步时，所述环路滤波器输出的电压信号的值发生突变。在一个实施例中，所述环路滤波器包括低通滤波器。在一个实施例中，所述低通滤波器为二阶无源低通滤波器，所述二阶无源低通滤波器包括第一电容、分压电阻和第二电容；所述第一电容的正极和所述分压电阻的一端电连接，构成所述环路滤波器的输入端和输出端；所述第一电容的负极和所述第二电容的负极接地；所述分压电阻的另一端与所述第二电容的正极电连接；其中，所述第一电容的电容值远小于所述第二电容的电容值。在一个实施例中，所述压控振荡器为LC压控振荡器、RC压控振荡器、晶体压控振荡器或环形压控振荡器。在一个实施例中，所述失锁监控模块包括处理器。在一个实施例中，所述唤醒电路包括触发器和/或电压比较器。在一个实施例中，所述唤醒电路包括电压比较器；所述电压比较器的第一输入端为所述唤醒电路的输入端，所述电压比较器的第二输入端接入参考电压信号，所述电压比较器的输出端为所述唤醒电路的输出端。本专利技术实施例的第二方面提供了一种接收机，其包括上述的低功耗时钟数据恢复电路。本专利技术实施例通过在时钟数据恢复电路的基础上额外增加失锁监控模块和唤醒电路，通过失锁监控模块来监测鉴频器是否输出频率误差信号，并在鉴频器没有输出频率误差信号时，控制鉴频器关闭；通过唤醒电路监测环路滤波器输出的电压信号的值是否发生突变，并在环路滤波器输出的电压信号的值发生突变时向失锁监控模块输出唤醒信号，以触发失锁监控模块控制鉴频器开启，从而可以根据时钟信息与数据流的频率和相位的同步情况，来控制鉴频器开启或关闭，可以有效降低的鉴频器的耗电量，从而降低时钟数据恢复电路或接收机的功耗，避免鉴频器持续启动而耗费大量电能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的低功耗时钟数据恢复电路的结构示意图；图2是本专利技术实施例二提供的低功耗时钟数据恢复电路的结构示意图；图3是本专利技术实施例二提供的环路滤波器的结构示意图；图4是本专利技术实施例二提供的第一电容和第二电容两端的电压对数据流的相位突变的响应情况示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。实施例一如图1所示，本实施例提供一种低功耗时钟数据恢复电路100，其包括基于锁相环的时钟数据恢复电路(CDR电路)101、失锁监控模块(LOL(LossofLock，失锁)detector)102和唤醒电路(Wakeupcircuit)103，时钟数据恢复电路101包括鉴频器10、环路滤波器(LoopFilter)20和压控振荡器(voltage-controlledoscillator，VCO)30。在具体应用中，时钟数据恢复电路可以为任意常见的基于CDR电路实现的包括鉴频器、环路滤波器和压控振荡器(VCO)的时钟数据恢复电路。在具体应用中，失锁监控模块可以为任意的具备监测鉴频器输出的频率误差信号并可控制鉴频器开启或关闭的电路或芯片，例如，处理器。所述处理器可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit，C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低功耗时钟数据恢复电路，其特征在于，包括基于锁相环的时钟数据恢复电路、失锁监控模块和唤醒电路，所述时钟数据恢复电路包括鉴频器、环路滤波器和压控振荡器；所述失锁监控模块的第一输入端与所述鉴频器的输出端电连接，所述失锁监控模块的第二输入端与所述唤醒电路的输出端电连接，所述失锁监控模块的控制端与所述鉴频器的受控端电连接；所述鉴频器的第一输入端与所述压控振荡器的第一输出端电连接，所述鉴频器的第二输入端与所述压控振荡器的第二输出端电连接；所述唤醒电路的输入端与所述环路滤波器的第一输出端电连接，所述环路滤波器的第二输出端与所述压控振荡器的输入端电连接；所述失锁监控模块未监测到所述鉴频器输出的频率误差信号时，控制所述鉴频器关闭；所述唤醒电路监测到所述环路滤波器输出的电压信号的值发生突变时，向所述失锁监控模块输出唤醒信号；所述失锁监控模块接收到所述唤醒信号时，控制所述鉴频器开启。

【技术特征摘要】
1.一种低功耗时钟数据恢复电路，其特征在于，包括基于锁相环的时钟数据恢复电路、失锁监控模块和唤醒电路，所述时钟数据恢复电路包括鉴频器、环路滤波器和压控振荡器；所述失锁监控模块的第一输入端与所述鉴频器的输出端电连接，所述失锁监控模块的第二输入端与所述唤醒电路的输出端电连接，所述失锁监控模块的控制端与所述鉴频器的受控端电连接；所述鉴频器的第一输入端与所述压控振荡器的第一输出端电连接，所述鉴频器的第二输入端与所述压控振荡器的第二输出端电连接；所述唤醒电路的输入端与所述环路滤波器的第一输出端电连接，所述环路滤波器的第二输出端与所述压控振荡器的输入端电连接；所述失锁监控模块未监测到所述鉴频器输出的频率误差信号时，控制所述鉴频器关闭；所述唤醒电路监测到所述环路滤波器输出的电压信号的值发生突变时，向所述失锁监控模块输出唤醒信号；所述失锁监控模块接收到所述唤醒信号时，控制所述鉴频器开启。2.如权利要求1所述的低功耗时钟数据恢复电路，其特征在于，所述时钟数据恢复电路还包括鉴相器、第一电荷泵、第二电荷泵和加法器；所述鉴相器的第一输入端和所述鉴频器的第三输入端接入数据流，所述鉴相器的第二输入端与所述压控振荡器的第一输出端电连接，所述鉴相器的输出端与所述第一电荷泵的输入端电连接；所述第一电荷泵的输出端与所述加法器的第一输入端电连接；所述鉴频器的输出端还与所述第二电荷泵的输入端电连接；所述第二电荷泵的输出端与所述加法器的第二输入端电连接；所述加法器的输出端与所述环路滤波器的输入端电连接；所述鉴相器比较所述数据流和所述压控振荡器输出的信号的相位差，并产生相位差信号输出至所述第一电荷泵；所述第一电荷泵将所述相位差信号的电压值转换为第一电流量，并输出至所述加法器；所述鉴频器开启时比较所述数据流和所述压控振荡器输出的信号的频率差，并产生频率差信号输出至所述第二电荷泵；所述第二电荷泵将...

【专利技术属性】
技术研发人员：向涛，王昕，劳之豪，商松泉，刘德昂，
申请(专利权)人：深圳市傲科光电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44