一种用于处理数据流的系统，包括： 第一低通滤波器，对表示数据跳变发生的参考信号进行滤波； 第二低通滤波器，对一个相位信号进行滤波，该相位信号表示所述数据信号与来自压控振荡器的压控振荡器信号间的相位差；和 除法器电路，将所述滤波后的相位信号除以所述滤波后的参考信号。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对包括嵌入时钟的数据流进行处理，更具体地说，本专利技术涉及对这样的锁相环(Phase Locked Loop，PLL)进行操作该PLL响应码元跳变密度的变化，表现出可预测的相位解调敏感性。
技术介绍
非归零(Non-return-to-zero，NRZ)信号方法指的是这样的二进制编码方案在该方案中，在编码位之间不返回到参考电压。相反地，该信号方法对于连续的“1”保持在“高”电压，而对于连续的“0”保持在“低”电压。在利用NRZ信号方法的数据传输系统中，基于数据跳变的时刻恢复时钟是必要的。一般地说，利用锁相环(PLL)来恢复与数据流相关联的时钟。通过将NRZ数据流中数据跳变的时刻与PLL的压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator，VCO)的相位相比较，可以确定VCO的相位误差。据此调整VCO信号，从而将VCO锁定到数据的嵌入时钟上。具体地说，通过PLL设计，利用闭环反馈，可以将相位误差“伺服”(servo)到0。图1描述了根据现有技术的时钟恢复回路100。时钟恢复回路100包括连续相位检测器104、VCO 105和回路滤波器106。连续相位检测器104接收要测量的数据101。VCO 105产生由调谐电压107控制的VCO信号(该信号提供为恢复后的时钟102)。当数据跳变发生时，连续相位检测器104将数据传输的定时与VCO信号的相位相比较。连续相位检测器104称为“连续的”，是因为它产生相位误差103，该相位误差与数据跳变的定时和VCO信号相位间的差成比例(与只表示“早或晚”但不表示多少的量化或二进制输出相反)。回路滤波器106对相位误差103进行滤波来产生调谐电压107，以提供闭环反馈。但是，对于随机数据，从“0”到“1”或者相反的跳变是随机事件。这样，跳变是否会发生以及何时会发生具有一定的不确定性。例如，如果数据是“01010100000000001”，对于前6位，在每个机会都会有跳变，因为没有两个连续位是相同的。但是，接下来的连续10位都是“0”。“游程长度”(run length)指的是在没有跳变的情况下出现的连续位或码元的数量。相应地，示例数据流具有10个“0”的游程长度。在码元或位的游程长度持续期间，没有从“0”到“1”的跳变发生。由于在该段时间内没有跳变，所以没有来自数据的可用于校正VCO的任何相位误差的相位信息。另外，数据可能以“游程长度有限”的方式传送(例如对于抖动(jitter)测量)。具体地说，应用数据模式可以允许的游程长度必须小于某个预定的数字。在测量数据的抖动时，应用于该数据的典型游程长度极限是31位。一般地说，相位检测器通过这样的方式工作仅当有跳变时，才输出相位信息。当数据中没有跳变时(至少两个相同的连续码元)，已知相位检测器输出0(即意味着没有检测到相位误差)。这个特性具有制造相位检测器增益(例如弧度/电压)的作用，该增益是数据模式的跳变密度的函数。这样，在示例数据流的“010101”部分，相位检测器增益高；而在示例数据流的“00000000001”部分，相位检测器增益低。不可预测的相位检测器增益至少具有两个重大的有害影响。第一，PLL带宽变得不可预测，因为PLL带宽与相位检测器增益直接成比例。这降低了回路性能(例如跟踪误差)，使回路更难设计。第二，在抖动测量中，校准因子与相位检测器增益直接成比例。这样，当正在测量的数据不具有可预测的跳变密度时，抖动测量的精度值得怀疑。但是，在抖动测量中，一般优选利用跳变密度具有显著差别的各种数据模式。
技术实现思路
在根据本专利技术的实施例中，改造了PLL，使得PLL产生的相位误差结果不受提供给PLL的数据流的跳变密度影响。具体地说，数据流可以看成是根据随机序列从一个状态跳变到另一个状态的码元或位的流。以离散时间间隔(“单位间隔”)传送数据流的码元或位。另外，根据游程长度极限来传送数据流，该游程长度极限对在没有跳变到另一码元或位的情况下出现的连续码元或位的数量设置了上限。可以通过利用第一滤波器，对来自PLL的连续相位检测器的相位误差进行滤波的方式来改造PLL。可以用第二滤波器对表示数据跳变是否刚刚发生的参考信号进行滤波。第一和第二滤波器可以优选实现为这样的低通滤波器其具有的带宽约等于单位间隔与最大游程长度之积的倒数的一半。可以将第一和第二滤波器的输出提供给除法器电路，以产生表示不受数据跳变密度影响的相位误差的信号。上文相当宽泛地概述了本专利技术的特征和技术优点，以便更好地理解下文对本专利技术的详细描述。在下文中将描述本专利技术另外的特征和优点，这些特征和优点构成了本专利技术权利要求的主题。本领域的技术人员应该意识到，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本专利技术相同目的的其它结构的基础。本领域的技术人员还应该意识到，如本专利技术权利要求所阐明的那样，这样的等同结构并不脱离本专利技术的精神和范围。当把以下描述和附图联系起来进行考虑时，会更好地理解在其结构和操作方法方面被认为是本专利技术所特有的新特征，以及更多的目标和优点。但是，要清楚地理解，每张附图都仅为图示和描述的目的而提供，并非要设置对本专利技术的限制。附图说明为了更完整地理解本专利技术，现在结合附图参考下面的描述，其中图1描述了根据现有技术的时钟恢复电路；图2描述了根据本专利技术实施例的时钟恢复电路；图3描述了根据本专利技术实施例的另一个时钟恢复电路；图4描述了根据本专利技术实施例的另一个时钟恢复电路。具体实施例方式在更详细地讨论根据本专利技术的实施例之前，为了读者的方便，提供了对奈奎斯特采样定理的讨论。奈奎斯特采样定理涉及这样的问题仅利用以均一的时间间隔采集的波形电压的离散样本来重构连续模拟波形。在奈奎斯特采样定理中，假设连续模拟波形带宽受限，意味着在波形中不包含超过上边界频率(该上边界频率定义了奈奎斯特带宽)的频率。利用这个假设，奈奎斯特能够证明，当且仅当采样速率至少为奈奎斯特带宽的两倍时，可以从这些样本完好地重构连续模拟波形。这个采样速率称为奈奎斯特速率。在实践中，称为“混叠(aliasing)”的现象要求采样速率略高于奈奎斯特的理论最小速率。一个熟悉的例子是数字音频光盘(光盘简称CD)格式。一般用低通滤波器对模拟音频进行滤波，使得模拟音频不含有大于20kHz的频率分量。然后以每秒44,100个样本的速率对模拟音频进行采样。这个采样速率略(～10％)高于40,000样本/秒的奈奎斯特速率。如上文所述，奈奎斯特采样定理假设了均一的采样速率。根据本专利技术的实施例将奈奎斯特采样定理扩展到非均一采样的情况。为了进一步讨论的方便，应使用术语“伪速率”(pseudo-rate)来指代具有可变速率的采样集中的最小采样速率(如连续样本间的最大时间所定义的)。有人提出了如果伪速率至少和奈奎斯特速率一样高(奈奎斯特速率是连续模拟波形最高频率分量的两倍)，就可以从以变化的速率所采集的样本进行连续模拟波形的完好重构。在某种意义上，在满足这个标准的可变采样应用中，具有可用来方便连续模拟波形恢复的“过剩”样本(例如以高于奈奎斯特速率的速率采集的样本)。这些过剩样本可以平均掉采样功能产生的任何非系统误差。可以用具体的例子说明伪速率的概念。假设利用游程长度极限为32(为数学上简单而选择)的数据模式，对数本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·K·卡尔奎斯特，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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