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科普 | 5G-A射頻“黑科技”— 環形振蕩器
發布于2024-05-10

5G-A(5G-Advanced/5.5G)作為承接5G筑基6G發展的關鍵階段,需要具備高性能時鐘恢復的射頻前端振蕩器支撐其實現更高速率、更大連接、更低時延。為此,賽思設計出一種應用于片上時鐘的5G-A射頻“黑科技”— 超級反相器環內耦合的環形振蕩器

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5G-A對時鐘信號提出更高要求

在5G-A的高速數據通信系統中,光傳輸正朝著更高速率更大連接更低時延演進。時鐘信號作為數字通信的底座基石,數據的發射與接收都是從時鐘信號的節拍和邊沿(上升沿/下降沿)中獲得的,這就要求通信系統需擁有更高速度更多相位相位-相位間距均勻的多相位時鐘信號。

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同時,誤碼率(BER)是衡量數字通信系統傳輸質量的一個重要指標,而時鐘恢復是決定系統誤碼率的最關鍵因素之一。實現高性能時鐘恢復需從高速多相位時鐘信號中采樣、輸入數據,相鄰的相位-相位的間距的準確性決定了時鐘恢復的相位噪聲性能。

因此,提高時鐘速度,更高速度、更多相位、相位-相位間距均勻的多相位時鐘信號變得愈發重要。

為了實現更小的單位延遲單元,國際上提出了數種解決方案,但都在相位輸出數量延遲單元敏感度PVT敏感度等方面有著不同缺陷。

基于此,面對5G-A對時鐘信號的高標準、嚴要求,賽思設計出對負偏離延遲單元低敏感度的任意輸出級數的5G-A射頻“黑科技”— 一種應用于片上時鐘的超級反相器環內耦合的環形振蕩器

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5G-A射頻“黑科技”- 環形振蕩器

5G-A射頻“黑科技”是為了滿足高速數據通信系統中,時鐘恢復對高速多相位時鐘信號的高要求,而設計的新的基于負延時偏離的環形振蕩器結構。

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該設計的的三大亮點:

1、創新性解決了J.Maneatis結構的輸出相位受限難題,設計的環形振蕩器可根據需要得到任意輸出的環形振蕩器

2、以鎖存器耦合為基礎,設計了基于負偏離的延遲單元的差分環形振蕩器,降低電路對負偏離的延遲單元的敏感度,從而得到PVT穩定性更好的時鐘信號;

3、此環形振蕩器實現了在相同相位數情況下,更高的輸出頻率

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同時,環形振蕩器原理圖已通過軟件仿真驗證,原理結構可以正常工作。此外,通過參數設計,可以發現在相同參數情況下,基于NMOS負時間偏移的延遲單元的環形振蕩器得到的頻率高于傳統設計50%以上

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賽思振蕩器系列產品

賽思作為時頻產品全鏈的核心供應商,基于自主可控的高穩OCXO技術以及保持算法能力,為通信、雷達、測量、工控等領域提供標準定制化的超低噪聲和超高穩定性的晶體振蕩器OCXO

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產品具備優越性能指標,最高具有-188dBc/Hz的本底相位噪聲、1.08E-13/s的短期穩定性、-40~85℃≤1E-11的溫度穩定性。同時,擁有多種類型不同尺寸封裝可供選擇。

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賽思OCXO產品

振蕩器雖微小,卻有著助推科技發展(尤其是通信技術發展)的浩繁力量。隨著5G-A規模化商用進程的深入及6G預研的啟動,振蕩器的“小身板、大實力”將有無可估量的發展前景。

作為引領時頻發展的領頭羊,未來,賽思將繼續錨定時頻領域賽道,不斷夯實自身科技硬實力,助力我國繪就5G-A規模化商業“藍海”宏圖。


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