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一種開環(huán)結(jié)構(gòu)的小數(shù)分頻鎖相環(huán)量化噪聲校準(zhǔn)技術(shù)

一種開環(huán)結(jié)構(gòu)的小數(shù)分頻鎖相環(huán)量化噪聲校準(zhǔn)技術(shù)是為了滿足5G/6G高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，片上系統(tǒng)SOC對時鐘信號的高要求而設(shè)計的。

該設(shè)計的的四大亮點：

1、消除量化噪聲，降低時鐘抖動。在互補DTC校準(zhǔn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了量化噪聲校準(zhǔn)技術(shù)，消除量化噪聲，同時可以進一步提高FOD時鐘輸出的整體噪聲性能；

2、降低面積、功耗。本技術(shù)減少了DTC在數(shù)字控制字為0時候的補償電路，減少了DTC數(shù)量，進而降低功耗和面積；

3、避免了頻率雜散抽取、鎖相環(huán)濾波等校準(zhǔn)技術(shù)帶來的電路復(fù)雜度；

4、全后臺校準(zhǔn)，相對原來的前臺校準(zhǔn)+后臺校準(zhǔn)，提出的全后臺校準(zhǔn)技術(shù)對工藝電壓溫度Process Voltage Temperature（PVT）變化不敏感。

技術(shù)詳解：

為了提升系統(tǒng)相位噪聲性能，在壓低帶外噪聲的情況下，本技術(shù)提出采用小帶寬的設(shè)計，壓縮帶內(nèi)噪聲對系統(tǒng)的貢獻，例如圖1中帶寬從w3-->w1。在振蕩器為主的帶外噪聲一定且比較高的情況下，為了提升相位噪聲性能，應(yīng)該在壓低帶內(nèi)噪聲的情況下，采用寬帶寬的設(shè)計，降低帶外噪聲對系統(tǒng)相位噪聲的貢獻，例如圖1中帶寬從w2-->w4。

在閉環(huán)量化噪聲抵消的分?jǐn)?shù)型數(shù)字鎖相環(huán)中，通過將TDC的輸出e[k]與DSM的輸出u[k]進行相關(guān)處理產(chǎn)生比例因子，然后u[k]與比例因子相乘后的結(jié)果反饋并且與TDC輸出做差產(chǎn)生新的e[k]，這樣消除量化噪聲，從而可以提高帶內(nèi)噪聲性能，進而采用大帶寬設(shè)計，得到優(yōu)異的系統(tǒng)噪聲性能。

本技術(shù)通過將Bang-Bang Phase Detector（BBPD）的輸出e[k]與DSM的輸出eq[k]進行相關(guān)處理產(chǎn)生比例因子，然后eq[k]與比例因子相乘后的結(jié)果反饋并且與BBPD輸出做差產(chǎn)生新的e[k]。

賽思高性能SOC時鐘芯片

賽思作為國內(nèi)首家為5G通信提供時頻同步解決方案的國家專精特新“小巨人”企業(yè)，也是國內(nèi)三大移動通信運營商中國移動、中國電信、中國聯(lián)通5G同步網(wǎng)設(shè)備的核心供應(yīng)商，基于5G規(guī)模商業(yè)化及6G預(yù)研實踐需要，研制了高性能SOC時鐘芯片。

賽思高性能SOC時鐘芯片

賽思高性能SOC時鐘芯片是基于自研的全數(shù)字鎖相環(huán) ADPLL 技術(shù)，攻克了時間頻率處理功能微型化、時鐘抖動抑制、高精度時間誤差檢測等重難點問題，突破了全數(shù)字鎖相環(huán)、時間誤差檢測、時鐘同步算法、高頻時鐘分頻和驅(qū)動等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，將整個時鐘同步板卡的性能集成于一身，最終以SOC芯片的形態(tài)運用于時鐘授時、時頻傳輸鏈路和用時設(shè)備中，芯片體積較傳統(tǒng)時鐘時間同步處理模塊減小90%。

SOC時鐘芯片功能框架圖

同時產(chǎn)品具備時鐘輸出抖動優(yōu)于200飛秒的輸出特性（國際競品250飛秒），屬全球首創(chuàng)，并于2023年當(dāng)選央視專精特新·制造強國「年度絕活」案例，目前已在5G/6G移動通信、軌道交通、金融證券等有高精度時頻同步需求的場景得到廣泛應(yīng)用。