KR20070022157A - Burst mode receiver based on charge pump PLL with idle-time loop stabilizer - Google Patents
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Abstract
향상된 버스트 모드 수신기는 입력 신호를 수신하는 디지털 위상 검출기를 포함한다. 또한 수신기는 입력 클록 위상을 로컬 발생된 클록 위상과 비교하고 전하 펌프를 제어하는 상기 디지털 위상 검출기로부터 펄스 신호들을 수신하는 전하펌프, 및 상기 전하 펌프로부터 전하 값을 수신하고 제어 신호를 생성하는 루프 필터, 및 상기 제어 신호를 수신하고, 복원 클록을 생성하고, 그리고 상기 복원 클록을 상기 디지털 위상 검출기로 제공하는 로컬 클록 발생기를 포함한다.The enhanced burst mode receiver includes a digital phase detector for receiving an input signal. The receiver also compares an input clock phase with a locally generated clock phase and a charge pump that receives pulse signals from the digital phase detector that controls the charge pump, and a loop filter that receives charge values from the charge pump and generates a control signal. And a local clock generator that receives the control signal, generates a recovery clock, and provides the recovery clock to the digital phase detector.
Description
본 발명은 네트워크 환경에서 신호들의 처리에 관한 것이다. 연속적인 수신들 사이에서 가능한 휴지 기간들(idle periods)을 갖는 버스트 모드에서 패킷들을 수신하는 버스트 모드 수신기의 구현에 관한 것이다. 본 발명과 관련된 버스트 모드 수신기의 기능은 입력 신호(incoming)에 대해 로킹하고(lock), 신호로부터 클록과 데이터를 복원하는 것이다. 특히, 본 발명은 (10 Gbps 또는 40 Gbps 와 같은) 고속 광학 시스템들, 크로스-바 스위치(cross-bar switches) 및 전광(all-optical) 네트워크들에서의 상술한 버스트 모드 수신기의 사용에 관한 것이다.The present invention relates to the processing of signals in a network environment. An implementation of a burst mode receiver for receiving packets in burst mode with possible idle periods between successive receptions. The function of the burst mode receiver associated with the present invention is to lock on the incoming signal and recover the clock and data from the signal. In particular, the present invention relates to the use of the burst mode receiver described above in high speed optical systems (such as 10 Gbps or 40 Gbps), cross-bar switches and all-optical networks. .
광섬유 인프라스트럭처(fiber-optic infrastructure)는 오늘날 급변하는 전 세계적인 네트워크에서 중요한 요소이다. 새로운 응용들의 결과로서, 상호연결(interconnectivity)에 대한 강한 요구뿐만 아니라 데이터 트래픽의 기하급수적인 증가에 대해 새로운 솔루션의 적용이 요구되며, 특히 광 패킷들(optical packets)을 핸들링 하는 라우터를 구현하는 광 라우팅 솔루션들(optical routing solutions)이 요구된다. 이러한 새롭게 생겨나는 광 라우터들은, 버스트 모드, 및 DWDM 광학(DWDM optical)에 기초한 멀티-레이어(multi-layer) 라우팅 구조에서 다른 소스들로부터 도달하는 테라 바이트의 데이터를 핸들링 할 수 있어야 한다. 버스트 모드 트래픽을 핸들링 하기 위해서, 광 라우터는 버스트 패킷들을 목표로 하는 라우터들로 전송하고 소스 라우터들로부터 버스트 패킷들을 수신할 수 있어야 한다. Fiber-optic infrastructure is an important element in today's rapidly changing global network. As a result of the new applications, the application of a new solution is required for the exponential growth of data traffic as well as the strong demand for interconnectivity, in particular optical implementations of routers that handle optical packets. There is a need for optical routing solutions. These emerging optical routers must be able to handle terabytes of data arriving from different sources in a burst mode, and multi-layer routing structure based on DWDM optical. To handle burst mode traffic, the optical router must be able to send burst packets to targeted routers and receive burst packets from source routers.
광 라우터에서 중요한 구성요소는 버스트 모드 수신기(BMR: burst mode receiver)이다. 이 구성요소는, 연속적인 수신들 사이에서 가능한 알려지지 않은 휴지 기간들을 갖는 버스트 모드에서 고속으로 고정된 크기 또는 가변적인 크기의 패킷들을 수신하며, 신호로부터 클록과 데이터를 복원한다. 일반적으로, 입력 신호(incoming signal)에 로킹(locking) 되지 않은, 클록 및 데이터 복원 수신기(CDR)는, 입력 신호로부터 올바른 클록과 데이터를 추출할 수 있기 전에 실행 가능한(active) 신호의 기간을 필요로 한다. 이 기간은 수신기 “로킹 시간(locking time)” 또는 “획득 시간(acquisition time)”이라 불린다. An important component in an optical router is a burst mode receiver (BMR). This component receives packets of fixed size or variable size at high speed in burst mode with possible unknown periods between successive receptions and recovers clock and data from the signal. In general, a clock and data recovery receiver (CDR), which is not locked to an incoming signal, needs a period of active signal before it can extract the correct clock and data from the input signal. Shall be. This period is called the receiver "locking time" or "acquisition time".
연속(continuous) 시스템들에서, 전송기는 패킷들을 수신기로 연속적으로 보내며, 따라서 수신기는, 그것이 처음으로 나타날 때, 입력 신호에 로킹 시키기 위한 단일 로킹 시간(single locking time)을 필요로 한다. 간섭 없이 신호가 도착한다고 가정하면, 그 이후 로킹된 상태를 유지한다. 전송기가 전송할 패킷들을 가지고 있지 않은 경우, 수신기가 로킹된 상태를 유지하기 위해서 전송기는 계속해서 더미 시퀀스(dummy sequence)를 보낸다. In continuous systems, the sender sends packets continuously to the receiver, so the receiver needs a single locking time to lock to the input signal when it first appears. Assuming the signal arrives without interference, it remains locked thereafter. If the transmitter does not have packets to send, the transmitter continues to send a dummy sequence to keep the receiver locked.
버스트 모드 시스템에서, 전송기는 신호를 버스트들로 보내며, 따라서 데이 터의 각 버스트의 시작에서 수신기는 신호에 대해 로킹 시키기 위한 로킹 시간을 필요로 한다. 로킹 시간 동안 수신기는 유효한 클록과 데이터를 추출할 수 없기 때문에, 전송기는 각각의 버스트를 로킹 시간에 대한 프리에임블 시퀀스(preamble sequence)로 시작한다. 그 후, 데이터 자신이 보내진다. 로킹 온(lock on) 시키기 가장 쉬운 패턴이므로, 프리에임블 시퀀스로 “101010 … ”이 종종 사용된다. In a burst mode system, the transmitter sends a signal in bursts, so at the beginning of each burst of data the receiver needs a locking time to lock on the signal. Since the receiver cannot extract valid clock and data during the locking time, the transmitter starts each burst with a preamble sequence for the locking time. After that, the data itself is sent. Since it is the easiest pattern to lock on, the preamble sequence is used to indicate “101010... Is often used.
버스트 모드 시스템에서, 로킹 시간 동안 유지되는 프리에임블 시퀀스는, 유효한 데이터를 운반하지 않기 때문에, 소비된 전송 시간이다. 따라서 고성능 시스템을 구현하기 위해서는 로킹 시간이 가능한 한 최소화되어야 한다. 버스트 모드 수신기들은, 연속 모드 수신기들과 비교할 때 로킹 시간들이 매우 더 짧은 수신기들이다. In a burst mode system, the preamble sequence maintained during the locking time is the transmission time spent since it does not carry valid data. Therefore, locking time should be minimized as much as possible to realize high performance systems. Burst mode receivers are receivers with much shorter locking times when compared to continuous mode receivers.
버스트 모드 수신기들은, 오버 샘플링 클록 복원(over sampling clock recovery)과 비 오버 샘플링 클록 복원(non-over sampling clock recovery)의 두 가지 그룹들로 분류될 수 있다. 오버 샘플링 클록 복원 수신기들은 고속 샘플러들로 입력 신호의 각 비트를 몇 번씩 샘플링 하여 샘플들의 천이를 검출하는 개념을 이용한다. 이러한 수신기들의 장점은 로킹 시간이 아주 짧아질 수 있다는 것이다. 그러나 이러한 수신기들은 각 비트 당 적어도 네 개의 샘플들을 샘플링 할 필요가 있기 때문에, 이러한 종류의 수신기들은 (1 Gbps 보다 낮은) 저속 시스템들로 제한된다. 이러한 수신기들의 사용은 622 Mbps 에서 동작하는 PON(passive optical networks) 표준에서 선호된다. 이러한 종류의 수신기들은, 구현하기 매우 어려우며 오늘날의 기술수준에서는 불가능할지도 모르는 40 Gpbs 또는 160 Gbps 샘플링 레이트(sampling rate)를 필요로 하기 때문에, 10 Gbps 또는 40 Gbps 와 같은 고속 시스템들에서, 이러한 종류의 수신기들은 사용될 수 없다. 또한 이러한 방법은, 수신기 및 전송기 클록들이 적절한 동기(lock)를 달성할 수 있도록 충분히 가까울 것을 필요로 한다. Burst mode receivers can be classified into two groups: over sampling clock recovery and non-over sampling clock recovery. Oversampling clock recovery receivers use the concept of sampling each bit of the input signal several times with high speed samplers to detect the transition of samples. The advantage of these receivers is that the locking time can be very short. However, since these receivers need to sample at least four samples per bit, these types of receivers are limited to low speed systems (lower than 1 Gbps). The use of such receivers is preferred in the passive optical networks (PON) standard operating at 622 Mbps. This kind of receivers is very difficult to implement and requires a 40 Gpbs or 160 Gbps sampling rate that may not be possible in today's technology, so in high speed systems such as 10 Gbps or 40 Gbps, this kind of Receivers cannot be used. This method also requires that the receiver and transmitter clocks be close enough to achieve an appropriate lock.
이러한 고속 네트워크들에 대해서는, 10 Gbps 및 심지어 40 Gbps 라인 레이트(line rate)에 이를 수 있는 비 오버 샘플링 클록 복원 수신기들이 더 선호된다. 따라서 복원 클록에서 잡음을 증가시키지 않으면서도 감소된 로킹 시간을 가지며, 동기가 달성된 후 동기를 잃지 않는 버스트 모드 수신기가 제안될 필요가 있다.For these high speed networks, non oversampling clock recovery receivers that can reach 10 Gbps and even 40 Gbps line rates are more preferred. Therefore, there is a need to propose a burst mode receiver that has a reduced locking time without increasing noise in the recovery clock and that does not lose synchronization after synchronization is achieved.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 버스트 모드 수신기가 개시된다. 상기 수신기는 입력 신호와 로컬 복원 클록을 수신하는 디지털 위상 검출기, 전하 펌프를 제어하는 상기 디지털 위상 검출기로부터 펄스 신호들을 수신하는 전하 펌프, 상기 전하 펌프로부터 전하 값을 수신하고 제어 신호를 생성하는 루프 필터, 및 상기 제어 신호를 수신하고, 복원 클록을 생성하고, 그리고 상기 복원 클록을 디지털 위상 검출기로 제공하는 클록 발생기를 포함한다. According to one embodiment of the invention, a burst mode receiver is disclosed. The receiver includes a digital phase detector for receiving an input signal and a local recovery clock, a charge pump for receiving pulse signals from the digital phase detector for controlling a charge pump, a loop filter for receiving charge values from the charge pump and generating a control signal. And a clock generator that receives the control signal, generates a recovery clock, and provides the recovery clock to a digital phase detector.
또한, 클록 발생기는 전압 제어 발진기 또는 직접 디지털 합성기(direct digital synthesizer)일 수 있다. 상기 루프 필터는 직렬인 저항 및 커패시터일 수 있으며, 상기 전하 펌프는 전기적인 전하가 상기 루프 필터의 커패시터에 주입되거나 또는 상기 루프 필터의 커패시터로부터 제거되는 방식으로, 상기 루프 필터로 전하 값을 제공하도록 구성될 수 있다. 상기 버스트 모드 수신기는 상기 복원 클록 신호를 출력하는 클록 발생기를 포함할 수 있으며, 디지털 위상 검출기는 상기 복원 클록 신호를 수신할 수 있다. 또한 상기 디지털 위상 검출기는 상기 입력 신호를 로컬 발생된 클록(local generated clock)과 비교하도록 구성될 수 있으며, 이 때 상기 디지털 위상 검출기는 상기 로컬 발생된 클록이 상기 입력 신호보다 앞서는지 또는 뒤처지는지에 기초하여 상기 전하 값을 출력하도록 구성될 수 있다. The clock generator may also be a voltage controlled oscillator or a direct digital synthesizer. The loop filter may be a resistor and a capacitor in series, the charge pump to provide a charge value to the loop filter in such a way that electrical charge is injected into or removed from the capacitor of the loop filter. Can be configured. The burst mode receiver may include a clock generator for outputting the recovered clock signal, and the digital phase detector may receive the recovered clock signal. The digital phase detector may also be configured to compare the input signal with a local generated clock, wherein the digital phase detector determines whether the locally generated clock is ahead of or behind the input signal. Can be configured to output the charge value on the basis of this.
또한 상기 버스트 모드 수신기는 로컬 발생된 클록 신호를 발생하는 기준 클록 소스, 상기 로컬 발생된 클록 신호를 수신하고, 제 2 펄스 신호들을 발생하는 제 2 디지털 위상 검출기, 및 상기 제 2 펄스 신호들을 수신하고, 상기 루프 필터로 제 2 전하 값을 제공하는 제 2 전하 펌프를 더 포함할 수 있다. 상기 수신기는 상기 기준 클록 소스, 상기 제 2 디지털 위상 검출기, 및 상기 제 2 전하 펌프와 직렬이며, 상기 제 2 전하 값이 상기 루프 필터로 제공되는 것을 방지하도록 구성되는 셧 오프 스위치(shut off switch)를 더 포함할 수 있다. 상기 버스트 모드 수신기는 상기 복원 클록을 수신하고 분할된 주파수 복원 클록 신호를 상기 제 2 디지털 위상 검출기로 제공하는 주파수 분할기를 더 포함할 수 있다. The burst mode receiver also receives a reference clock source for generating a locally generated clock signal, a second digital phase detector for receiving the locally generated clock signal, and generating the second pulse signals, and receiving the second pulse signals. And a second charge pump providing a second charge value to the loop filter. The receiver is in series with the reference clock source, the second digital phase detector, and the second charge pump, the shut off switch configured to prevent the second charge value from being provided to the loop filter. It may further include. The burst mode receiver may further include a frequency divider that receives the recovery clock and provides a divided frequency recovery clock signal to the second digital phase detector.
본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 버스트 모드 수신기에서 클록 신호를 복원하는 방법이 또한 개시된다. 상기 방법은, 디지털 위상 검출기에 의해, 입력 신호를 수신하는 단계, 상기 입력 신호 위상을 상기 로컬 발생된 클록 위상과 비교하는 단계, 전하 펌프에 의해, 상기 디지털 위상 검출기로부터 펄스 신호들을 수신하여 상기 전하 펌프를 제어하는 단계, 루프 필터에 의해, 상기 전하 펌프로부터 전하 값을 수신하는 단계, 상기 루프 필터에 의해, 제어 신호를 발생하는 단계, 및 로컬 클록 발생기를 제어하여 복원 클록을 발생하는 단계를 포함한다. According to a further embodiment of the invention, a method of recovering a clock signal at a burst mode receiver is also disclosed. The method comprises: receiving, by a digital phase detector, an input signal, comparing the input signal phase with the locally generated clock phase, and by a charge pump, receiving pulse signals from the digital phase detector to receive the charge. Controlling a pump, receiving a charge value from the charge pump by a loop filter, generating a control signal by the loop filter, and controlling a local clock generator to generate a recovery clock. do.
본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 버스트 모드 수신기가 개시된다. 상기 수신기는, 입력 신호를 수신하는 수신 수단, 상기 입력 신호에 기초하여 펄스 신호들을 발생하는 발생 수단, 상기 펄스 신호들에 기초하여 전하를 펌핑하는 전하 펌핑 수단, 필터링된 제어 신호를 생성하고, 상기 전하 펌핑 수단으로부터 전하를 수신하는 루프 필터링 수단, 및 상기 제어 신호에 기초하여 상기 발생 수단을 제어하고, 복원 클록을 생성하는 제어 수단을 포함한다.According to a further embodiment of the invention, a burst mode receiver is disclosed. The receiver comprises: receiving means for receiving an input signal, generating means for generating pulse signals based on the input signal, charge pumping means for pumping charge based on the pulse signals, generating a filtered control signal, and Loop filtering means for receiving charge from the charge pumping means, and control means for controlling the generating means based on the control signal and generating a recovery clock.
본 발명이 좀 더 쉽게 이해되고 즉시 실시될 수 있도록 하기 위해서, 바람직한 실시예들이 다음의 도면들과 함께 설명될 것이나, 이러한 실시예들은 단지 예시를 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니다. In order that the present invention may be more readily understood and immediately practiced, preferred embodiments will be described in conjunction with the following drawings, but such embodiments are for illustrative purposes only and are not intended to limit the invention.
도 1은 종래의 설계 기술에 따른 전형적인 위상 동기(lock) 루프 회로를 나타낸다.1 illustrates a typical phase locked loop circuit according to a conventional design technique.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전형적인 전하 펌프 기반 위상 동기 루프 회로를 나타낸다.2 illustrates an exemplary charge pump based phase locked loop circuit in accordance with an embodiment of the present invention.
도 3은 버스트 모드 응용을 위한 휴지-기간 안정기(stabilizer)를 갖는, 본 발명의 실시예에 따른 전하 펌프 기반 위상 동기 루프를 나타낸다. 3 shows a charge pump based phase locked loop according to an embodiment of the present invention with a pause-time stabilizer for burst mode applications.
도 4는 도 3에 도시된 버스트 모드 회로와 함께 사용될 수 있는, 본 발명의 실시예에 따라 제안되는 전류 감쇄기/증폭기를 나타낸다.4 illustrates a current attenuator / amplifier proposed in accordance with an embodiment of the present invention, which may be used with the burst mode circuit shown in FIG.
도 5는 버스트 모드 수신기에서 동기를 달성하는, 본 발명의 실시예에 따른 방법을 나타낸다.5 illustrates a method according to an embodiment of the present invention for achieving synchronization in a burst mode receiver.
본 발명은 전하 펌프 PLL 접근에 기초한 버스트 모드 수신기의 구현에 관한 것이다. 또한 본 발명의 실시예들은 루프 커패시터 방전 문제를 피하며 긴 휴지 기간 이후에도 빨리 로킹할 수 있는 휴지-기간 루프 안정기에 관한 것이다. 휴지-기간 루프 안정기는 디지털 위상 검출기, 전하 펌프, 및 전류 감쇄기/증폭기 모듈을 추가적으로 포함한다. The present invention relates to the implementation of a burst mode receiver based on a charge pump PLL approach. Embodiments of the present invention also relate to an idle-cycle loop ballast that avoids loop capacitor discharge problems and can lock quickly even after a long idle period. The idle-period loop ballast further includes a digital phase detector, a charge pump, and a current attenuator / amplifier module.
도 1에 도시된, 종래의 위상 동기 루프(PLL) 기반 수신기는, 로컬 클록 신호를 발생하는 전압 제어 발진기(VCO: voltage control oscillator)(103) 또는 직접 디지털 합성기(DDS: direct digital synthesizer), 위상 검출기(101), 및 루프 필터(102)를 포함한다. 위상 검출기(101)는 로컬 클록 신호 위상을 입력 신호 위상과 비교하고, 위상 에러 신호를 발생한다. 이 신호는 루프 필터(102)에 의해 평활하게 된다. 루프 필터(102)의 출력은 위상 에러가 감소하는 방향으로 로컬 클록 발진기(103)(VCO 또는 DDS)를 조정하는(tune)데 이용된다. 위상 에러가 충분히 작을 때, 수신기는 로킹 되고, 복원 클록은 입력 신호를 (비트 당 하나의 샘플로) 샘플링 하고 데이터를 추출한다. A conventional phase locked loop (PLL) based receiver, shown in FIG. 1, includes a voltage control oscillator (VCO) 103 or a direct digital synthesizer (DDS), phase, for generating a local clock signal.
지연 동기 루프(DLL: delay lock loop)를 이용하는 수신기는, 정확한 수신된 클록에서 고정된 로컬 클록 발진기를 이용하며 위상 에러 신호가 로컬 위상 발진기의 위상을 조정하는데 사용되는 것을 제외하고, PLL 과 유사하다. A receiver using a delay lock loop (DLL) is similar to a PLL except that it uses a local clock oscillator fixed at the correct received clock and a phase error signal is used to adjust the phase of the local phase oscillator. .
DLL 수신기와 PLL 수신기들 모두에서, 로킹 시간의 감소는 로컬 클록 발진기 를 충분히 빨리 조정하고 입력 신호 클록에 가깝게 하는 루프의 능력에 의해 제한되며, 이러한 파라미터들은 루프 필터에 의해 제어된다. 더 넓은 루프 필터(wider loop filter)는 루프 필터의 더 짧은 지연을 의미하며, 더 빠른 응답을 제공한다. 그러나 루프 필터를 넓게 하는데 있어서의 장애는 루프로 더 많은 잡음이 유도되고, 로컬 클록에 지터가 추가될 수 있고, 그리고 로킹이 달성된 후 수신기가 동기를 잃어버릴 가능성이 상당히 커진다는 것이다. In both DLL and PLL receivers, the reduction in locking time is limited by the loop's ability to adjust the local clock oscillator fast enough and close to the input signal clock, and these parameters are controlled by the loop filter. Wider loop filter means shorter delay of loop filter and provides faster response. However, the obstacle to widening the loop filter is that more noise is induced into the loop, jitter can be added to the local clock, and the likelihood that the receiver will lose synchronization after locking is achieved.
이러한 장애를 극복하기 위해서, 본 발명은 도 2에 도시된 실시예에 따른, 전하 펌프 기반 PLL을 포함하는 PLL 기반 수신기들을 제안한다. 전하 펌프 PLL은 디지털 로직 블록들로부터 구현될 수 있는 디지털 위상 검출기(201), 전류 전하 펌프(202), 전압 제어 발진기로의 제어 전압을 생성하는 저역 통과 필터(203), 및 전압 제어 발진기(204)를 포함한다. 디지털 위상 검출기(201)는 입력 신호 위상을 로컬 발생된 클록(VCO의 출력)과 비교하고, 내부 클록이 입력 신호보다 앞서는지 또는 뒤처지는지를 나타내는 일련의 펄스들을 생성할 수 있다. 이러한 펄스들은 저역 통과 필터의 커패시터(203b)에 천천히 전하를 주입하거나 또는 저역 통과 필터의 커패시터(203b)로부터 전하를 제거하는 전하펌프(202)를 구동한다. 이 커패시터(203b)는 VCO 의 동작 주파수를 설정하는 VCO 제어 전압을 유지한다. 프로세스가 작업 플립플롭(working flip-flop)을 만들 수 있는 가장 빠른 속도에서 이러한 전하 펌프 기반 PLL이 동작할 수 있다는 사실은 종래 기술의 방법에 비해 본 발명이 향상된 점이다. 또한 이러한 실시예를 쉽게 구현할 수 있는 것은 고속 클록-데이터 복원 장치들에서 이러한 종류의 PLL 을 매우 유용하게 만든다. To overcome this obstacle, the present invention proposes PLL based receivers comprising a charge pump based PLL, according to the embodiment shown in FIG. The charge pump PLL is a
전하 펌프 PLL 의 다른 장점은, 주파수에 로킹하는 프로세스가 좀 더 긴 시간 기간이 걸리는데도 불구하고, 입력 신호 위상에 대해 빠르게 동기될 수 있다는 것이다. 이러한 특징은 전하 펌프 PLL 을 다른 접근 방법들에 비해 버스트 모드 수신기를 구현하는데 더 적합한 접근 방법으로 만든다. 그러나 버스트 모드 수신기에 대해 전하 펌프 PLL 을 이용하는데 있어서 주요한 장애요인은, 루프에 신호가 공급되지 않을 때(휴지 시간 동안) 루프 커패시터가 방전되려 한다는 것이다. 이 경우, 긴 휴지 이후 신호가 도착할 때 루프 커패시터는, PLL 이 유효한 동기를 달성하기 전에 재충전될 필요가 있다. Another advantage of the charge pump PLL is that the process of locking to frequency can be quickly synchronized to the input signal phase, even though it takes a longer time period. This feature makes the charge pump PLL a more suitable approach for implementing burst mode receivers than other approaches. However, a major obstacle to using the charge pump PLL for burst mode receivers is that the loop capacitors will be discharged when no signal is supplied to the loop (during idle time). In this case, when the signal arrives after a long pause, the loop capacitor needs to be recharged before the PLL achieves valid synchronization.
휴지-기간들 동안의 루프 안정성 문제를 해결하기 위해서, 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 추가적인 실시예가 개시된다. 이러한 구성은 2 개의 루프들, 즉 로컬 신호를 입력 신호로 끌어당기는(pull) 스트롱 루프(strong loop)와 로컬 신호를 로컬 기준 클록으로 끌어당기는 위크 루프(weak loop)를 이용한다. 스트롱 루프는, 입력 신호가 이용 가능할 때 로컬 클록 소스를 입력 신호에 로킹하는 것을 담당한다. 입력 신호가 이용 가능하지 않을 때, 전하 펌프(302)는 전류 펄스들을 생성하지 않으며, 위크 루프는 로컬 클록 소스를 로컬 기준 클록에 로킹하는 것을 담당한다. In order to solve the loop stability problem during idle-periods, a further embodiment of the present invention as shown in FIG. 3 is disclosed. This configuration uses two loops, a strong loop that pulls the local signal into the input signal and a weak loop that pulls the local signal into the local reference clock. The strong loop is responsible for locking the local clock source to the input signal when the input signal is available. When the input signal is not available, the
다른 실시예들에서, 스트롱 루프는, 입력 신호 위상을 전압 제어 발진기(304) 출력과 비교하는 디지털 위상 검출기(301)를 포함한다. 로컬 신호 위상이 입력 신호 위상 위상보다 앞서는지 또는 뒤처지는지에 따라, 디지털 위상 검출기는 전하 펌프(302)로 업 명령(up command) 또는 다운 명령(down command)을 발생한다. 업 명령과 다운 명령에 따라, 전하 펌프(302)는 루프 필터(303)에서의 커패시터(303b)를 충전하거나 또는 방전하는 양 또는 음의 전류 펄스들을 발생한다. 이것은 VCO 출력 주파수와 위상을 변화시키는 VCO(304)로의 입력 전압을 변화시킨다. In other embodiments, the strong loop includes a
위크 루프는, VCO(304) 출력을 더 낮은 주파수로 분할하는 선택적인 주파수 분할기(309)를 포함하며, 로컬 클록 소스(310)는, 주파수 분할기(309)의 출력 주파수와 같을 필요는 없으나 주파수 분할기(309)의 출력 주파수에 가까운 주파수를 갖는다. 위상 검출기(305)는 두 신호들을 비교하고, 업 명령과 다운 명령을 전하 펌프(306)로 발생한다. 전하 펌프(306)로부터의 출력 전류 펄스들은 선택적인 셧 오프 스위치(307)를 통과한다. 셧 오프 스위치는, 외부 제어 신호 또는 입력 신호 파워 검출 제어에 따라 위크 루프가 “턴 오프”되도록 할 수 있다. 전하 펌프 출력 전류는, 루프 필터(303)로 유도되기 전에, 선택적으로 전류 감쇄 회로(308)에 의해 감쇄되거나 증폭되어 원하는 레벨로 맞추어 진다. The weak loop includes an
셧 오프 스위치(307)가 회로에 사용되지 않는다면, 루프 필터(303)는 스트롱 루프로부터의 전류(Ip)와 위크 루프로부터의 전류(Is)를 받아들인다. 스트롱 루프와 위크 루프의 간섭을 피하기 위해서, 위크 루프 전류(Is)는 스트롱 동기 전류(Ip)에 비해 작은 것이 바람직하다. 컴퓨터 시뮬레이션과 실험실에서의 테스트에 기초할 때, 원하는 동작이 이루어지도록 하기 위해서는 Ip 가 Is (Is ~ Ip/10) 보다 10배 강해야 한다. 한편, Is 는 커패시터를 방전하는 누설 전류를 보상할 수 있어야 하는 것이 중요하다. 위크 루프로부터의 전류가 누설 전류보다 훨씬 더 작다면, 커패시터(303b)는 방전될 것이며, 루프가 올바른 주파수 영역에서 유지되도 록 하는 효과는 잃게 될 것이다. If shut off
도 4는 도 3에서 구성요소 308로 도시된, 전류 감쇄기 또는 증폭기로서 사용될 수 있는 회로를 도시한 것이다. 회로는, 서로 캐스케이드 되어 원하는 동작을 구현하는 2 개의 광대역(wide-band) 연산 증폭기들(401 및 402)을 포함하며, 4 개의 저항들(R1 -R4)을 포함한다. 4 illustrates a circuit that may be used as a current attenuator or amplifier, shown as
본 발명의 실시예에 따라, 버스트 모드 수신기에서 클록 신호를 복원하는 프로세스가 도 5에 도시되어 있다. 501 단계에서, 입력 신호는 디지털 위상 검출기에 의해 수신되며, 502 단계에서, 펄스 신호들은 디지털 위상 검출기에 의해 발생되고 전하 펌프에 의해 수신된다. 503 단계에서, 펄스 신호들에 기초하여 전하 펌프는 루프 필터로 전하 값을 제공한다. 504 단계에서, 루프 필터는 로컬 클록 발생기로 제어 신호를 제공하고, 505 단계에서, 디지털 위상 검출기는 로컬 발생된 클록 위상을 입력 클록 위상과 비교한다. 이 루프를 통해, 506 단계에서, 복원 신호가 생성되어 수신기가 수신된 신호를 적절히 프로세스 할 수 있도록 한다. In accordance with an embodiment of the present invention, a process for recovering a clock signal at a burst mode receiver is shown in FIG. In
비록 상술된 바람직한 실시예에 기초하여 본 발명이 기술되었으나, 본 발명의 범위 내에서 다양한 변경, 변화, 다른 구성이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확할 것이다. 따라서 본 발명의 경계와 한계를 결정하기 위해서는, 추가되는 청구항들이 참조되어야 할 것이다.Although the present invention has been described based on the above-described preferred embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes, modifications, and other configurations are possible within the scope of the present invention. Accordingly, in order to determine the boundaries and limitations of the present invention, reference should be made to the appended claims.
Claims (26)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020077001133A KR20070022157A (en) | 2004-06-17 | 2005-06-14 | Burst mode receiver based on charge pump PLL with idle-time loop stabilizer |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/868,894 | 2004-06-17 | ||
KR1020077001133A KR20070022157A (en) | 2004-06-17 | 2005-06-14 | Burst mode receiver based on charge pump PLL with idle-time loop stabilizer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070022157A true KR20070022157A (en) | 2007-02-23 |
Family
ID=43653943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020077001133A KR20070022157A (en) | 2004-06-17 | 2005-06-14 | Burst mode receiver based on charge pump PLL with idle-time loop stabilizer |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20070022157A (en) |
-
2005
- 2005-06-14 KR KR1020077001133A patent/KR20070022157A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |