KR20060102822A - Burst mode clock/data recovering circuit robust to duty cycle distortion - Google Patents

Burst mode clock/data recovering circuit robust to duty cycle distortion Download PDF

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Abstract

본 발명은 버스트 모드 수신기에서 사용되는 듀티 싸이클 왜곡에 강한 버스트 모드 클럭/데이터 복원 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a burst mode clock / data recovery circuit resistant to duty cycle distortion used in a burst mode receiver.

본 발명의 듀티 싸이클 왜곡에 강한 버스트 모드 클럭/데이터 복원 회로는, 개폐 발진기를 이용하여 클럭 및 데이터를 복원하기 위한 클럭/데이터 복원 회로로서, 각각 입력 신호의 상향, 하향 엣지에서 반주기만큼의 길이를 갖는 두 펄스 신호를 생성하는 재설정 신호 발생기(Reset Signal Generator)와; 상기 재설정 신호 발생기의 두 펄스 신호를 각각 입력으로 하여, 하나의 개폐발진기는 듀티 싸이클이 왜곡된 만큼 입력 신호에서 뒤쪽으로 위상 차이(Phase Error)를 갖고, 다른 하나의 개폐발진기는 듀티 싸이클이 왜곡된 만큼 입력 신호에서 앞쪽으로 위상 차이를 가지면서 발진하는 두 개의 개폐발진기(Gated Oscillator)와; 상기 두 개폐발진기의 출력으로서 크기는 같고, 입력 신호를 중심으로 방향이 반대인 위상차를 갖는 두 클럭을 입력으로 하여, 위상을 분할하여 입력 신호와 위상 차이가 없는 클럭을 출력하는 반 위상 분할기(Half Phase Interpolator); 를 포함하여 이루어짐에 기술적 특징이 있다.The burst mode clock / data recovery circuit, which is resistant to the duty cycle distortion of the present invention, is a clock / data recovery circuit for recovering clock and data by using an open / close oscillator, each of which has a length of half a period at an upstream and a downstream edge of an input signal. A reset signal generator for generating two pulse signals having; With the two pulse signals of the reset signal generator as inputs, one oscillator has a phase error backward from the input signal as long as the duty cycle is distorted, and the other oscillator has a duty cycle distorted. Two oscillators (Gated Oscillators) oscillating with a phase difference forward in the input signal as much as; Half-phase divider for outputting clocks having the same magnitude as the outputs of the two open / close oscillators and having a phase difference opposite in direction with respect to the input signal, and dividing the phase to output a clock having no phase difference from the input signal. Phase interpolator); There is a technical feature made to include.

재설정 신호 발생기, 반 위상 분할기 Reset Signal Generator, Half Phase Divider

Description

듀티 싸이클 왜곡에 강한 버스트 모드 클럭/데이터 복원 회로{Burst Mode Clock/Data Recovering Circuit Robust to Duty Cycle Distortion}Burst Mode Clock / Data Recovering Circuit Robust to Duty Cycle Distortion}

도 1은 기본적인 개폐발진기의 구조,1 is a structure of a basic opening and closing oscillator,

도 2는 개폐발진기를 사용하는 기본적인 클럭/데이터 복원 회로도,2 is a basic clock / data recovery circuit diagram using an oscillator;

도 3은 도 2의 회로에 의한 클럭 복원도,3 is a diagram illustrating clock recovery by the circuit of FIG. 2;

도 4는 듀티 사이클 왜곡에 의한 복원 클럭의 왜곡을 나타낸 도면,4 is a diagram illustrating distortion of a recovery clock due to duty cycle distortion;

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클럭/데이터 복원 회로도,5 is a clock / data recovery circuit diagram according to an embodiment of the present invention;

도 6은 도 5의 재설정 신호 발생기의 구조,6 is a structure of the reset signal generator of FIG.

도 7은 도 6의 반주기 지연 회로 구조,7 is a half cycle delay circuit structure of FIG.

도 8은 도 6의 재설정 신호 발생기의 동작을 나타낸 도면,8 is a view showing the operation of the reset signal generator of FIG.

도 9는 도 5의 반 위상 분할기의 구조,9 is a structure of the half phase divider of FIG.

도 10은 도 9의 반 위상 분할기의 동작을 나타낸 도면,10 is a view showing the operation of the half-phase divider of FIG.

도 11은 본 발명의 클럭/데이터 복원 회로에 의한 클럭 복원도이다.11 is a clock recovery diagram by the clock / data recovery circuit of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

100 : 딜레이 셀(Delay Cell) 100: Delay Cell

101 : 데이터 리타이머(Data Retimer)101: Data Retimer

110 : 재설정 신호 발생기(Reset Signal Generator)110: reset signal generator

121, 122 : 개폐발진기(Gated VCO)121, 122: Gated VCO

130 : 반 위상 분할기(Half Phase Interpolator)130: half phase interpolator

140 : 제어 전압 생성기(Control Voltage Generator)140: control voltage generator

본 발명은 듀티 싸이클 왜곡에 강한 버스트 모드 클럭/데이터 복원 회로에 관한 것으로, 보다 자세하게는 반 위상 분할기와 재설정 신호 발생기를 추가하여 듀티 싸이클 왜곡이 일어나도, 왜곡되지 않은 형태의 클럭 및 데이터를 복원해내고, 비트 에러율을 향상시킬 수 있도록 하는 듀티 싸이클 왜곡에 강한 버스트 모드 클럭/데이터 복원 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a burst mode clock / data recovery circuit that is resistant to duty cycle distortion, and more particularly, by adding a half-phase divider and a reset signal generator to recover an undistorted form of clock and data even when duty cycle distortion occurs. The present invention relates to a burst mode clock / data recovery circuit that is resistant to duty cycle distortion for improving bit error rate.

버스트 모드 수신기에서 일반적으로 사용되고 있는 클럭 및 데이터 복원회로로는 개폐발진기(Gated Oscillator)를 이용하는 방식이 있다.Clock and data recovery circuits commonly used in burst mode receivers include a gated oscillator.

개폐발진기는 도 1과 같은 형태로 이루어지며, 홀수개의 인버터로 구성되는 일반적인 환형 발진기(Ring Oscillator)의 구조에 앤드 게이트(AND Gate)를 추가한 것으로, 가능(Enable) 신호가 인가되었을 때에는 발진하고, 인가되지 않았을 때는 0을 출력한다.The open / close oscillator is configured as shown in FIG. 1 and adds an AND gate to the structure of a general ring oscillator composed of an odd number of inverters, and oscillates when an enable signal is applied. If not, output 0.

보다 상세히 설명하자면, 인에이블 신호가 1인 경우, 앤드 게이트의 출력은 다른 한쪽의 입력에 의해서만 결정된다. 앤드 게이트 바로 다음의 노드를 발진기의 출력 노드라고 할 때, 출력 노드가 하이(high)이면, 앞의 인버터는 홀수 개이므로 5개의 인버터와 앤드 게이트 지연시간만큼이 지나면 출력 노드는 로우(low)로 반전된다. 또한, 그 지연시간만큼이 다시 지나면 출력 노드는 다시 원래의 하이로 되돌아갈 것이다.More specifically, when the enable signal is 1, the output of the AND gate is determined only by the other input. When the node immediately after the AND gate is called the output node of the oscillator, if the output node is high, the previous inverter is odd, so that the output node goes low after five inverters and the AND gate delay time. Is reversed. Also, after that delay again, the output node will return to its original high again.

인에이블 신호가 0인 경우, 앤드 게이트는 어떠한 입력에도 0을 출력하게 될 것이다. 곧, 인에이블 신호가 1이냐, 0이냐에 따라서 발진 여부를 조절할 수 있다.If the enable signal is zero, the AND gate will output zero on any input. In other words, whether the oscillation can be adjusted according to whether the enable signal is 1 or 0.

한편, 인에이블 신호가 0으로 지속되다가 1로 바뀌고, 앤드 게이트의 지연시간이 지나면, 개폐발진기의 출력은 0에서 1로 바뀌게 되며, 이 시점에서 5개의 인버터와 앤드 게이트 지연시간만큼이 지나면 출력은 다시 0으로 바뀌고, 다시 그만큼이 지나면 1로 바뀐다.On the other hand, when the enable signal continues to 0 and changes to 1, and the delay time of the AND gate passes, the output of the switching oscillator changes from 0 to 1, and at this point, the outputs of the five inverters and the AND gate delay time passes. It is changed to 0 again, and after that, it is changed to 1.

즉, 인에이블 신호가 1로 바뀐 시점에서 위상이 0도로 정렬되어 발진을 시작하며, 결국 인에이블 신호의 상향 엣지에 맞도록 개폐발진기의 출력도 상향 엣지를 갖게 된다.In other words, when the enable signal is changed to 1, the phase is aligned with 0 degrees to start oscillation. As a result, the output of the switching oscillator also has an up edge to match the up edge of the enable signal.

상기와 같은 개폐발진기의 동작은 일종의 위상 초기화(Phase Reset)로 해석할 수 있다. 곧, 인에이블 신호를 인가하는 순간에, 발진하는 위상을 0도로 맞출 수 있게 되는 것이다.The operation of the switching oscillator as described above can be interpreted as a kind of phase reset. In other words, at the moment of applying the enable signal, the oscillating phase can be set to 0 degrees.

이러한 개폐발진기를 이용한 클럭 및 데이터 복원회로는 도 2와 같이 구현할 수 있다. 두 개의 개폐발진기(Gated VCO, 11, 12)에는 인에이블 신호로 각각 반전 입력 신호와 입력 신호가 인가된다.The clock and data recovery circuit using the open / close oscillator may be implemented as shown in FIG. 2. Inverted input signals and input signals are applied to the two open / close oscillators Gated VCOs 11 and 12 as enable signals, respectively.

이 때의 동작은 도 3에 나타난 것과 같다. 즉, 입력 신호가 0일 때에는 위의 개폐발진기(11)에서 발진이 일어나며, 입력 신호가 1일 때에는 아래 개폐발진기 (Gated VCO, 12)에서 발진이 일어난다. 이 두 클럭은 각각 입력 신호의 상향, 하향 엣지(Rising, falling edge)에서 위상 0도로 발진을 시작한다.The operation at this time is as shown in FIG. That is, when the input signal is 0, oscillation occurs in the open / close oscillator 11, and when the input signal is 1, oscillation occurs in the lower open / close oscillator (Gated VCO) 12. These two clocks start oscillating at 0 degrees at the rising and falling edges of the input signal, respectively.

따라서 두 개폐발진기의 출력을 오어 게이트(OR Gate, 21)로 통과시키면, 항상 발진하고 있는 클럭을 얻을 수 있다.Therefore, when the outputs of the two open / close oscillators are passed through the OR gate 21, a clock that always oscillates can be obtained.

한편, 아래에 추가된 제어 전압 생성기(Control voltage generator, 30)는 위상동기회로(Phase Locking Loop, PLL) 구조로서, 두 개폐발진기(11, 12)가 지정된 주파수에서 동작할 수 있도록 하는 제어 전압(Control Voltage)을 제공한다.Meanwhile, the control voltage generator 30 added below has a phase locking loop (PLL) structure, in which the control voltage generator (2, 12) can operate at a specified frequency. Control Voltage).

세 개의 개폐발진기(11, 12, 31)가 똑같다면, 위상 동기 회로(PLL)에 포함된 개폐발진기(31)를 조절하는 전압을 다른 두 개폐발진기(11, 12)에 인가할 때, 세 개폐발진기(11, 12, 31)는 같은 주기로 발진하게 될 것이다.If the three open / close oscillators 11, 12, 31 are the same, the three open / close oscillators 11, 12 are applied when a voltage for controlling the open / close oscillator 31 included in the phase locked circuit PLL is applied to the other two open / close oscillators 11, 12. Oscillators 11, 12 and 31 will oscillate in the same cycle.

이로 인하여, 입력 데이터가 그대로 인가된 개폐발진기(12)는 상향 엣지에 정렬되어 발진을 시작하며, 데이터가 하이인 동안 발진하고 데이터가 로우로 되면 발진을 멈춘다.For this reason, the open / close oscillator 12 to which input data is applied as it is is aligned with the up edge and starts oscillation. When the data is high, the oscillator starts oscillating and when the data goes low, oscillation stops.

데이터가 반전 입력되는 개폐발진기(11)는 원래 데이터의 하향엣지에 정렬되어 발진하며, 데이터가 로우인 동안 발진하다가 하이의 데이터에서 발진을 멈춘다.The oscillator 11 in which data is inverted and input is oscillated by being aligned with the downward edge of the original data, and oscillates while the data is low and stops oscillation at the data of high.

따라서, 두 개폐발진기(11, 12)의 출력은 도 3과 같이 나타난다.Therefore, the outputs of the two open / close oscillators 11 and 12 are shown in FIG. 3.

하나의 개폐발진기(GVCO#2, 11)는 반전된 데이터를 인가하고, 다른 하나의 개폐발진기(GVCO#1, 12)는 입력 데이터를 가능(Enable) 신호로 인가한 경우이다. 앞에서 설명한 것과 같이 두 개폐발진기가 교대로 발진하게 되며, 이 두 개폐발진기의 출력을 오어 게이트(21)로 합치면 도면의 마지막 클럭과 같이 항상 발진하는 클럭을 복원해낼 수 있다.One open / close oscillator GVCO # 2 or 11 applies inverted data, and the other open / close oscillator GVCO # 1 or 12 applies input data as an enable signal. As described above, the two oscillators oscillate alternately, and when the outputs of the two oscillators are combined with the gate 21, the clock which always oscillates as shown in the last clock of the figure can be restored.

하지만, 도면에는 나타나 있지 않아도, 이 클럭은 입력 데이터에서 몇 개의 게이트 딜레이를 거친 상태이므로, 입력 데이터의 위상보다는 위상이 좀 더 느릴 것이다. 따라서, 입력 데이터도 똑같은 게이트 딜레이를 거치도록 하는 딜레이 셀(Delay Cell, 13)에 의해 위상이 정확히 맞는 클럭을 복원할 수 있다.However, even though not shown in the figure, this clock has been through several gate delays in the input data, so the phase will be slower than the phase of the input data. Accordingly, a clock that is correctly phased may be restored by a delay cell 13 that causes the input data to undergo the same gate delay.

한편, 듀티 싸이클 왜곡이 일어나면 도 4에서처럼 각 비트가 1일 때의 주기와 0일 때의 주기가 달라지게 된다. 따라서, 각 개폐발진기가 발진해야 할 주기와 각 비트의 주기가 다르게 나타난다.On the other hand, when duty cycle distortion occurs, the period when each bit is 1 and the period when 0 is different as shown in FIG. 4. Therefore, the period in which the open / close oscillator should oscillate is different from the period of each bit.

결국, 도 4에서와 같이, 복원된 클럭이 왜곡된 형태로 나타나게 되어 그대로 사용할 수 없으며, 클럭이 왜곡되므로 복원된 데이터에 듀티 싸이클의 왜곡이 그대로 반영될 수 밖에 없다.As a result, as shown in FIG. 4, the recovered clock appears in a distorted form and cannot be used as it is, and since the clock is distorted, the distortion of the duty cycle is inevitably reflected in the restored data.

또한, 데이터를 가져오는 시점(sampling point)이 비트의 가운데를 찍지 못하게 되므로 비트 에러율(Bit Error Rate, BER)이 나빠지게 된다.In addition, the bit error rate (BER) is deteriorated because the sampling point does not capture the center of the bit.

수동 광 통신망(Passive Optical Network, PON)에서 사용되는 버스트 모드 광수신기에서는 듀티 싸이클 왜곡이 필연적으로 일어나게 되며, 기존의 구조를 사용하려면 듀티 싸이클 왜곡을 보상해주는 회로가 추가되거나, 회로의 다른 부분이 좀 더 복잡하게 설계되어야 하는데, 이러한 추가적인 노력은 결국 수신기의 단가를 올리는 요인이 되고, 통신망 자체의 설계를 어렵게 만든다는 단점이 있다.In burst-mode optical receivers used in passive optical networks (PONs), duty cycle distortions inevitably occur.To use conventional structures, circuits that compensate for duty cycle distortions are added, or other parts of the circuits More complex design is required, which adds cost to the receiver and makes the design of the network itself difficult.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 버스트 모드 수신기를 설계함에 있어 추가적인 블록들을 줄이고, 설계 부담을 줄여 설계에 필요한 시간과 비용을 줄이고, 듀티 싸이클의 왜곡에 강한 클럭/데이터 복원 회로를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages and problems of the prior art, in the design of a burst mode receiver to reduce the additional blocks, reduce the design burden to reduce the design time and cost, distortion of the duty cycle It is an object of the present invention to provide a strong clock / data recovery circuit.

본 발명의 상기 목적은 개폐 발진기를 이용하여 클럭 및 데이터를 복원하기 위한 클럭/데이터 복원 회로로서, 각각 입력 신호의 상향, 하향 엣지에서 반주기만큼의 길이를 갖는 두 펄스 신호를 생성하는 재설정 신호 발생기(Reset Signal Generator)와; 상기 재설정 신호 발생기의 두 펄스 신호를 각각 입력으로 하여, 하나의 개폐발진기는 듀티 싸이클이 왜곡된 만큼 입력 신호에서 뒤쪽으로 위상 차이(Phase Error)를 갖고, 다른 하나의 개폐발진기는 듀티 싸이클이 왜곡된 만큼 입력 신호에서 앞쪽으로 위상 차이를 가지면서 발진하는 두 개의 개폐발진기(Gated Oscillator)와; 상기 두 개폐발진기의 출력으로서, 입력 신호를 중심으로 방향이 반대이고 크기가 같은 위상차를 갖는 두 클럭을 입력으로 하여, 위상을 분할하여 입력 신호와 위상 차이가 없는 클럭을 출력하는 반 위상 분할기(Half Phase Interpolator); 를 포함하여 이루어지는 듀티 싸이클 왜곡에 강한 버스트 모드 클럭/데이터 복원 회로에 의해 달성된다.The object of the present invention is a clock / data recovery circuit for recovering clock and data using an open / close oscillator, each of which generates a reset signal generator for generating two pulse signals having a length of half a period at an upstream and a downstream edge of an input signal ( Reset Signal Generator); With the two pulse signals of the reset signal generator as inputs, one oscillator has a phase error backward from the input signal as long as the duty cycle is distorted, and the other oscillator has a duty cycle distorted. Two oscillators (Gated Oscillators) oscillating with a phase difference forward in the input signal as much as; Half-phase divider which outputs a clock having no phase difference by dividing the phase by inputting two clocks having opposite phases and the same phase difference with respect to the input signal as the outputs of the two switching oscillators. Phase interpolator); And a burst mode clock / data recovery circuit resistant to duty cycle distortion.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.Details of the above object and technical configuration of the present invention and the resulting effects thereof will be more clearly understood from the following detailed description based on the accompanying drawings.

먼저, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 클럭/데이터 복원 회로도이다.First, FIG. 5 is a clock / data recovery circuit diagram according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 클럭/데이터 복원 회로는 기존의 회로와 달리, 개폐발진기의 가능(Enable) 신호로 재설정 신호 발생기(Reset Signal Generator, 110)의 출력을 사용하고, 오어(OR) 게이트 대신 반 위상 분할기(Half Phase Interpolator, 130)를 사용하는 것을 특징으로 하며, 종래의 회로와 마찬가지로 딜레이 셀(Delay Cell, 100), 데이터 리타이머(Data Retimer, 101), 개폐 발진기(Gated VCO, 121, 122), 제어 전압 생성기(Control Voltage Generator, 140)를 포함하여 구성된다.As shown, the clock / data recovery circuit of the present invention, unlike the conventional circuit, uses the output of the reset signal generator 110 as an enable signal of the on / off oscillator and uses an OR gate. Instead, a half phase interpolator (130) is used, and as in the conventional circuit, a delay cell (Delay Cell, 100), a data retimer (Data Retimer, 101), and a gated oscillator (Gated VCO, 121). , 122), and a control voltage generator 140.

딜레이 셀(100)은 입력 데이터가 클럭과 같은 게이트 딜레이를 갖도록 하여 위상이 정확한 클럭을 생성할 수 있도록 딜레이된 데이터를 데이터 리타이머(101)로 입력하며, 제어 전압 생성기(140)는 위상동기회로(PLL)로서 두 개폐발진기(121, 122)가 지정된 주파수에서 동작할 수 있도록 하는 제어 전압(Control Voltage)을 제공한다.The delay cell 100 inputs the delayed data to the data retimer 101 so that the input data has a gate delay such as a clock so as to generate a clock whose phase is accurate. The control voltage generator 140 is a phase synchronization circuit. As a PLL, two open / close oscillators 121 and 122 provide a control voltage for operating at a specified frequency.

재설정 신호 발생기(110)와 반 위상 분할기(130)의 구조 및 동작은 다음과 같다.The structure and operation of the reset signal generator 110 and the anti-phase divider 130 are as follows.

도 6은 도 5의 재설정 신호 발생기의 구조이고, 도 7은 도 6의 반주기 지연 회로 구조이며, 도 8은 도 6의 재설정 신호 발생기의 동작을 나타낸 도면이다.6 is a structure of the reset signal generator of FIG. 5, FIG. 7 is a half cycle delay circuit structure of FIG. 6, and FIG. 8 is a diagram illustrating an operation of the reset signal generator of FIG. 6.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 재설정 신호 발생기(110)는 반주기 지연 회로(111)를 포함하여 이루어지며, 입력 데이터와 상기 반주기 지연 회로(111)를 통 해 입력 데이터가 반주기 지연된 데이터를 입력으로 하는 두 개의 NAND 게이트(112, 113)로 구성된다.As shown in FIG. 6, the reset signal generator 110 includes a half-cycle delay circuit 111. The reset signal generator 110 includes input data and data whose input data is half-cycle delayed through the half-cycle delay circuit 111. It consists of two NAND gates 112 and 113.

상기 반주기 지연 회로(111)는 도 7에 도시된 바와 같이 기본적인 개폐발진기, 즉 환형발진기(Ring Oscillator)와 하나의 앤드 게이트로 이루어진 개폐발진기에서 출력과 입력을 연결하는 피드백만을 제거한 회로로서, 홀수개의 인버터와 하나의 앤드 게이트로 이루어진다. 이때, 인에이블 신호를 1로 주면, 기본적인 개폐발진기에서와 마찬가지로 반주기만큼의 지연시간을 갖게 된다.As shown in FIG. 7, the half-cycle delay circuit 111 removes only the feedback connecting the output and the input from the basic open / close oscillator, that is, the open / close oscillator composed of a ring oscillator and one end gate. It consists of an inverter and one end gate. In this case, when the enable signal is 1, the delay time is about half the period as in the basic switching oscillator.

따라서, 상기의 재설정 신호 발생기(110)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 각각 입력 신호의 상향, 하향 엣지에서 반주기만큼의 길이를 갖는 두 펄스 신호를 생성한다.Accordingly, the reset signal generator 110 generates two pulse signals each having a length of half a cycle at the up and down edges of the input signal, as shown in FIG. 8.

다음, 도 9는 도 5의 반 위상 분할기의 구조이고, 도 10은 도 9의 반 위상 분할기의 동작을 나타낸 도면이다.Next, FIG. 9 is a structure of the half phase divider of FIG. 5, and FIG. 10 is a diagram illustrating an operation of the half phase divider of FIG. 9.

도시된 바와 같이, 반 위상 분할기(130)는 입력되는 두 클럭의 중간 위상을 갖는 클럭을 출력하는 회로로서, 두 쌍의 차동 트랜지스터로 이루어진다.As shown, the half phase divider 130 is a circuit for outputting a clock having an intermediate phase of two clocks inputted, and is composed of two pairs of differential transistors.

상기 반 위상 분할기(130)는 상기 두 쌍의 차동 트랜지스터 신호의 전류를 더함으로써 위상을 분할하며, 그 동작은 도 10과 같다.The half phase divider 130 divides a phase by adding currents of the two pairs of differential transistor signals, and the operation thereof is illustrated in FIG. 10.

도 10은 클럭1, 클럭2 그리고 반 위상 분할기의 출력을 나타낸다. 반 위상 분할기(130)는 도 9와 같이 전류의 합으로 구현된다. 따라서, 도 10에서 위의 두클럭을 합친 것이 아래의 출력과 같다.10 shows the outputs of clock 1, clock 2 and half phase divider. Half-phase divider 130 is implemented by the sum of the current as shown in FIG. Therefore, the sum of the two clocks in FIG. 10 is equivalent to the following output.

클럭이 데이터를 가져오는 시점(Data Sampling Point)은 영교차점(Zero Crossing Point)이므로, 클럭의 위상을 비교하는 위치로 영교차점을 표시하였다. 세로 점선으로 나타낸 부분은 각 클럭의 영교차점이고, 세로 실선으로 나타낸 부분은 반 위상 분할기(130) 출력의 영교차점이다.Since the data sampling point is a zero crossing point, the zero crossing point is indicated as a position for comparing the phases of the clocks. The part indicated by the vertical dotted line is the zero crossing point of each clock, and the part indicated by the vertical solid line is the zero crossing point of the output of the half phase divider 130.

도 10의 왼쪽에 도시된 도면은, 두 클럭이 위상차가 없는 경우로서, 이 경우에는 두 클럭의 합이 그대로 원래의 클럭과 같다. 10 shows a case in which two clocks have no phase difference, in which case the sum of the two clocks is equal to the original clock.

도 10의 가운데 도면은 약간의 위상차가 있는 경우로서, 이 경우에 출력은 한 클럭의 상승시점부터 작은 기울기로 상승하다가, 두클럭이 모두 상승하게 되면 두 배의 기울기를 가지며 상승한다. 그리고, 한쪽이 상승을 끝내면 다시 작은 기울기로 상승하고 두 클럭이 다 상승을 끝내면 출력도 상승을 끝내게 된다.10 is a case where there is a slight phase difference, in which case the output rises with a small slope from the rising point of one clock, and then rises with a double slope as both clocks rise. When one side finishes rising, it rises again with a small slope, and when both clocks finish rising, the output ends.

결과적으로, 도면에서와 같이 출력의 영교차점은 두 클럭이 갖는 영교차점의 가운데에 나타난다.As a result, as shown in the drawing, the zero crossing point of the output appears in the middle of the zero crossing point of the two clocks.

도 10의 오른쪽 도면은 반 위상 분할기(130)가 분할할 수 있는 최대의 위상차이다. 이 이상의 위상차가 나타나면 출력의 중간에 평평한 부분이 생기므로 위상 분할이 제대로 이루어지지 않는다.10 is a maximum phase difference that the half phase divider 130 can divide. If there is more than this phase difference, there will be a flat part in the middle of the output, and phase division will not be performed properly.

마지막으로, 도 11은 본 발명의 클럭/데이터 복원 회로에 의한 클럭 복원도이다.Finally, FIG. 11 is a clock recovery diagram by the clock / data recovery circuit of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 클럭/데이터 복원 회로에 의하면, 하나의 개폐발진기는 입력 신호의 상향 엣지에서 위상이 재설정되고, 다른 하나의 개폐발진기는 입력 신호의 하향 엣지에서 위상이 재설정된다.As shown, according to the clock / data recovery circuit of the present invention, one open / close oscillator is reset in phase at the up edge of the input signal, and the other open / close oscillator is reset in phase at the down edge of the input signal.

따라서, 첫번째 개폐발진기는 듀티 싸이클이 왜곡된 만큼 입력 신호에서 뒤쪽으로 위상 차이(Phase Error)를 갖고, 두번째 개폐발진기는 듀티 싸이클이 왜곡된 만큼 입력 신호에서 앞쪽으로 위상 차이를 가지면서 발진하게 된다.Therefore, the first oscillator oscillates with a phase error backward in the input signal as the duty cycle is distorted, and the second oscillator oscillates with a phase difference forward in the input signal as the duty cycle is distorted.

두 클럭이 갖는 위상 차이는 크기는 같고, 방향이 반대일 뿐이므로, 이 두 클럭을 반 위상 분할기(130)에 입력하면, 입력 신호와 위상 차이가 없는 클럭을 만들 수 있다. 이렇게 만들어진 클럭은 모양이 왜곡되지 않고, 데이터를 가져오는 시점이 신호의 가운데에 위치하게 된다. 따라서 클럭을 그대로 사용할 수 있고, 비트 에러율을 향상시킬 수 있다.Since the phase difference between the two clocks is the same in magnitude and only opposite in direction, when the two clocks are input to the half phase divider 130, a clock having no phase difference with the input signal can be made. The clock is not distorted in this way, and the point of data acquisition is located in the center of the signal. Therefore, the clock can be used as it is and the bit error rate can be improved.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features, the embodiments described above should be understood as illustrative and not restrictive in all aspects. Should be. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

따라서, 본 발명의 듀티 싸이클 왜곡에 강한 버스트 모드 클럭/데이터 복원 회로에 의하면, 버스트 모드 수신기를 설계함에 있어, 듀티 싸이클의 왜곡을 보상하기 위한 추가적인 블록들을 줄이고 설계부담을 줄일 수 있으므로 설계에 필요한 시간과 비용을 줄일 수 있으며, 이에 따라 광 가입자망 시대를 앞당기는데 일조하게 될 것으로 기대된다.Therefore, according to the burst mode clock / data recovery circuit resistant to the duty cycle distortion of the present invention, in designing a burst mode receiver, it is possible to reduce the additional burden for compensating for the duty cycle and to reduce the design burden, so that the time required for the design It is expected to reduce costs and costs, and thus help to accelerate the optical subscriber network era.

Claims (4)

개폐 발진기를 이용하여 클럭 및 데이터를 복원하기 위한 클럭/데이터 복원 회로로서,A clock / data recovery circuit for recovering clock and data using an open / close oscillator, 각각 입력 신호의 상향, 하향 엣지에서 반주기만큼의 길이를 갖는 두 펄스 신호를 생성하는 재설정 신호 발생기(Reset Signal Generator)와;A reset signal generator for generating two pulse signals each having a length equal to half a period at the up and down edges of the input signal; 상기 재설정 신호 발생기의 두 펄스 신호를 각각 입력으로 하여, 하나의 개폐발진기는 듀티 싸이클이 왜곡된 만큼 입력 신호에서 뒤쪽으로 위상 차이(Phase Error)를 갖고, 다른 하나의 개폐발진기는 듀티 싸이클이 왜곡된 만큼 입력 신호에서 앞쪽으로 위상 차이를 가지면서 발진하는 두 개의 개폐발진기(Gated Oscillator)와;With the two pulse signals of the reset signal generator as inputs, one oscillator has a phase error backward from the input signal as long as the duty cycle is distorted, and the other oscillator has a duty cycle distorted. Two oscillators (Gated Oscillators) oscillating with a phase difference forward in the input signal as much as; 상기 두 개폐발진기의 출력으로서 크기는 같고, 입력 신호를 중심으로 방향이 반대인 위상차를 갖는 두 클럭을 입력으로 하여, 위상을 분할하여 입력 신호와 위상 차이가 없는 클럭을 출력하는 반 위상 분할기(Half Phase Interpolator);Half-phase divider for outputting clocks having the same magnitude as the outputs of the two open / close oscillators and having a phase difference opposite in direction with respect to the input signal, and dividing the phase to output a clock having no phase difference from the input signal. Phase interpolator); 를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 듀티 싸이클 왜곡에 강한 버스트 모드 클럭/데이터 복원 회로.Burst mode clock / data recovery circuit resistant to the duty cycle distortion, characterized in that consisting of. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 재설정 신호 발생기는,The reset signal generator, 입력 신호를 반주기 지연하여 출력하는 반주기 지연 회로와;A half cycle delay circuit for outputting a half cycle delay of the input signal; 입력 신호와, 상기 반주기 지연 회로를 통해 반주기 지연된 신호를 입력으로 하여, 각각 상향, 하향 엣지(Edge)에서 반주기만큼의 길이를 갖는 두 펄스 신호를 생성하는 한 쌍의 NAND 게이트;A pair of NAND gates for inputting an input signal and a half-period delayed signal through the half-period delay circuit, and generating two pulse signals each having a length of half a cycle at an upstream and a downside edge; 로 이루어짐을 특징으로 하는 듀티 싸이클 왜곡에 강한 버스트 모드 클럭/데이터 복원 회로.Burst mode clock / data recovery circuitry resistant to duty cycle distortion. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 반주기 지연 회로는,The half cycle delay circuit, 환형 발진기(Ring Oscillator)에서 출력과 입력을 연결하는 피드백만을 제거한 회로로서, 홀수개의 인버터 및 상기 인버터의 출력과 인에이블 신호 1을 입력으로 하는 하나의 앤드 게이트가 직렬 연결되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 듀티 싸이클 왜곡에 강한 버스트 모드 클럭/데이터 복원 회로.A circuit removing only feedback connecting an output and an input from a ring oscillator, the duty being characterized in that an odd number of inverters and one end gate having an output signal of the inverter and an enable signal 1 are connected in series Burst-mode clock / data recovery circuitry resistant to cycle distortion. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반 위상 분할기는,The half phase divider, 두 쌍의 차동 트랜지스터로 이루어져, 두 쌍의 차동 트랜지스터 신호의 전류를 더함으로써 위상을 분할하여 입력되는 두 클럭의 중간 위상을 갖는 클럭을 출력하는 것을 특징으로 하는 듀티 싸이클 왜곡에 강한 버스트 모드 클럭/데이터 복원 회로.Burst mode clock / data resistant to duty cycle distortion, comprising two pairs of differential transistors, outputting a clock having an intermediate phase of two clocks inputted by dividing the phase by adding currents of the two pairs of differential transistor signals Restoration circuit.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101103961B1 (en) * 2010-06-24 2012-01-13 중앙대학교 산학협력단 Half rate burst mode clock and data recovery
US8923462B2 (en) 2012-12-18 2014-12-30 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Device and method for correcting duty cycle, and receiver including the same
CN104506170A (en) * 2015-01-15 2015-04-08 中国科学技术大学先进技术研究院 Phase interpolation type clock recovering circuit for summating sampling voltage
KR101704278B1 (en) * 2015-11-04 2017-02-08 인하대학교 산학협력단 A Burst-mode Clock recovery circuit using Quadrature phase VCO and Method there of

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101103961B1 (en) * 2010-06-24 2012-01-13 중앙대학교 산학협력단 Half rate burst mode clock and data recovery
US8923462B2 (en) 2012-12-18 2014-12-30 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Device and method for correcting duty cycle, and receiver including the same
CN104506170A (en) * 2015-01-15 2015-04-08 中国科学技术大学先进技术研究院 Phase interpolation type clock recovering circuit for summating sampling voltage
CN104506170B (en) * 2015-01-15 2017-08-11 中国科学技术大学先进技术研究院 A kind of phase-interpolation type clock recovery circuitry of sampled voltage summation
KR101704278B1 (en) * 2015-11-04 2017-02-08 인하대학교 산학협력단 A Burst-mode Clock recovery circuit using Quadrature phase VCO and Method there of

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