科普 | 5G-A射頻“黑科技”— 環(huán)形振蕩器

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

5G-A對時(shí)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(zhù)更高速率、更大連接、更低時(shí)延演進(jìn)。時(shí)鐘信號作為數字通信的底座基石，數據的發(fā)射與接收都是從時(shí)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(shí)鐘信號。

同時(shí)，誤碼率（BER）是衡量數字通信系統傳輸質(zhì)量的一個(gè)重要指標，而時(shí)鐘恢復正是決定系統誤碼率的最關(guān)鍵因素之一。實(shí)現高性能時(shí)鐘恢復需從高速多相位時(shí)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(shí)鐘恢復的相位噪聲性能。

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

為了實(shí)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、延遲單元敏感度或PVT敏感度等方面有著(zhù)不同缺陷。

基于此，面對5G-A對時(shí)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(shí)鐘的超級反相器環(huán)內耦合的環(huán)形振蕩器。

5G-A射頻“黑科技"- 環(huán)形振蕩器

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

該設計的的三大亮點(diǎn)：

1、創(chuàng )新性解決了J.Maneatis結構的輸出相位受限難題，設計的環(huán)形振蕩器可根據需要得到任意輸出的環(huán)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(huán)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(shí)鐘信號；

3、此環(huán)形振蕩器實(shí)現了在相同相位數情況下，更高的輸出頻率。

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

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

產(chǎn)品具備*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(shí)，擁有多種類(lèi)型不同尺寸封裝可供選擇。

振蕩器雖微小，卻有著(zhù)助推科技發(fā)展（尤其是通信技術(shù)發(fā)展）的浩繁力量。隨著(zhù)5G-A規?；逃眠M(jìn)程的深入及6G預研的啟動(dòng)，振蕩器的“小身板、大實(shí)力"將有無(wú)可估量的發(fā)展前景。

作為時(shí)頻發(fā)展，未來(lái)，賽思將繼續錨定時(shí)頻領(lǐng)域賽道，不斷夯實(shí)自身科技硬實(shí)力，助力我國繪就5G-A規?；虡I(yè)“藍海"宏圖。