[发明专利]用于无参考时钟和数据恢复应用的相位/频率检测器以及电荷泵构架

权利要求书

1.一种时钟和数据恢复电路，包括：

相位检测器，用于接收数据信号和时钟信号作为输入，所述相位 检测器用于驱动相位检测器电荷泵；

频率检测器，用于接收来自所述相位检测器的中间信号作为输 入，所述频率检测器用于驱动频率检测器电荷泵；

组合器，用于组合所述频率检测器电荷泵和所述相位检测器电荷 泵的输出；

环路滤波器，用于接收所述组合器的输出；以及

由所述环路滤波器驱动的压控振荡器，用于输出连接到所述相位 检测器的时钟信号，

其中，来自所述相位检测器的中间信号包括在所述数据信号上将 时钟周期分为四个相区P1、P2、P3和P4的采样点，以及所述相位检 测器确定数据转变沿落入的相区以确定是否锁频以及产生UP信号和 DOWN信号来驱动所述相位检测器电荷泵。

2.如权利要求1所述的时钟和数据恢复电路，其中，所述相位检 测器包括继电器式Alexander相位检测器。

3.如权利要求1所述的时钟和数据恢复电路，其中，所述相位检 测器包括三角波Hogge相位检测器。

4.如权利要求1所述的时钟和数据恢复电路，其中，所述频率检 测器包括一对相区识别电路以识别出现数据转变沿的相区。

5.如权利要求1所述的时钟和数据恢复电路，其中，所述相位检 测器电荷泵包括位于输出节点的PMOS共发共基放大器以对电荷泵 电流求和以及扩大输出电压范围。

6.如权利要求1所述的时钟和数据恢复电路，其中，所述频率检 测器电荷泵包括三态电荷泵。

7.如权利要求6所述的时钟和数据恢复电路，其中，所述频率检 测器电荷泵只在相区P1或P2内有条件地激活。

8.如权利要求1所述的时钟和数据恢复电路，其中，所述压控振 荡器输出同相时钟信号CLK_I和正交时钟信号CLK_Q。

9.一种方法，包括：

在多个采样点对数据信号采样以将时钟周期分为四个相区P1、 P2、P3和P4；

将时钟周期表示在相平面上，其中2π角度对应于时钟周期，所 述相平面被划分为四个象限，所述相区P1、P2、P3和P4中的每一个 对应于一个象限；

由所述相平面上的相量表示数据信号转变沿与时钟相位之间的 相对相位；以及

检测相量落入的相区以确定时钟频率是否被锁相。

10.如权利要求9所述的方法，还包括：

确定相量落入相平面的左侧还是相平面的右侧；以及

分别产生UP信号或者DOWN信号以调整时钟。

11.如权利要求10所述的方法，还包括：

如果时钟频率不同于所述数据信号，在所述相平面上以等于拍频 的速率旋转相量。

12.如权利要求11所述的方法，还包括：

用所述UP信号和所述DOWN信号驱动压控振荡器。

13.一种包括时钟和数据恢复电路的光通信系统，包括：

相位检测器，用于接收数据信号和时钟信号作为输入，所述相位 检测器用于在多个采样点对所述数据信号采样以将时钟周期分为四 个相区P1、P2、P3和P4，所述相位检测器还用于确定出现数据转变 沿的相区以产生UP或者DOWN信号以调整时钟信号相位；

频率检测器，用于如果所述数据转变沿穿过P2/P3边界，则产生 TIMING信号，并且如果所述数据转变沿穿过P1/P2边界，则产生 UNLOCKED信号，所述频率检测器还包括接收所述TIMING信号作 为输入并被所述UNLOCKED信号锁存以产生SPEED信号的锁存器， 所述TIMING信号、所述UNLOCKED信号和所述SPEED信号用于 调整时钟信号频率。

14.如权利要求13所述的光通信系统，还包括：

由所述UP信号和DOWN信号驱动的相位检测器电荷泵。