一种线性度好的相位插值电路的制作方法

1.本发明涉及数字时钟技术领域，具体是一种线性度好的相位插值电路。


背景技术：

2.在高速接口设计中，数据时钟恢复电路是一个常用模块，数据时钟恢复电路需要相位插值器产生等间隔延时的时钟信号。随着数据率的提升，对相位插值器的线性度要求越来越高。现有的相位插值电路在高速传输时，线性度不能满足要求，导致数据时钟恢复电路恢复出来的时钟不在采样数据的中心，从而产生误码。
3.理想相位插值电路的相位关系类似于一个圆，将0
°
到360
°
的相位变化均匀划分成64个区域，每个区域均为5.625
°
。
4.传统的相位插值电路由四组差分对，公共的负载电阻和四路可变电流源组成， 一般分为i路和q路，通过调节i_p，i_n，q_p，q_n四组电流源的比重，保证总电 流相同来实现不同的相位。实现方式如图1所示，v
out
＝av
ivi
av
qvq
，式中 avi＝gmir，avq＝gmqr，则v
out
＝gmirvi gmqrvq，输出相位分为四个象限，0
°
～90
°
，90
°
～180
°
，180
°
～ 270
°
，270
°
～0
°
。具体实现的相位关系类似菱形。假定总的电流为32i，0
°
～ 90
°
的电流系数如下：


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种线性度好的相位插值电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种线性度好的相位插值电路，由数据时钟恢复电路、i路，q路和iq路组成，所述i路包括六个结构相同的i路电流电路，q路包括六个结构相同的q路电流电路，iq路包括iq路相位选择电路、两个iq路常开电流电路和九个iq路选择电流电路，i路电流电路分别连接数据时钟恢复电路和iq路相位选择电路，q路电流电路分别连接数据时钟恢复电路和iq路相位选择电路，iq路相位选择电路还分别连接数据时钟恢复电路、iq路常开电流电路和iq路选择电流电路。
7.作为本发明的进一步技术方案：iq路常开电流电路,用于保证iq路一直有电流，减小开启时间，优化线性度。
8.作为本发明的进一步技术方案：所述iq路，用于保证相位插值电路在45
°
，135
°
，225
°
，315
°
附近通过调节i路和q路电流源的比重，保证总电流相同来实现不同的相位。
9.作为本发明的进一步技术方案：在0
°
，90
°
，180
°
，270
°
附近通过固定i路或者q路，调节另一路的电流源比重来实现不同的相位。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种线性度好的相位插值电路，保证数据时钟恢复电路恢复出来的时钟在采样数据的中心，使得数据采样的建立和
保持时间都比较大，减小误码；本发明提供的相位插值电路，结构简单，可以减小系统复杂度和芯片面积。
附图说明
11.图1是传统相位插值电路图。
12.图2是不同相位插值电路的相位图。
13.图3是本发明相位插值电路图。
14.图4为图3中数据时钟恢复电路部分的放大图。
15.图5为图3中i路部分的放大图。
16.图6为图3中iq路部分的放大图。
17.图7为图3中q路部分的放大图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.实施例1：请参阅图1-7，一种线性度好的相位插值电路，由数据时钟恢复电路、i路，q路和iq路组成，所述i路包括六个结构相同的i路电流电路，q路包括六个结构相同的q路电流电路，iq路包括iq路相位选择电路、两个iq路常开电流电路和九个iq路选择电流电路，i路电流电路分别连接数据时钟恢复电路和iq路相位选择电路，q路电流电路分别连接数据时钟恢复电路和iq路相位选择电路，iq路相位选择电路还分别连接数据时钟恢复电路、iq路常开电流电路和iq路选择电流电路。
20.iq路，用于保证相位插值电路在45
°
，135
°
，225
°
，315
°
附近通过调节i路和q路电流源的比重，保证总电流相同来实现不同的相位。在0
°
，90
°
，180
°
，270
°
附近通过固定i路或者q路，调节另一路的电流源比重来实现不同的相位。iq路常开电流电路,用于保证iq路一直有电流，减小开启时间，优化线性度。
21.实施例2，在实施例1的基础上，如图3所示，本设计的数据时钟恢复电路包括mos管v1-v8，mos管v1的栅极连接mos管v4的栅极、输入相位0
°
的信号clk_00_p，mos管v2的栅极连接mos管v3的栅极和输入相位180
°
的信号clk_00_n，漏极连接mos管v3的漏极、mos管v5的漏极、mos管v7的漏极和电阻r1，mos管v5的栅极连接mos管v8的栅极、输入相位90
°
的信号clk_90_p，mos管v6的栅极连接mos管v7的栅极和输入相位270
°
的信号clk_90_n。
22.i路电流电路由三个mos管组成，其中第一路i路电流电路包括mos管v9、mos管v10和mos管v11，mos管v9的源极连接mos管v10的源极和mos管v11的漏极，mos管v9的栅极连接i路选择0
°
相位一路电流的控制信号ctrl_i1_p，mos管v10的栅极连接i路选择180
°
相位一路电流的控制信号ctrl_i1_n，mos管v11的源极接地，mos管v9的漏极连接mos管v1的源极、mos管v2的源极和iq路相位选择电路，mos管v10的漏极连接mos管v3的源极、mos管v4的源极和iq路相位选择电路，其余5路结构以及连接关系均与第一路相同。
23.q路电流电路由三个mos管组成，其中，第一路q路电流电路包括mos管v16、mos管
v17和mos管v18，mos管v16的源极连接mos管v17的源极和mos管v18的漏极，mos管v16的栅极连接q路选择0
°
相位一路电流的控制信号ctrl_q1_p，mos管v17的栅极连接q路选择180
°
相位一路电流的控制信号ctrl_q1_n，mos管v18的源极接地，mos管v16的漏极连接mos管v5的源极、mos管v6的源极和iq路相位选择电路，mos管v17的漏极连接mos管v7的源极、mos管v8的源极和iq路相位选择电路，其余5路结构以及连接关系均与第一路相同。
24.iq路相位选择电路包括mos管v12、mos管v13、mos管v14和mos管v15，mos管v12的漏极连接mos管v1的源极、mos管v2的源极和mos管v9的漏极，mos管v13的漏极连接mos管v3的源极、mos管v4的源极和mos管v10的漏极，mos管v14的漏极连接mos管v5的源极、mos管v6的源极和mos管v16的漏极，mos管v15的漏极连接mos管v7的源极、mos管v8的源极和mos管v17的漏极，mos管v12的源极连接mos管v13的源极、iq路常开电流电路和iq路选择电流电路，mos管v14的源极连接mos管v15的源极、iq路常开电流电路和iq路选择电流电路。
25.iq路常开电流电路由三个mos管组成，其中第一路iq路常开电流电路包括mos管v19、mos管v20和mos管v21，mos管v19的源极连接mos管v20的源极和mos管v21的漏极，mos管v19的栅极接地，mos管v21的源极接地，mos管v19的漏极连接mos管v12的源极、mos管v13的源极,第一路iq路常开电流电路包括mos管v25、mos管v26和mos管v27，mos管v25的源极连接mos管v26的源极和mos管v27的漏极，mos管v26的栅极接地，mos管v27的源极接地，mos管v25的漏极连接mos管v14的源极、mos管v15的源极。
26.iq路选择电流电路由三个mos管组成，其中第一路iq路选择电流电路包括mos管v22、mos管v23和mos管v24，mos管v22的源极连接mos管v23的源极和mos管v24的漏极，mos管v22的栅极连接iq路选择0
°
相位一路电流的控制信号ctrl_iq1_p，mos管v23的栅极连接iq路选择180
°
相位一路电流的控制信号ctrl_iq1_n，mos管v24的源极接地，mos管v22的漏极连接mos管v12的源极、mos管v13的源极，其余8路结构以及连接关系均与第一路相同。
27.工作原理如下：clk_00_p和clk_00_n为输入相位0
°
和180
°
的信号， clk_90_p和clk_90_n为输入相位90
°
和270
°
的信号，ctrl_i_p为i路选择0
°ꢀ
相位一路电流的控制信号，当ctrl_i_p为1时，则0
°
相位的电流会开启， ctrl_i_p有6个，开启数目越多，则0
°
相位的电流会增加；ctrl_i_n为i路 选择180
°
相位一路电流的控制信号，当ctrl_i_n为1时，则0
°
相位的电流会 开启，ctrl_i_n有6个，开启数目越多，则180
°
相位的电流会增加；同理， ctrl_q_p为q路选择90
°
相位一路电流的控制信号，当ctrl_q_p为1时，则 90
°
相位的电流会开启，ctrl_q_p有6个，开启数目越多，则90
°
相位的电流 会增加；ctrl_q_n为q路选择270
°
相位一路电流的控制信号，当ctrl_q_n为 1时，则270
°
相位的电流会开启，ctrl_q_n有6个，开启数目越多，则270
°ꢀ
相位的电流会增加；ctrl_mux1_p、ctrl_mux1_n、ctrl_mux2_p、ctrl_mux2_n 为iq路的相位选择信号，ctrl_mux1_p为1则选择0
°
相位，具体电流的大小由 ctrl_iq_p和ctrl_iq_n来控制，同理，ctrl_mux1_n为1则选择180
°
相位， ctrl_mux2_p为1则选择90
°
相位，ctrl_mux2_n为1则选择270
°
相位。同时 选择ctrl_mux1_p、ctrl_mux1_n、ctrl_mux2_p、ctrl_mux2_n为0还是为1也 可以进行象限选择。iq路还有两路常开启的电流，保证iq路一直有电流，减小 开启时间，优化线性度。引入iq路，保证相位插值电路在45
°
，135
°
，225
°
， 315
°
附近通过调节i路和q路电流源的比重，保证总电流相同来实现不同的相 位。但是在0
°
，90
°
，180
°
，270
°
附近通过固定i路或者q路，调节另一路 的电流源比重来实现。而且i路和q路由6路电流组成，其中1～3路的电流是 一致的，为基准电流一定倍数，4～6路的电流
是一致的，为基准电流一定倍数。 假定总的电流为32i，i路和q路的1～3路的电流1.1i，i路和q路的4～6路 的电流0.9i，iq路每一路电流为2i，常开的电流为i。0
°
～90
°
的电流系数如 下：
28.ii＝25i，iq＝1i；1、ii＝25i，iq＝2.8i；2、ii＝25i，iq＝4.8i；3、 ii＝25i，iq＝7i；4、ii＝23i，iq＝9i；5、ii＝21i，iq＝11i；6、 ii＝19i，iq＝13i；7、ii＝17i，iq＝15i；8、ii＝15i，iq＝17i；9、 ii＝13i，iq＝19i；10、ii＝11i，iq＝21i；11、ii＝9i，iq＝23i； ii＝7i，iq＝25i；13ii＝4.8i，iq＝25i；14、ii＝2.8i，iq＝25i；15、 ii＝1i，iq＝25i。
29.具体实现的相位关系类似十六边形。这种相位插值电路在0
°
，90
°
，180
°
， 270
°
附近的相位线性度得到优化，更接近圆形。从而整体线性度都比较好。实施例3，在实施例2的基础上，i路和q路由6路电流组成，其中1～3 路的电流是一致的，为基准电流一定倍数，4～6路的电流是一致的，为一定倍 数的基准电流；根据微调ii和iq电流的系数，可以进 一步优化相位插值电路的线性度；i路，q路和iq路的电流比例关系可以根据相位插值电路的线性度进行设计。
30.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
31.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。