發布時間:2024-01-09 作者: 來源: 閱讀量:0
時鐘生成器件包含抖動衰減功能、內部VCO以及各種輸出和很多同步管理功能,現已問世,它能解決這個系統問題。在很多實際應用中,數據轉換器陣列所需的大量時鐘已經超出了單個IC元件所能提供的極限。
無線通信系統從3G到4G和LTE的演進是推動高速數據轉換和同步的關鍵技術因素。在蜂窩基站應用中,多種因素共同作用,提高了數據帶寬要求。主要的因素是,訂閱數量的增加導致對更為豐富的多媒體內容的需求,以及對于使用全球蜂窩基礎設施的機器間通信的新應用需求。在含有大型數據轉換器陣列的復雜系統中,處理更大的數據量要求從天線到處理單元具有高SNR(信噪比)。從時鐘角度來講,SNR受限于采樣時鐘的相位噪聲。較差的相位噪聲性能會造成抖動并增加EVM(誤差矢量幅度),從而嚴重降低SNR,影響系統性能。一般而言,時鐘信號質量用抖動來表示,其定義為目標帶寬內的相位噪聲積分。
在大型數據轉換器陣列中,當不同陣列的時鐘之間需要同步時,通道間偏斜便是一個關鍵要求。這類系統的性能取決于同步數據陣列,因此對不同數據轉換器之間的偏斜很敏感。功耗也是一個考慮因素。較高的功耗降低了系統效率,使溫度升高并增加冷卻成本和引線,且增加了潛在故障率。從商業角度出發,器件數和電路板空間同樣是很重要的,應加以控制。
實現時鐘對齊和通道偏斜最小化目標的常見做法是使用確定性— 也就是說,重復用于所有器件和所有上電時序。在JESD204B系統中,需要對齊本地多幀時鐘(LMFC),以實現確定性延遲。界面通過子類1(SYSREF)或子類2(SYNC)定義調用發送和接收器件的LMFC復位與對齊。系統中的不確定性延遲使得在1個LFMC周期內實現LMFC的對齊變得更為困難。因此,前文提到的帶高精度對齊功能的時鐘樹結構可以幫助系統設計人員滿足LMFC對齊要求。
常見通信系統的額外復雜性在于,大部分RF前端元件依賴串行界面連接到發送/接收模塊,要求數據和時鐘通過數字處理器或FPGA來嵌入/消除。這個過程通常會產生干擾基準時鐘抖動,要求在較大的RF時鐘生成和分配器件中集成抖動衰減能力。
適用于采用分布式大型數據轉換器陣列的各種不同系統,范圍涉及無線基礎設施、軍用雷達以及測試與測量系統。最近5G通信系統提出的更高頻率和帶寬調制方案的基礎是多RF輸入/輸出界面的當前趨勢,需要更多的數據轉換通道。此外,在某些最新的5G架構方案中,相位陣列天線出現的頻率很高,它是降低功耗、提升輸出容量的一種途徑。
大型數據轉換器陣列的另一個重要使用場景是測試與測量系統,這類系統要求以高采樣速率捕獲大量數據、引入的噪聲盡可能低,并要求同步處理。這些系統同樣需要大量的同步時鐘。類似地,在高級醫療成像系統中,數據處理吞吐速率非常高,且要求并行數據采集路徑能同步操作。