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锁相环是通用的电路功能之一。它们用于为处理器提供时钟(相当良好的情况),以及用于在固定和调谐频率发送器和接收器中建立调谐。 然而,困难的挑战之一是在无线链路中恢复,清理和重新计时定时信号。与处理器时钟不同,此处通道的时钟信号不是显式或单独的信号,而是嵌入在已调制的数据流中。即使发送和接收时钟都是完美的并且也完美同步(从未出现过这种情况),该通道将具有噪声,衰减,变化的SNR,失真以及许多其他腐蚀因素。 除了在无线信道中使用外,PLL在有线和光纤链路中起着类似的作用。在后两种情况下,与无线相比,接收信号通常较少损坏且更稳定,因此稍微简化了任务,但数据速率通常要高得多(某些
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利用利用PLL清除无线链路中的时钟信号清除无线链路中的时钟信号
锁相环是通用的电路功能之一。它们用于为处理器提供时钟(相当良好的情况),以及用于在固定和调谐频率
发送器和接收器中建立调谐。 然而,困难的挑战之一是在无线链路中恢复,清理和重新计时定时信号。与处理
器时钟不同,此处通道的时钟信号不是显式或单独的信号,而是嵌入在已调制的数据流中。即使发送和接收时
钟都是完美的并且也完美同步(从未出现过这种情况),该通道将具有噪声,衰减,变化的SNR,失真以及许
多其他腐蚀因素。 除了在无线信道中使用外,PLL在有线和光纤链路中起着类似的作用。在后两种情况下,与
无线相比,接收信号通常较少损坏且更稳定,因此稍微简化了任务,但数据速率通常要高得多(某些
锁相环是通用的电路功能之一。它们用于为处理器提供时钟(相当良好的情况),以及用于在固定和调谐频率发送器和接
收器中建立调谐。
然而,困难的挑战之一是在无线链路中恢复,清理和重新计时定时信号。与处理器时钟不同,此处通道的时钟信号不是显
式或单独的信号,而是嵌入在已调制的数据流中。即使发送和接收时钟都是完美的并且也完美同步(从未出现过这种情况),
该通道将具有噪声,衰减,变化的SNR,失真以及许多其他腐蚀因素。
除了在无线信道中使用外,PLL在有线和光纤链路中起着类似的作用。在后两种情况下,与无线相比,接收信号通常较少
损坏且更稳定,因此稍微简化了任务,但数据速率通常要高得多(某些光链路的数十Gbps),这加剧了挑战。因此,PLL必
须克服不同的困难,具体取决于通道介质。
时钟恢复挑战的复杂性在与通信通道相关的有用图表中清晰显示,眼图(图1) 1 。该图实时覆盖了所有接收到的数据流
位,从而构建了一个复合数据,显示接收器的定时抖动,失真和衰减程度。
图1:使用恢复的系统时钟覆盖所有接收数据位的眼图,揭示了有关抖动,衰减,失真的大量信息和它所代表的“理
想”数字信号相比,接收信号的许多其他特性。 (由Yellow Fourier Technologies Private Ltd.提供)
虽然理想的数据位看起来像方波,但任何实际位都具有非垂直斜率和圆角作为其缺陷;此外,实际接收信号将具有各种抖
动,失真和衰减。由于信道限制,比特在时间上延伸,它们重叠,结果是符号间干扰(ISI),这使得更难以实现低误码率
(BER)。
因此,接收机尽管存在许多破坏因素,但必须从接收的调制数据流中提取数据时钟的定时。形式上,此功能称为“时钟和
数据恢复”或“时钟和数据重定时”(CDR),但通常用俚语“时钟清理”来描述。接收器电路使用此恢复的时序来确定时
刻到对数据进行抽样。目标是在接收的比特值上实现较低的误码率。
PLL
PLL使用闭环负反馈拓扑将接收信号的嵌入式时钟与标准的本地生成时钟相匹配(图2)。 PLL的原理和操作已经在技术
文章,书籍和网站中得到了广泛的介绍,解释主要是口头的,直观的方法,一直到那些提供强大的数学分析的方法 2,3 (PLL
对于这种水平的调查来说,它是一个很好的候选者,因为它可以准确地建模)。虽然PLL多年来都是全模拟电路,但现在它们
通常采用数字电路实现(例如,模拟VCO被数控振荡器取代);在更高的频率下,模拟仍然是可行的选择。
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