Современная электроника №1/2024

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 57 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 1 / 2024 ● системы с фазовым выравнивани - ем , без слежения за фазой входно - го потока , включающие устройства , основанные на высокодобротных по - лосовых фильтрах и на инициируе - мом генераторе . Каждая архитектура имеет свои осо - бенности , достоинства и недостатки . Рассмотрим кратко принципыфункцио - нирования модулей восстановления так - тового сигнала ( МВТС ) для некоторых систем CDR, что необходимо для выяв - ления особенностей их тестирования . 1. Системы на основе ФАПЧ являют - ся самыми распространёнными и спо - собны работать в широком диапазоне скоростей входного потока данных , т . е . применяться в интерфейсах с пере - менной скоростью следования потока , например , в SATA. Их архитектура про - являет малую чувствительность к джит - теру , определяемую полосой фильтра в петле автоподстройки МВТС , которая включает фазовый детектор и управля - емый источник тока , а также фильтр нижних частот ( рис . 2 а ). Однако дан - ные преимущества являются друг для друга конкурентными , поэтому чем выше скорость перестройки , тем , как правило , хуже подавление джиттера . Для снижения времени подстройки и минимизации так называемого лож - ного захвата частоты внедряют второе кольцо ФАПЧ с более широкой полосой пропускания . В таком случае ( рис . 2 б ) одно кольцо служит для грубой , частот - ной подстройки , а второе – для точ - ной подстройки фазы . Из недостатков систем на основе ФАПЧ следует отме - тить длительное время синхронизации , сложность переноса на другой техноло - гический процесс при аппаратной реа - лизации , большую площадь , занимае - мую фильтрами в составе системы CDR при её микроэлектронном исполнении . 2. Системы на основе управляемой линии задержки пригодны для схем с постоянной частотой следования бит , из чего следует основной недостаток – невозможность подстройки частоты генератора , формирующего выход - ной тактовый сигнал . Такие решения применяются в схемах синхронной передачи данных с индивидуальной подстройкой фазы одновременно для нескольких каналов . Структура МВТС , представленная на рис . 3, предполагает наличие двух петель обратной связи . Первая из них , основанная на использовании частотно - фазового детектора , обеспечивает сле - жение за частотой и фазой специаль - но сформированного опорного сигнала и предназначена для формирования напряжения , управляющего длительно - стью задержки в линии . Этот же подход может быть реализован и при исполь - зовании входного напряжения вместо опорного сигнала , однако такое реше - ние более склонно к проявлению свя - занных с джиттером проблем . Стабиль - ность восстановления опорного сигнала будет зависеть от характеристик источ - ника опорной частоты . Управляемая линия задержки функционирует в соста - ве петли слежения за задержкой , на выходе которой и формируется выход - ной тактовый сигнал . Недостатком тако - го технического решения являются огра - ничения по диапазону отстроек фазы , при которых сохраняется устойчивость её функционирования . 3. Системы на основе инициируемо - го генератора применяются в случаях , когда имеются ограничения по време - ни вхождения в синхронизацию [8]. В типовой схеме ( рис . 4) входной сигнал поступает на линию задержки , которая вместе с детектором фронтов , построен - ном на логическом элементе « исключа - ющее ИЛИ », формирует управляющий сигнал для генератора (1), у которого имеется возможность перестройки фазы в некотором диапазоне значе - ний за счёт управляемой линии пере - дачи . Для подстройки частоты и фазы выходного тактового сигнала использу - ется напряжение , формируемое в петле слежения за фазой и частотой опорного источника , в которой имеется генера - тор (2). При обнаружении фронта гене - ратор « сбрасывается », что обеспечивает выравнивание фазы входного сигнала и опорного генератора . Достоинства такого подхода к восста - новлению тактовой частоты состоят в отсутствии обратной связи , быстрой Рис . 2. Структура МВТС системы CDR на основе ФАПЧ : а ) с одной петлёй обратной связи ; б ) с двумя петлями обратной связи Рис . 3. Структура МВТС системы CDR на основе управляемой линии задержки а б