科普 | 5G-A射頻“黑科技”— 環形振蕩器

5G-A（5G-Advanced/5.5G）作為(wei) 承接5G築基6G發展的關(guan) 鍵階段，需要具備高性能時鍾恢複的射頻前端振蕩器支撐其實現更高速率、更大連接、更低時延。為(wei) 此，賽思設計出一種應用於(yu) 片上時鍾的5G-A射頻“黑科技"— 超級反相器環內(nei) 耦合的環形振蕩器。

5G-A對時鍾信號提出更高要求

在5G-A的高速數據通信係統中，光傳(chuan) 輸正朝著更高速率、更大連接、更低時延演進。時鍾信號作為(wei) 數字通信的底座基石，數據的發射與(yu) 接收都是從(cong) 時鍾信號的節拍和邊沿（上升沿/下降沿）中獲得的，這就要求通信係統需擁有更高速度、更多相位、相位-相位間距均勻的多相位時鍾信號。

同時，誤碼率（BER）是衡量數字通信係統傳(chuan) 輸質量的一個(ge) 重要指標，而時鍾恢複正是決(jue) 定係統誤碼率的最關(guan) 鍵因素之一。實現高性能時鍾恢複需從(cong) 高速多相位時鍾信號中采樣、輸入數據，相鄰的相位-相位的間距的準確性決(jue) 定了時鍾恢複的相位噪聲性能。

因此，提高時鍾速度，更高速度、更多相位、相位-相位間距均勻的多相位時鍾信號變得愈發重要。

為(wei) 了實現更小的單位延遲單元，國際上提出了數種解決(jue) 方案，但都在相位輸出數量、延遲單元敏感度或PVT敏感度等方麵有著不同缺陷。

基於(yu) 此，麵對5G-A對時鍾信號的高標準、嚴(yan) 要求，賽思設計出對負偏離延遲單元低敏感度的任意輸出級數的5G-A射頻“黑科技"— 一種應用於(yu) 片上時鍾的超級反相器環內(nei) 耦合的環形振蕩器。

5G-A射頻“黑科技"- 環形振蕩器

5G-A射頻“黑科技"是為(wei) 了滿足高速數據通信係統中，時鍾恢複對高速多相位時鍾信號的高要求，而設計的新的基於(yu) 負延時偏離的環形振蕩器結構。

該設計的的三大亮點：

1、創新性解決(jue) 了J.Maneatis結構的輸出相位受限難題，設計的環形振蕩器可根據需要得到任意輸出的環形振蕩器；

2、以鎖存器耦合為(wei) 基礎，設計了基於(yu) 負偏離的延遲單元的差分環形振蕩器，降低電路對負偏離的延遲單元的敏感度，從(cong) 而得到PVT穩定性更好的時鍾信號；

3、此環形振蕩器實現了在相同相位數情況下，更高的輸出頻率。

同時，環形振蕩器原理圖已通過軟件仿真驗證，原理結構可以正常工作。此外，通過參數設計，可以發現在相同參數情況下，基於(yu) NMOS負時間偏移的延遲單元的環形振蕩器得到的頻率高於(yu) 傳(chuan) 統設計50%以上。

賽思作為(wei) 時頻產(chan) 品全鏈的核心供應商，基於(yu) 自主可控的高穩OCXO技術以及保持算法能力，為(wei) 通信、雷達、測量、工控等領域提供標準或定製化的超低噪聲和超高穩定性的晶體(ti) 振蕩器OCXO。

產(chan) 品具備*性能指標，最高具有-188dBc/Hz的本底相位噪聲、1.08E-13/s的短期穩定性、-40~85℃≤1E-11的溫度穩定性。同時，擁有多種類型不同尺寸封裝可供選擇。

振蕩器雖微小，卻有著助推科技發展（尤其是通信技術發展）的浩繁力量。隨著5G-A規模化商用進程的深入及6G預研的啟動，振蕩器的“小身板、大實力"將有無可估量的發展前景。

作為(wei) 時頻發展，未來，賽思將繼續錨定時頻領域賽道，不斷夯實自身科技硬實力，助力我國繪就5G-A規模化商業(ye) “藍海"宏圖。