失调校准电路及模拟前端设备的制作方法

1.本公开的实施例涉及失调校准电路及模拟前端设备。


背景技术：

2.在接收机中，模拟前端设备(afe，analog front-end equipment)将来自信号通道的小信号放大为大信号，其中大信号被传递给时钟数据恢复(cdr，clock data recovery)电路。但随着信号通道的长度的增加以及数据速率的增大，模拟前端设备的输入信号的幅度不断地减小。由此导致模拟前端设备的输入信号的转换速率也变得越来越慢，这也会退化信号对于噪声的免疫力。而且，低功耗和高性能的抗电磁干扰能力是目前接收机的发展趋势，这些要求同样会减小发射机(tx)输出信号的幅度。因此，提供接收机的模拟前端设备的灵敏度势在必行。
3.此外，电子器件的失配也会引起模拟前端设备失调进而降低模拟前端设备的输入灵敏度。目前失调校准方法可以用来补偿电子器件的失配并提升良率。在接收机(rx)中，传统的失调校准方法通常是在模拟前端设备上电之后，接收机进入失调校准工作模式，并在失调校准工作模式下完成失调校准。而在失调校准完成之后，接收机的时钟数据恢复电路进入时钟训练工作模式。但若在失调校准完成之后，模拟前端设备的工作环境因为各种原因发生变化，这会导致已经完成的失调校准的准确性降低，并对后续所有的操作造成影响。


技术实现要素：

4.本公开至少一个实施例提供了失调校准电路、模拟前端设备、失调校准方法及执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置，从而实现提高模拟前端设备的灵敏度并可应对模拟前端设备的工作环境的改变。
5.本公开至少一个实施例提供一种失调校准电路，包括：失调极性获取单元，被配置为接收用于失调校准操作的信号，基于信号的多个采样值，执行多数投票操作，以获取信号的极性；失调校准逻辑单元，被配置为从失调极性获取单元接收的信号的极性，发送与极性相对应的失调校准码；以及数字控制电流源，被配置为从失调校准逻辑单元接收失调校准码，根据失调校准码，输出用于补偿信号的补偿信号。
6.例如，在本公开一实施例提供的失调校准电路中，失调校准逻辑单元还被配置为，响应于接收到极性，输出指示进入失调校准模式的第一信息，以及响应于极性发生改变，输出指示离开失调校准模式的第二信息。
7.例如，在本公开一实施例提供的失调校准电路中，失调极性获取单元还配置为，每间隔预设时长执行一次多数投票操作，或者持续对最新接收到的固定数量的多个采样值执行多数投票操作。
8.例如，在本公开一实施例提供的失调校准电路中，失调校准逻辑单元还配置为，在极性发生改变之前，向数字控制电流源持续输出失调校准码。
9.例如，在本公开一实施例提供的失调校准电路中，失调校准逻辑单元还配置为，每
间隔预设时长输出一次失调校准码，或者，响应于每次接收到失调极性获取单元发送的极性，输出一次失调校准码；其中，每次输出的失调校准码相较于上一次输出的失调校准码的数值增加或减小。
10.例如，在本公开一实施例提供的失调校准电路中，极性包括正和负，响应于极性为正，每次输出的失调校准码相较于上一次输出的失调校准码的数值减小；响应于极性为负，每次输出的失调校准码相较于上一次输出的失调校准码的数值增加。
11.本公开至少一个实施例提供一种模拟前端设备，包括：多级放大器，包括多级且被配置为将多级中的第一级接收的输入信号多级放大，并在最后一级输出放大后的输入信号；时钟数据恢复电路，被配置为接收放大后的输入信号，并基于放大输出信号进行频率及时钟锁定训练；以及上述实施例中任一项的失调校准电路，与时钟数据恢复电路和多级放大器耦合，且被配置为响应于失调校准指示执行失调校准操作。
12.例如，在本公开一实施例提供的模拟前端设备中，还包括处理器，失调校准指示为处理器发送的或时钟数据恢复电路发送的。
13.例如，在本公开一实施例提供的模拟前端设备中，时钟数据恢复电路被配置为依次进行频率锁定和相位锁定。
14.例如，在本公开一实施例提供的模拟前端设备中，失调校准电路还被配置为，在时钟数据恢复电路执行频率锁定训练和相位锁定训练之间，响应于时钟数据恢复电路完成频率锁定训练，执行失调校准操作。
15.例如，在本公开一实施例提供的模拟前端设备中，失调校准电路还被配置为，响应于时钟数据恢复电路完成相位锁定训练，执行失调校准操作。
16.例如，在本公开一实施例提供的模拟前端设备中，时钟数据恢复电路还被配置为，响应于失调校准操作执行完成且频率锁定训练及相位锁定训练均完成，输出基于输入信号恢复出的时钟信号和数据信号。
17.例如，在本公开一实施例提供的模拟前端设备中，时钟数据恢复电路还被配置为：响应于频率失锁或相位失锁，向失调校准电路发送失调校准指示；或者，响应于模拟前端设备的配置信息发生变化，向失调校准电路发送失调校准指示。
18.例如，在本公开一实施例提供的模拟前端设备中，模拟前端设备还包括：第一切换单元，与失调校准电路及多级放大器耦合，被配置为基于失调校准电路发送的第一信息或第二信息，控制输入信号输入或不输入第一级，其中，第一信息指示进入失调校准模式，第二信息指示离开失调校准模式；第二切换单元，与失调校准电路及多级放大器耦合，被配置为基于第一信息或第二信息，控制或禁止公共电压输入多级放大器；以及电压端，与第二切换单元耦合，被配置为提供用于失调校准操作的公共电压。
19.例如，在本公开一实施例提供的模拟前端设备中，第二切换单元与第一级的数据输入端耦合或与多级中的第二级的数据输入端耦合；或者第一切换单元与第一级的数据输入端耦合或与第一级的控制信号输入端耦合。
20.例如，在本公开一实施例提供的模拟前端设备中，在第二切换单元与第二级的数据输入端耦合时，失调校准电路与第二级之后的第n级放大器的数据输入端耦合；或者在第二切换单元与第一级的数据输入端耦合时，失调校准电路与第一级之后的第m级放大器的数据输入端耦合，其中，n为大于2的整数，m为大于1的整数。
21.例如，在本公开一实施例提供的模拟前端设备中，第一切换单元为逻辑与门或双刀双掷开关，第二切换单元为双刀双掷开关。
22.本公开至少一个实施例提供一种失调校准方法，包括：控制模拟前端设备的时钟数据恢复电路进行锁定训练，其中，锁定训练包括相位锁定训练和频率锁定训练；以及响应于时钟数据恢复电路失锁，控制时钟数据恢复电路重新进行锁定训练；其中，控制时钟数据恢复电路进行锁定训练包括：控制时钟数据恢复电路进行频率锁定训练；响应于时钟数据恢复电路的频率锁定，控制模拟前端设备的失调校准电路执行失调校准操作；响应于失调校准操作执行完成，控制时钟数据恢复电路进行相位锁定训练。
23.例如，本公开一实施例提供的失调校准方法还包括：在频率锁定及相位锁定的状态下，响应于模拟前端设备的配置信息发生改变，控制失调校准电路执行失调校准操作。
24.例如，本公开一实施例提供的失调校准方法还包括：获取数据信号的误码率和/或频率漂移，数据信号为时钟数据恢复电路基于模拟前端设备的输入信号获取的；响应于误码率低于预设误码率和/或频率漂移超出预设频率漂移范围，控制时钟数据恢复电路解锁以使时钟数据恢复电路失锁。
25.例如，在本公开一实施例提供的失调校准方法中，控制失调校准电路执行失调校准操作，包括：向失调校准电路发送指示进行失调校准操作的信号；控制时钟数据恢复电路向失调校准电路发送数据信号，以使失调校准电路执行以下操作：响应于接收指示进行失调校准操作的信号，接收数据信号；获取数据信号的极性；获取与极性相对应的失调校准码；以及根据失调校准码，输出用于补偿数据信号的补偿信号。
26.例如，在本公开一实施例提供的失调校准方法中，控制时钟数据恢复电路向失调校准电路发送数据信号，包括：控制时钟数据恢复电路对数据信号进行采样，获取多个采样值；控制时钟数据恢复电路向失调校准电路发送多个采样值；其中，失调校准电路执行以下操作：响应于接收指示进行失调校准操作的信号，接收多个采样值；基于多个采样值执行多数投票操作，以获取数据信号的极性；获取与极性相对应的失调校准码；以及根据失调校准码，输出用于补偿数据信号的补偿信号。
27.例如，在本公开一实施例提供的失调校准方法中，基于多个采样值执行多数投票操作，包括：每间隔预设时长执行一次多数投票操作；或者，持续对最新接收到的固定数量的多个采样值执行多数投票操作。
28.例如，在本公开一实施例提供的失调校准方法中，获取与极性相对应的失调校准码，包括：在极性发生改变之前，持续获取失调校准码。
29.例如，在本公开一实施例提供的失调校准方法中，每次获取的失调校准码相较于上一次输出的失调校准码的数值增加或减小。
30.例如，在本公开一实施例提供的失调校准方法中，极性包括正和负；在极性为正时，每次获取的失调校准码相较于上一次获取的失调校准码的数值减小；在极性为负时，每次获取的失调校准码相较于上一次获取的失调校准码的数值增加。
31.本公开至少一个实施例提供一种执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置，包括：控制单元，控制单元被配置为：控制模拟前端设备的时钟数据恢复电路进行锁定训练，其中，锁定训练包括相位锁定训练和频率锁定训练；以及响应于时钟数据恢复电路失锁，控制时钟数据恢复电路重新进行锁定训练；其中，控制时钟数据恢复电路进行锁定训练
包括：控制时钟数据恢复电路进行频率锁定训练；响应于时钟数据恢复电路的频率锁定，控制模拟前端设备的失调校准电路执行失调校准操作；响应于失调校准操作执行完成，控制时钟数据恢复电路进行相位锁定训练。
32.例如，在本公开一实施例提供的执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置中，控制单元还被配置为：在频率锁定及相位锁定的状态下，响应于模拟前端设备的配置信息发生改变，控制失调校准电路执行失调校准操作。
33.例如，在本公开一实施例提供的执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置中，控制单元还被配置为：获取数据信号的误码率和/或频率漂移，数据信号为时钟数据恢复电路基于模拟前端设备的输入信号获取的；响应于误码率低于预设误码率和/或频率漂移超出预设频率漂移范围，控制时钟数据恢复电路解锁以使时钟数据恢复电路失锁。
34.例如，在本公开一实施例提供的执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置中，控制失调校准电路执行失调校准操作，包括：向失调校准电路发送指示进行失调校准操作的信号；控制时钟数据恢复电路向失调校准电路发送数据信号，以使失调校准电路执行以下操作：响应于接收指示进行失调校准操作的信号，接收数据信号；获取数据信号的极性；获取与极性相对应的失调校准码；以及根据失调校准码，输出用于补偿数据信号的补偿信号。
35.例如，在本公开一实施例提供的执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置中，控制时钟数据恢复电路向失调校准电路发送数据信号，包括：控制时钟数据恢复电路对数据信号进行采样，获取多个采样值；控制时钟数据恢复电路向失调校准电路发送多个采样值；其中，失调校准电路执行以下操作：响应于接收指示进行失调校准操作的信号，接收多个采样值；基于多个采样值执行多数投票操作，以获取数据信号的极性；获取与极性相对应的失调校准码；以及根据失调校准码，输出用于补偿数据信号的补偿信号。
36.例如，在本公开一实施例提供的执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置中，基于多个采样值执行多数投票操作，包括：每间隔预设时长执行一次多数投票操作；或者，持续对最新接收到的固定数量的多个采样值执行多数投票操作。
37.例如，在本公开一实施例提供的执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置中，获取与极性相对应的失调校准码，包括：在极性发生改变之前，持续获取失调校准码。
38.例如，在本公开一实施例提供的执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置中，每次获取的失调校准码相较于上一次输出的失调校准码的数值增加或减小。
39.例如，在本公开一实施例提供的执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置中，极性包括正和负；在极性为正时，每次获取的失调校准码相较于上一次获取的失调校准码的数值减小；在极性为负时，每次获取的失调校准码相较于上一次获取的失调校准码的数值增加。
附图说明
40.为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
41.图1a为一种模拟前端设备的示意图；
42.图1b为一种失调校准电路的示意图；
43.图1c为一种失调校准方法的流程图；
44.图2为本公开至少一个实施例提供的一种失调校准电路的结构示意图；
45.图3a为本公开至少一个实施例提供的一种模拟前端设备的示意图；
46.图3b为本公开至少一个实施例提供的又一种模拟前端设备的示意图；
47.图4a为本公开至少一个实施例提供的一种失调校准方法的流程图；
48.图4b为本公开至少一个实施例提供的失调校准方法的详细的流程图；
49.图5为本公开至少一个实施例提供的一种执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置的示意图。
具体实施方式
50.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
51.除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
52.图1a示出了一种模拟前端设备的示意图。如图1a所示，模拟前端设备100包括失调校准电路110、多级放大器120、时钟数据恢复电路130、电压源140、开关150和开关160。
53.将使能信号en输入多级放大器120的每一级，该多级放大器120包括n级，n为正整数。两个电压信号vip和vin输入多级放大器120的第一级(图中左侧)，这两个电压信号vip和vin由双刀双掷开关150控制输入或不输入多级放大器120。电压源140的一端接地，电压源140产生2个电压信号，这两个电压信号受到双刀双掷开关160的控制输入多级放大器120的第一级。开关150和开关160二者通常处于相反的开合状态或者同时关断。多级放大器120的两个输出信号提供给时钟数据恢复电路130，从而时钟数据恢复电路130根据这两个输出信号输出一个时钟信号ckout和一个数据信号dout。失调校准电路110的输入也是多级放大器120的两个输出信号。
54.失调校准电路110在失调校准模式(也可被称为失调校准工作模式)下接收多级放大器120的这两个输出信号，生成补偿信号并向多级放大器120的第二级的输出，从而完成失调校准。如图所示，在失调校准模式下，失调校准电路110还产生一控制信号来控制开关150和开关160。在开始进行失调校准时控制开关150断开并控制开关160闭合，从而使电压源140作为多级放大器120的输入。而在失调校准完成后控制开关150闭合并控制开关160断开，从而使外部的输入信号vip和vin正常输入多级放大器120。
55.图1b示出了一种失调校准电路的示意图。图1b所示的失调校准电路110为图1a中的模拟前端设备中的失调校准电路。如图1b所示，失调校准电路110包括误差放大器111、失调校准逻辑单元112和数控电流源113。多级放大器120的两个输出信号作为误差放大器111的输入，误差放大器111确定这两个输出信号的极性并输出给失调校准逻辑单元112。失调校准逻辑单元112根据该极性控制数控电流源113输出用于补偿的两个电压信号，并且失调校准逻辑单元112输出控制信号来控制图1a中的开关150和开关160。
56.图1c示出了一种模拟前端设备执行失调校准方法的流程图。如图1c所示，失调校准方法包括如下步骤：
57.步骤s101，上电或重置。
58.步骤s102，进入失调校准模式。
59.步骤s103，进入时钟数据恢复训练模式。
60.步骤s104，分组和显示数据接收。
61.在该失调校准方法中，将模拟前端设备上电或重置之后，执行步骤s102。在失调校准模式下的操作可参见结合图1b的描述。并在失调校准完成之后，执行步骤s103。步骤s103是对时钟数据恢复电路进行操作，使其进行时钟数据的恢复训练，并在时钟数据恢复电路锁定(包括频率锁定和相位锁定)之后，对模拟前端设备接收的数据进行显示或分组(即，步骤s104)。
62.在图1b的失调校准110中，采用了误差放大器，而误差放大器本身具有失调，并且该失调所产生的失调电压是无法得到补偿的。在例如图1a的模拟前端设备100中，除了失调校准电路110带来的失调之外，由于开关150和160直接连接输入信号及多级放大器的第一级，诸如开关的电子器件是焊接的，而连接到焊点上的开关会减弱静电保护电路的保护能力，从而导致模拟前端设备的性能进一步恶化。但是，采用如图1c所示的失调校准方法时，该方法仅在模拟前端设备上电或重置时才会进行一次失调校准，若在失调校准完成后若工作环境发生任何改变，都会导致已经完成的失调校准不再准确，因此该方法无法应对工作环境的改变，这也进一步降低模拟前端设备的性能。
63.本公开至少一个实施例提供一种失调校准电路，该失调校准电路包括：失调极性获取单元，被配置为接收用于失调校准操作的信号，基于信号的多个采样值，执行多数投票操作，以获取信号的极性；失调校准逻辑单元，被配置为从失调极性获取单元接收的信号的极性，发送与极性相对应的失调校准码；以及数字控制电流源，被配置为从失调校准逻辑单元接收失调校准码，根据失调校准码，输出用于补偿信号的补偿信号。
64.本公开至少一个实施例提供一种模拟前端设备，该模拟前端设备包括：多级放大器，包括多级且被配置为将多级中的第一级接收的输入信号多级放大，并在最后一级输出放大后的输入信号；时钟数据恢复电路，被配置为接收放大后的输入信号，并基于放大输出信号进行频率及时钟锁定训练；以及上述实施例中任一项的失调校准电路，与时钟数据恢复电路和多级放大器耦合，且被配置为响应于失调校准指示执行失调校准操作。
65.本公开至少一个实施例提供一种失调校准方法，该失调校准方法包括：控制模拟前端设备的时钟数据恢复电路进行锁定训练，其中，锁定训练包括相位锁定训练和频率锁定训练；以及响应于时钟数据恢复电路失锁，控制时钟数据恢复电路重新进行锁定训练；其中，控制时钟数据恢复电路进行锁定训练包括：控制时钟数据恢复电路进行频率锁定训练；
响应于时钟数据恢复电路的频率锁定，控制模拟前端设备的失调校准电路执行失调校准操作；响应于失调校准操作执行完成，控制时钟数据恢复电路进行相位锁定训练。
66.本公开至少一个实施例提供一种执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置，该装置包括：控制单元，控制单元被配置为：控制模拟前端设备的时钟数据恢复电路进行锁定训练，其中，锁定训练包括相位锁定训练和频率锁定训练；以及响应于时钟数据恢复电路失锁，控制时钟数据恢复电路重新进行锁定训练；其中，控制时钟数据恢复电路进行锁定训练包括：控制时钟数据恢复电路进行频率锁定训练；响应于时钟数据恢复电路的频率锁定，控制模拟前端设备的失调校准电路执行失调校准操作；响应于失调校准操作执行完成，控制时钟数据恢复电路进行相位锁定训练。
67.本公开至少一个实施例提供了失调校准电路、模拟前端设备、失调校准方法及执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置，从而实现提高模拟前端设备的灵敏度并改善失调校准的准确性。
68.图2示出了本公开实施例的一种失调校准电路的示意图。
69.如图2所示，失调校准电路200包括失调极性获取单元210、失调校准逻辑单元220和数字控制电流源230。失调极性获取单元210的一端与失调校准逻辑单元220耦合，失调极性获取单元210的另一端获取外部输入的信号。失调校准逻辑单元220与数字控制电流源230耦合，同时还向外输出信号。数字控制电流源230向外输出两个补偿信号。
70.失调极性获取单元210被配置为接收用于失调校准操作的信号，基于信号的多个采样值，例如执行多数投票操作，以获取信号的极性。
71.本实施例中，用于失调校准操作的信号包括模拟前端设备中的多级放大器的输出信号或者时钟数据恢复电路的输出信号，但该用于失调校准操作的信号为单个的信号。例如，时钟数据恢复电路的输出两路信号，失调极性获取单元210接收时钟数据恢复电路的任意一路信号。又如，多级放大器输出两路信号，失调极性获取单元210接收多级放大器输出的任意一路信号。根据要进行校准的模拟前端设备的不同，失调极性获取单元210接收的信号可以来自更多种类的器件，在此不进行限定。失调极性获取单元210可以接收用于失调校准操作的信号的多个采样值，或者由失调极性获取单元210对用于失调校准操作的信号进行采样来获取多个采样值。
72.然后，失调极性获取单元210对多个采样值执行多数投票操作从而获取信号的极性。例如共100个采样值，其中有78个采样值是负值(代表信号的极性为负)，22个采样值是正值(代表信号的极性为正)，从而获取当前信号的极性为负。可选地，失调极性获取单元210也可以采用其他的确定信号极性的方式，例如不采样而直接确定信号的极性等。
73.在确定出极性之后，失调极性获取单元210将确定出的极性指示给失调校准逻辑单元220。例如，失调极性获取单元210和失调校准逻辑单元220预先设定“0”代表极性为负，“1”代表极性为正，从而失调极性获取单元210发送相应的数值来告知失调校准逻辑单元220所确定的极性。本公开的实施例中该数值使用十进制来举例，但该数值不限于十进制而可以是任何进制，比如二进制。或者，失调极性获取单元210和失调校准逻辑单元220预先设定用高/低电平来表示极性为正/负。
74.可选地，失调极性获取单元210还配置为，每间隔预设时长执行一次多数投票操作，或者持续对最新接收到的固定数量的多个采样值执行多数投票操作。例如，失调极性获
取单元210每间隔1秒(s)，对这1s内获取的采样值执行一次多数投票操作。又如，失调极性获取单元210每获取100个采样值就进行一次多数投票操作来获取极性。从而失调极性获取单元210能够灵活地选择执行多数投票操作的方式。
75.失调校准逻辑单元220被配置为从失调极性获取单元210接收极性，发送与极性相对应的失调校准码。本实施例中，失调校准码为具有预先设置的取值范围的数值，该取值范围可以全部为正、全部为负或者正负数值各一半。例如，取值范围是1～100(但不包括50)、-1～-100(但不包括-50)或者-50～ 50(但不包括0)。比如，取值范围为1～100，在所接收的极性为正时，确定出的失调校准码为1～49中的一个数值，而所接收的极性为负时，确定出的失调校准码为51～100中的一个数值。请注意，根据对于失调校准操作的精确程度的需求，可以设置不同的取值范围，不同的数值的数量。
76.可选地，失调校准逻辑单元220还被配置为响应于接收到极性，输出指示进入失调校准模式的第一信息，以及响应于极性发生改变，输出指示离开失调校准模式的第二信息。本实施例中的第一信息和第二信息旨在区分进入及离开失调校准模式，第一和第二信息可以采用各种形式，诸如电平、数值。例如，该第一信息是高电平，第二信息是低电平。
77.数字控制电流源230被配置为从失调校准逻辑单元220接收失调校准码，根据失调校准码，输出用于补偿信号的补偿信号。例如，该补偿信号用于补偿的是输入多级放大器的信号。
78.在一个实施方式中，失调校准逻辑单元220还配置为，在极性发生改变之前，向数字控制电流源230持续输出失调校准码。失调校准逻辑单元220每间隔一定时长(例如0.1s)向数字控制电流源230输出一次失调校准码，在极性发生改变之前，每次输出的失调校准码不同。该一定时长可以是根据多级放大器的级数、整个电路的长度等来确定，比如多级放大器的级数越多，可以相应地设置更长的间隔时间来保证失调校准的准确性，但该一定时长较短，从而可被认为是在持续地或不停地输出失调校准码。而在极性改变之前，数字控制电流源230根据不同的失调校准码来产生并输出不同的补偿信号。
79.在又一个实施方式中，失调校准逻辑单元220还配置为，每间隔预设时长输出一次失调校准码。与前一个实施方式的区别在于，本实施方式中间隔预设时长输出一次失调校准码的预设时间更长，从而被认为是间断地输出失调校准码。
80.在又一个实施方式中，响应于每次接收到失调极性获取单元210发送的极性，失调校准逻辑单元220输出一次失调校准码。在本实施方式中，仅在极性发生改变时输出一次失调校准码，即输出失调校准码是由极性改变触发的。相应地，虽然未接收到很多个失调校准码，这不意味着数字控制电流源230仅能输出一次补偿信号，而是数字控制电流源230可以被配置为从接收到第一个失调校准码之后，不断地生成补偿信号并输出，直至接收到下一个失调校准码。
81.可选地，在上述实施方式中，每次输出的失调校准码相较于上一次输出的失调校准码的数值增加或减小。数字控制电流源230可以根据失调校准码的数值的增加或减小，生成幅度值增加或减小的补偿信号。
82.进一步可选地，在极性改变之前，每次输出的失调校准码可以相同，从而由数字控制电流源230在每次接收到相同的失调校准码之后，改变输出的补偿信号。
83.基于以上任一实施方式，可以根据对数字控制电流源230和失调校准逻辑单元220
的性能要求来灵活的设置生成失调校准码及补偿信号的方式。
84.依然可选地，在一些实施例中，极性包括正和负。响应于极性为正，每次输出的失调校准码相较于上一次输出的失调校准码的数值减小。响应于极性为负，每次输出的失调校准码相较于上一次输出的失调校准码的数值增加。例如，极性为正，通过减小失调校准码的数值，产生的补偿信号的幅度值也相应地减小和/或补偿信号的相位改变，从而使得要被补偿的信号和补偿信号相互抵消，最终使得后续失调极性获取单元210所接收的信号的极性改变。
85.在本实施例中，失调校准电路200舍弃传统的误差放大器，而使用改进的不会引入额外的失调的失调极性获取单元，因此避免由误差放大器引入的失调，保证使用失调校准电路200来进行失调校准操作的准确性。
86.图3a示出了根据本公开至少一实施例提供的模拟前端设备的示意图。
87.图3a中，模拟前端设备300包括失调校准电路310、多级放大器320和时钟数据恢复电路330。例如，模拟前端设备300还相应地包括电压源340、开关350和开关360。该模拟前端设备300内部的连接关系可以参见如图1a所描述的模拟前端设备100的连接关系，区别在于，在本实施例中，失调校准电路310为例如根据本公开上述实施例中所描述的失调校准电路，比如图2中失调校准电路200，并且失调校准电路310仅接收时钟数据恢复电路330的一路输出信号作为输入。
88.失调校准电路310与时钟数据恢复电路330和多级放大器320耦合，且被配置为响应于失调校准指示执行失调校准操作。该失调校准电路310执行失调校准操作的方式参见失调校准电路200的相关描述，在此不再赘述。
89.多级放大器320包括多级(例如，n级，n为正整数)且被配置为将多级中的第一级接收的输入信号多级放大，并在最后一级输出放大后的输入信号。
90.时钟数据恢复电路330被配置为接收放大后的输入信号，并基于放大输出信号进行频率及时钟锁定训练。例如，模拟前端设备300可执行如图1c所示的现有的失调校准方法。
91.在本实施例中，通过在模拟前端设备(例如模拟前端设备300)中采用本公开实施例提供的失调校准电路(例如失调校准电路200)，可以在几乎不改变已有的模拟前端设备的基础上，仅更换失调校准电路，而提高模拟前端设备执行失调校准操作的准确性。
92.在一个实施方式中，模拟前端设备300还可以包括处理器(未在图中示出)，失调校准指示为处理器发送的或时钟数据恢复电路330发送的。
93.可选地，时钟数据恢复电路330被配置为依次进行频率锁定和相位锁定。例如，时钟数据恢复电路330在时钟数据恢复训练期间，先进行频率锁定后进行相位锁定。
94.可选地，失调校准电路310还被配置为，在时钟数据恢复电路330执行频率锁定训练和相位锁定训练之间，响应于时钟数据恢复电路330完成频率锁定训练，执行失调校准操作。例如，时钟数据恢复电路330在完成频率锁定后，向失调校准电路310发送失调校准指示，使得失调校准电路310执行失调校准操作。
95.通常，在接收机中，接收机的电源电压的稳定性是未知的，从而系统上电后先进行失调校准无法保证最优的校准效果。在时钟数据恢复电路330的频率锁定之后，接收机的系统(发射机亦然)已经处于稳定的状态，从而本实施方式可以提高执行失调校准操作的准确
性。
96.可选地，失调校准电路310还被配置为，响应于时钟数据恢复电路330完成相位锁定训练，执行失调校准操作。除了在时钟数据恢复电路330完成频率锁定训练之后，失调校准电路310也可以选择在相位锁定训练完成之后再执行失调校准操作，也同样可以提高执行失调校准操作的准确性。
97.可选地，时钟数据恢复电路330还被配置为，响应于失调校准操作执行完成且频率锁定训练及相位锁定训练均完成，输出基于输入信号恢复出的时钟信号和数据信号。即，在时钟数据恢复电路330的锁定训练均完成之后，若此时也已经完成了失调校准操作，则会进入正常的数据传输阶段，从而输出基于输入信号恢复出的时钟信号和数据信号。
98.在一些实施方式中，时钟数据恢复电路330还被配置为：响应于频率失锁或相位失锁，向失调校准电路310发送失调校准指示。
99.在时钟数据恢复电路330锁定之后，如果出现误码率过低或者异常的频率漂移，则会导致时钟数据恢复电路330失锁。本实施方式中，时钟数据恢复电路330只要发现失锁，包括频率失锁和/或相位失锁，就向失调校准电路310发送失调校准指示，以重新进行失调校准操作。例如，时钟数据恢复电路330完成频率锁定训练，并且失调校准电路310也已经执行了失调校准操作，在时钟数据恢复电路330正在进行相位锁定的训练过程中，发现相位锁定无法完成或者发现频率失锁，则时钟数据恢复电路330除了需要重新进行频率锁定训练，还在再一次频率锁定训练完成后向失调校准电路310发送失调校准指示。又如，时钟数据恢复电路330在正常进行数据传输的过程中，发现频率或相位中至少一项发生失锁，从而重新进行频率锁定训练，还在再一次频率锁定训练完成后向失调校准电路310发送失调校准指示。
100.通过将失调校准操作嵌套在频率锁定训练和相位锁定训练的过程中，由时钟数据恢复电路负责失调校准操作的重复执行，从而解锁由于失锁带来的模拟前端设备失调。
101.模拟前端设备的工作环境并非一成不变的，有时需要对模拟前端设备进行设置/参数的更新，诸如偏置电流、均衡器设定的参数。为了保证最佳的失调校准效果，在一些实施方式中，时钟数据恢复电路330被配置为响应于模拟前端设备330的配置信息发生变化，向失调校准电路310发送失调校准指示。例如，时钟数据恢复电路330重新进行频率锁定训练和相位锁定训练，并向失调校准电路310发送该失调校准指示。又如，配置信息虽然发生变化，但时钟数据恢复电路330不重新进行频率锁定训练和相位锁定训练，只向失调校准电路310发送该失调校准指示，使得失调校准电路310重新进行失调校准操作。
102.图3b示出了根据本公开至少一个实施例提供的又一个模拟前端设备的示意图。
103.在图3b中，类似于模拟前端设备300，模拟前端设备300’包括失调校准电路310、多级放大器320和时钟数据恢复电路330。例如，模拟前端设备300’还包括电压端340、第一切换单元350、第二切换单元360。
104.电压端340与第二切换单元350耦合，被配置为提供用于失调校准操作的公共电压。例如，电压端340是输出两路公共电压的电压源。
105.第一切换单元350与失调校准电路310及多级放大器320耦合，被配置为基于失调校准电路310发送的第一信息或第二信息，控制输入信号输入或不输入多级放大器320第一级，其中，第一信息指示进入失调校准模式，第二信息指示离开失调校准模式。输入信号为图3b中的vip和vin。
106.第二切换单元360与失调校准电路310及多级放大器320耦合，被配置为基于第一信息或第二信息，控制或禁止公共电压输入多级放大器320。例如，在进入失调校准模式时，控制公共电压输入多级放大器320，而禁止输入信号输入多级放大器320。
107.可选地，第二切换单元360与多级放大器320的第一级(图3b中标识为“1”)的数据输入端耦合或与多级放大器320中的第二级(图3b中标识为“2”，其他情况类似)的数据输入端耦合。第一切换单元350与多级放大器320的第一级的数据输入端耦合或与第一级的控制信号输入端耦合。
108.例如，类似于图3a，第二切换单元360可以与放大器“1”的数据信号输入端耦合，第一切换单元350也与放大器“1”的数据信号输入端耦合。又如，第二切换单元360可以与放大器“1”的数据信号输入端耦合，而第一切换单元350与放大器“1”的控制信号输入端耦合(如图3b的第一切换单元350)。再如，如图3b，第二切换单元360可以与放大器“2”的数据信号输入端耦合，第一切换单元350与放大器“1”的控制信号输入端耦合。
109.本实施方式给切换单元提供了多种位置设置方式，可选性地远离数据输入的焊点，从而在对失调校准的准确性影响不大的情况下，保证静电保护电路的保护能力。还可以在静电保护电路的保护能力足够的情况下，着重于保证失调校准的准确性。因此，为模拟前端设备的设计提供了更多的选择。
110.可选地，在第二切换单元360与第二级的数据输入端耦合时，失调校准电路310与第二级之后的第n级放大器的数据输入端耦合。或者，在第二切换单元360与第一级的数据输入端耦合时，失调校准电路310与第一级之后的第m级放大器的数据输入端耦合，其中，n为大于2的整数，m为大于1的整数。例如，第二切换单元360与放大器“2”的数据输入端耦合时，失调校准电路310的输出端与放大器“3”的数据输入端耦合。
111.可选地，第一切换单元350为逻辑与门或双刀双掷开关，第二切换单元360为双刀双掷开关。请注意，本公开中涉及的多级放大器320为两路输入，若多级放大器的输入仅为单路，则第一及第二切换单元可以适应性地选择单刀单掷开关。
112.图4a为本公开至少一实施例提供的失调校准方法的流程图。如图4a所示，失调校准方法除了“上电或重置”之外还可以包括以下步骤：
113.步骤s410，控制模拟前端设备的时钟数据恢复电路进行锁定训练，其中，锁定训练包括相位锁定训练和频率锁定训练。
114.步骤s430，响应于时钟数据恢复电路失锁，控制时钟数据恢复电路重新进行锁定训练。
115.本实施中的失调校准方法可以由如图1a所示的模拟前端设备100或本公开实施例提供的模拟前端设备300或模拟前端设备300’执行，也可以由其他需要进行失调校准操作及频率及相位锁定训练的设备执行。
116.在模拟前端设备上电或重置之后，执行步骤s410。例如通过向时钟数据恢复电路330来发送指示进行锁定训练的信号来控制时钟数据恢复电路330进行锁定训练。时钟数据恢复电路330依次执行频率锁定训练和相位锁定训练。
117.可选地，在执行步骤s430之前，还控制模拟前端设备的失调校准电路执行失调校准操作，该失调校准操作可以在执行s410之前执行、执行s410期间执行或者执行完s410之后执行。
118.执行步骤s430是被时钟数据恢复电路的失锁所触发的，若时钟数据恢复电路失锁，则控制时钟数据恢复电路重新进行锁定训练，即重新执行步骤s410。例如，时钟数据恢复电路300的频率或相位的至少一项失锁，控制时钟数据恢复电路330重新进行频率锁定训练以及相位锁定训练。
119.图4b示出了如图4a所示的失调校准方法的一种更详细的流程图。
120.如图4b所示，例如，步骤s410包括：
121.步骤s411，控制时钟数据恢复电路进行频率锁定训练。
122.步骤s413，响应于时钟数据恢复电路的频率锁定，控制模拟前端设备的失调校准电路执行失调校准操作。
123.步骤s415，响应于失调校准操作执行完成，控制时钟数据恢复电路进行相位锁定训练。
124.例如，控制时钟数据恢复电路130先进行频率锁定训练，然后控制失调校准电路110执行失调校准操作，随后控制时钟数据恢复电路130进行相位锁定训练，在时钟数据恢复电路130的锁定训练均完成后，若时钟数据恢复电路130失锁，则重复执行步骤s411-s415。
125.可选地，上述失调校准方法还包括：获取数据信号的误码率和/或频率漂移，数据信号为时钟数据恢复电路基于模拟前端设备的输入信号获取的。响应于误码率低于预设误码率和/或频率漂移超出预设频率漂移范围，控制时钟数据恢复电路解锁以使时钟数据恢复电路失锁。
126.通过根据数据信号的误码率和/或频率漂移来确定时钟数据恢复电路是否处于失锁状态，也就是，在误码率低于预设的误码率以及频率漂移超出了预设的频率漂移范围时，时钟数据恢复电路实质上已经处于失锁状态了，但需要控制其进行解锁。例如，在时钟数据恢复电路处于锁定状态下，持续获取数据信号的误码率和/或频率漂移等信息。
127.可选地，在频率锁定及相位锁定的状态下，响应于模拟前端设备的配置信息发生改变，控制失调校准电路执行失调校准操作。在模拟前端设备的配置信息的改变时，触发控制失调校准电路执行失调校准操作。根据失调校准操作与时钟数据恢复电路的频率锁定训练以及相位锁定训练之间的执行关系，可以控制失调校准电路单独地执行失调校准操作而无需重新进行相位锁定以及频率锁定，或者控制依次进行频率锁定训练、失调校准操作和相位锁定训练，又或者控制依次进行频率锁定训练、相位锁定训练以及失调校准操作。
128.可选地，控制失调校准电路执行失调校准操作，包括：向失调校准电路发送指示进行失调校准操作的信号；控制时钟数据恢复电路向失调校准电路发送数据信号，以使失调校准电路执行以下操作：响应于接收指示进行失调校准操作的信号，接收数据信号；获取数据信号的极性；获取与极性相对应的失调校准码；以及根据失调校准码，输出用于补偿数据信号的补偿信号。
129.以图3b中的模拟前端设备300’为例，控制失调校准电路310执行失调校准操作包括：向失调校准电路310发送指示进行失调校准操作的信号，从而使其进入失调校准模式。控制时钟数据恢复电路330向失调校准电路310发送单路的数据信号。失调校准电路310接收该数据信号、获取数据信号的极性(例如，采用多数投票)、获取与极性相对性的失调校准码并输出补偿该数据信号的补偿信号值放大器“3”的数据输入端。
130.可选地，控制时钟数据恢复电路向失调校准电路发送数据信号，包括：控制时钟数据恢复电路对数据信号进行采样，获取多个采样值；控制时钟数据恢复电路向失调校准电路发送多个采样值；其中，失调校准电路执行以下操作：响应于接收指示进行失调校准操作的信号，接收多个采样值；基于多个采样值执行多数投票操作，以获取数据信号的极性；获取与极性相对应的失调校准码；以及根据失调校准码，输出用于补偿数据信号的补偿信号。
131.可选地，基于多个采样值执行多数投票操作，包括：每间隔预设时长执行一次多数投票操作；或者，持续对最新接收到的固定数量的多个采样值执行多数投票操作。
132.可选地，获取与极性相对应的失调校准码，包括：在极性发生改变之前，持续获取失调校准码。
133.可选地，每次获取的失调校准码相较于上一次输出的失调校准码的数值增加或减小。
134.可选地，极性包括正和负；在极性为正时，每次获取的失调校准码相较于上一次获取的失调校准码的数值减小；在极性为负时，每次获取的失调校准码相较于上一次获取的失调校准码的数值增加。
135.以上由时钟数据恢复电路或失调校准电路受到控制所执行的操作可参见图1a、图3a和图3b的相关描述，在此不再赘述。
136.图5示出了本公开至少一个实施例提供的一种执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置的示意图。
137.如图5所示，执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置500包括控制单元510。
138.控制单元510被配置为控制模拟前端设备的时钟数据恢复电路进行锁定训练，以及响应于时钟数据恢复电路失锁，控制时钟数据恢复电路重新进行锁定训练。锁定训练包括相位锁定训练和频率锁定训练。
139.例如，控制单元510控制模拟前端设备100的时钟数据恢复电路130依次进行频率锁定训练和相位锁定训练。
140.控制时钟数据恢复电路进行锁定训练包括：控制时钟数据恢复电路进行频率锁定训练。响应于时钟数据恢复电路的频率锁定，控制模拟前端设备的失调校准电路执行失调校准操作。响应于失调校准操作执行完成，控制时钟数据恢复电路进行相位锁定训练。
141.举例来说，控制单元510在控制时钟数据恢复电路130进行频率锁定训练，并在频率锁定后再控制失调校准电路110执行失调校准操作，而后再控制时钟数据恢复电路130进行相位锁定训练。
142.例如，在图5中，控制单元510控制模拟前端设备400的时钟数据恢复电路430和失调校准电路410。该模拟前端设备400可以是例如图1a中的模拟前端设备100、图3a中的模拟前端设备300和图3b中的模拟前端设备300’。虽然在图5中装置500被示为在模拟前端设备400的外部，装置500本身可以是模拟前端设备400或者是模拟前端设备400的一部分。例如装置500是模拟前端设备400的处理器，而控制单元510是处理器的一部分。又或者，控制单元510是模拟前端设备400的处理器。
143.可选地，控制单元510还被配置为在频率锁定及相位锁定的状态下，响应于模拟前端设备的配置信息发生改变，控制失调校准电路执行失调校准操作。
144.可选地，控制单元510还被配置为获取数据信号的误码率和/或频率漂移，数据信
号为时钟数据恢复电路基于模拟前端设备的输入信号获取的；响应于误码率低于预设误码率和/或频率漂移超出预设频率漂移范围，控制时钟数据恢复电路解锁以使时钟数据恢复电路失锁。
145.可选地，控制失调校准电路执行失调校准操作，包括：向失调校准电路发送指示进行失调校准操作的信号。控制时钟数据恢复电路向失调校准电路发送数据信号，以使失调校准电路执行以下操作。这些操作包括：响应于接收指示进行失调校准操作的信号，接收数据信号；获取数据信号的极性；获取与极性相对应的失调校准码；以及根据失调校准码，输出用于补偿数据信号的补偿信号。
146.可选地，控制时钟数据恢复电路向失调校准电路发送数据信号，包括：控制时钟数据恢复电路对数据信号进行采样，获取多个采样值；控制时钟数据恢复电路向失调校准电路发送多个采样值；其中，失调校准电路执行以下操作。这些操作包括：响应于接收指示进行失调校准操作的信号，接收多个采样值；基于多个采样值执行多数投票操作，以获取数据信号的极性；获取与极性相对应的失调校准码；以及根据失调校准码，输出用于补偿数据信号的补偿信号。
147.可选地，基于多个采样值执行多数投票操作，包括：每间隔预设时长执行一次多数投票操作；或者，持续对最新接收到的固定数量的多个采样值执行多数投票操作。
148.可选地，获取与极性相对应的失调校准码，包括：在极性发生改变之前，持续获取失调校准码。
149.可选地，每次获取的失调校准码相较于上一次输出的失调校准码的数值增加或减小。
150.可选地，极性包括正和负；在极性为正时，每次获取的失调校准码相较于上一次获取的失调校准码的数值减小；在极性为负时，每次获取的失调校准码相较于上一次获取的失调校准码的数值增加。
151.本公开至少一个实施例提供的执行用于模拟前端设备的失调校准方法的装置，通过由控制单元来实现对模拟前端设备中的器件的操作来执行失调校准方法，解决在时钟数据恢复电路失锁或模拟前端设备的配置信息发生改变而导致的失调校准不准确，从而提高失调校准的准确性并能够应对更多变的工作环境。
152.有以下几点需要说明：
153.(1)本公开实施例附图只涉及到本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
154.(2)在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
155.以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。