使用可调谐多相滤波器的宽带正交相位生成的制作方法

1.本公开涉及正交相位时钟信号，并且更具体地涉及使用多相滤波器生成针对多个频率的正交相位时钟信号。


背景技术：

2.现代通信和网络设备通常配备有时钟和数据恢复系统(cdr)。在cdr中，内部时钟被锁定到输入数据相位和频率。通常，高速cdr具有多个时钟相位以克服频率的限制，并且被恢复的多个相位内部时钟表示输入数据的中点和终点。
3.用于生成正交相位时钟信号的传统结构包括多相滤波器(ppf)、分频器(fd)和正交压控振荡器(qvco)。然而，这些结构中的每个结构都有缺点。例如，ppf需要比fd或qvco更小的面积，但具有最差的频率特性，因为它只能在单个频率下生成正交相位。另一方面，fd在三种结构之间具有最好的频率特性，但在使用高速应用的应用中受到限制。qvco使用两个vco，并且在布局面积和功耗方面是在三种结构之间最差的。


技术实现要素：

4.本公开涉及一种正交相位时钟生成器，其能够针对多个输入频率生成准确的正交相位时钟信号，从而克服传统多相滤波器的缺点。
5.根据本公开的一方面，公开了一种正交相位时钟生成器，其能够针对多个特征频率生成正交相位时钟信号。正交相位时钟生成器包括：可调谐多相滤波器，被配置为接收输入时钟并且生成四个正交相位时钟信号；以及相位检测器，被耦合以接收四个正交相位时钟信号中的至少两个正交相位时钟信号并且生成控制信号，控制信号适于基于所接收的正交相位时钟信号来调谐多相滤波器。相位检测器被配置为在反馈回路中向多相滤波器提供控制信号，其中可调谐多相滤波器基于来自相位检测器的控制信号，生成四个经调谐的正交相位时钟信号作为输出相位时钟信号。
6.根据本公开的另一方面，公开了一种时钟和数据恢复(cdr)系统。cdr系统包括一个或多个正交相位时钟生成器。每个正交相位时钟生成器包括：可调谐多相滤波器，被配置为接收输入时钟并且生成四个正交相位时钟信号；以及相位检测器，被耦合以接收四个正交相位时钟信号中的至少两个正交相位时钟信号，并且生成反馈控制信号，反馈控制信号适于基于所接收的正交相位时钟信号来调谐多相滤波器。相位检测器被配置为向多相滤波器提供反馈控制信号，其中可调谐多相滤波器基于来自相位检测器的反馈控制信号，生成四个经调谐的正交相位时钟信号作为输出相位时钟信号。
7.根据本公开的又一方面，公开了一种用于生成正交相位时钟信号的方法。方法包括：通过可调谐多相滤波器接收输入时钟信号；通过可调谐多相滤波器基于输入时钟信号生成四个正交相位时钟信号；通过相位检测器检测四个正交相位时钟信号中的至少两个正交相位时钟信号的相位差；通过相位检测器生成控制信号，控制信号适于基于四个正交相位时钟信号中的至少两个正交相位时钟信号中的检测的相位差来调谐多相滤波器；以及通
过相位检测器向可调谐多相滤波器提供控制信号，其中可调谐多相滤波器基于来自相位检测器的控制信号，生成四个经调谐的正交相位时钟信号作为输出相位时钟信号。
8.在一个实施例中，可调谐多相滤波器包括一个或多个电阻元件和一个或多个电容元件，其中一个或多个电阻元件和一个或多个电容元件中的至少一个元件是可变元件。在一个实施例中，可调谐多相滤波器是两级多相滤波器，包括第一多相滤波器和第二多相滤波器。
附图说明
9.当结合附图阅读时，将参考以下具体实施方式来理解本公开的发明方面的实施例。
10.图1图示了根据本公开的一个实施例的正交相位时钟生成器的框图。
11.图2图示了根据本公开的一个实施例的可调谐多相滤波器。
12.图3a至图3c图示了根据本公开的一些实施例的图2中所示的多相滤波器中的示例性电阻元件和电容元件的集合的电路。
13.图4a至图4c图示了根据本公开的一个实施例的示例性相位检测器的特征。
14.图5图示了根据本公开的一个实施例的两级可调谐多相滤波器。
15.图6图示了根据本公开的一个实施例的用于生成正交相位时钟信号的方法的流程图。
16.图7图示了根据本公开的一个实施例的图，其示出了正交相位时钟生成器的ac响应。
17.图8图示了根据本公开的一个实施例的包括一个或多个正交相位时钟生成器的时钟和数据恢复(cdr)系统的图。
具体实施方式
18.现在将详细参考各种实施例，其示例在附图中被示出。在以下具体实施方式中，阐述了许多具体细节以提供对本公开的发明性方面的透彻理解。然而，对于本领域的普通技术人员来说明显的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开的发明性方面。在其他情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程、系统和组件，以免不必要地混淆各种实施例的方面。
19.在本公开中，除非另有定义，否则包括技术或科学术语的术语可以具有本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义。
20.在本公开中，表述“a包括b”、“a可以包括b”、“a提供有b”、“a可以提供有b”、“a具有b”、“a可以具有b”等，意为存在对应的特征(例如，功能、操作或组件等)，但不排除其他附加特征的存在。即，这种表述应当被理解为开放式术语，其具有包括其他实施例的可能性。
21.在本公开中，表达的单数可以包括表达的复数的含义，除非在上下文中另有明确指示，否则同样适用于权利要求中阐述的表达的单数形式。
22.在本公开中，除非上下文中另有指示，否则在指代多个相同对象时，表述“第1”、“第2”、“第一”、“第二”等用于将一个对象与另一对象区分开，并不限制对象的顺序或重要性。
23.在本公开中，表述“a、b和c”、“a、b或c”、“a、b和/或c”、“a、b和c中的至少一个”、“a、b或c中的至少一个”、“a、b和/或c中的至少一个”等，用来指代每个列出的项目，或者可以提供所列项目的任何可能组合。例如，表述“a和b中的至少一个”可以用于指代(1)a、(2)b和(3)a和b中的所有项目。
24.在本公开中，表述“基于
…”
用于描述影响决定或确定的行动或操作的一个或多个因素，决定或确定的行动或操作在包含该表述的短语或句子中被描述，并不排除影响对应决定或确定的行动或操作的其他因素。
25.在本公开中，组件(例如，第一组件)“连接”或“耦合”到另一组件(例如，第二组件)的表述，可以意为第一组件，不仅可以直接而且可以经由另一新组件(例如，第三个组件)，连接或耦合到第二组件。
26.在本公开中，根据上下文，表述“被配置为
…”
旨在涵盖“被设置为
…”
、“具有
…
的性能”、“被改变为
…”
、“使得
…”
和“被使能以
…”
等。对应的表述不限于“专门设计在硬件中”的意思。例如，被配置为执行特定操作的处理器可以意为可以通过执行软件来执行特定操作的通用处理器。
27.现在将参考附图描述本公开的各种实施例。在附图和附图的描述中，实质上等效的元件可以被赋予相同的附图标记。在各种实施例的以下描述中，可以省略对相同或对应组件的描述。然而，这并不意为该组件不被包括在该实施例中。
28.图1图示了根据本公开的一个实施例的正交相位时钟生成器100的框图。正交相位时钟生成器100包括可调谐多相滤波器20，并且包括被耦合到可调谐多相滤波器20的相位检测器30。多相滤波器20被配置为接收输入时钟信号10，并且生成多个正交相位时钟信号42(例如，四个正交相位时钟信号42)。
29.在一个实施例中，输入时钟信号10可以包括差分输入时钟信号clk和clkb，差分输入时钟信号clk和clkb中的一个输入信号具有另一输入信号的180
°
的反相。多相滤波器20可以接收输入时钟信号10并且生成四个正交相位时钟信号42(即，i、q、ib和qb)，每对正交相位时钟信号42之间具有90度的相位差。
30.正交相位时钟生成器100还可以包括在可调谐多相滤波器20与相位检测器30之间的多个放大器25。在一个实施例中，四个放大器25接收并且放大四个正交相位时钟信号42，四个正交相位时钟信号42可以被提供给相位检测器30。在接收到放大的正交相位时钟信号42时，相位检测器30生成控制信号46，控制信号46适于基于正交相位时钟信号42来调谐多相滤波器20。在这种配置中，可调谐多相滤波器20和相位检测器30形成相位校准回路40，用于调谐正交相位时钟信号42以进行输出。
31.图2图示了根据本公开的一个实施例的可调谐多相滤波器20的图。可调谐多相滤波器20包括电阻元件和电容元件的四个集合r1和c1、r2和c2、r3和c3、以及r4和c4。四个集合中的每个集合中的电阻元件和电容元件相互耦合，并且电阻元件和电容元件的四个集合可以在回路中串联耦合，例如电阻元件r1、r2、r3、r4和四个电容元件c1、c2、c3和c4交替串联连接。在一个实施例中，四个电容元件的电容值可以相同，并且四个电阻元件的电阻值也可以相同。此外，电阻元件和电容元件的四个集合可以在结构和/或功能上相同。
32.在图2所示的实施例中，输入信号clk被提供给电阻元件r1与电容元件c4之间的节点，并且被提供给电阻元件r2与电容元件c1之间的节点。另一方面，反相输入信号clkb被提
供给电阻元件r3与电容元件c2之间的节点，并且被提供给电阻元件r4与电容元件c3之间的节点。作为响应，在电阻元件r1与电容元件c1之间生成0度相位的输出信号i，在电阻元件r2与电容元件c2之间生成90度相位的输出信号q，在电阻元件r3与电容元件c3之间生成180度相位的输出信号ib，并且在电阻元件r4与电容元件c4之间生成270度相位的输出信号qb。输出信号ib和qb分别对应于输出信号i和q的反相信号。尽管可调谐多相滤波器20被图示为具有电阻元件r1至r4和电容元件c1至c4，但是滤波器20可以包括用于生成四个正交相位时钟信号的电阻元件和电容元件的其他配置。
33.多相滤波器通常针对具有预先确定频率(即，特征频率)的输入时钟信号生成具有90度相位差的正交相位时钟信号。例如，多相滤波器的特征频率fc由以下等式确定：
[0034][0035]
其中r和c是多相滤波器中包括的电阻器的电阻和电容器的电容。
[0036]
给定针对特征频率的上述等式，如果输入时钟信号的频率与多相滤波器的特征频率不同，则多相滤波器的输出相位时钟信号的相位差不会正好是90度。即，如果输入时钟信号不具有多相滤波器的特征频率，则多相滤波器输出的正交相位时钟信号将存在相位失配。
[0037]
例如，如下表1中所示，假设通常的多相滤波器配置有1200ω的电阻器和10ff的电容器，根据上述等式，多相滤波器的特征频率fc将是大约13.84ghz。如果输入时钟信号具有与13.84ghz的特征频率不同的频率，则输出正交时钟信号的相位差将不是90度。例如，如果输入时钟信号的频率为12.5ghz，则相位误差为-3.5度。另一方面，如果输入时钟信号的频率为14.0ghz，则相位误差为3.1度。如在本公开中使用的，术语“相位误差”是指偏离90度并且可以例如通过从正交相位时钟信号i与q之间的相位差减去90度来确定的相位差。
[0038]
表1
[0039][0040]
有利地，通过调谐多相滤波器20的rc值，本公开的可调谐多相滤波器20可以针对多个特征频率，即特定范围内的频率进行操作。在一个实施例中，多相滤波器20的电容元件c1、c2、c3和c4可以被配置为可变电容器。即，电容元件c1、c2、c3和c4的电容值可以根据被施加到相应电容元件的信号而变化。
[0041]
图3a至图3c图示了根据本公开的一些实施例的图2中所示的多相滤波器20中的示例性电阻元件和电容元件的集合的电路。图3a是可调谐多相滤波器20中的电阻元件和电容元件的集合的示例电路，在图2中被指示为部分a。在图3a中，电容元件c1是被耦合到电阻元件r1的可变电容器，电阻元件r1是电阻器。在一个实施例中，电容元件c1是变容二极管。在该rc电路中，可变电容器c1的电容根据外部控制信号(例如，来自相位检测器30的控制信号44)而变化。同样，电容元件c2、c3和c4的电容可以根据来自相位检测器30的控制信号44而变化。
[0042]
在另一实施例中，电阻元件r1、r2、r3和r4可以是可变电阻器。即，电阻元件r1、r2、r3和r4的电阻值可以根据被施加到相应电阻元件的信号而变化。图3b是可调谐多相滤波器20中的电阻元件和电容元件集合的示例电路，其在图2中被指示为部分a。在图3b中，电阻元件r1是被耦合到电容元件c1的可变电阻器，电容元件c1是电容器。在该rc电路中，可变电阻器r1的电阻根据外部控制信号，例如来自相位检测器30的控制信号44而变化。类似地，电阻元件r2、r3和r4的电阻可以根据来自相位检测器30的控制信号44而变化。
[0043]
在又一实施例中，电容元件c1、c2、c3和c4中的每个电容元件以及对应电阻元件r1、r2、r3和r4中的每个电阻元件都可以是可变的。即，电容元件c1、c2、c3和c4的电容值以及电阻元件r1、r2、r3和r4的电阻值可以根据被施加到相应电容元件和电阻元件的信号而变化。图3c是可调谐多相滤波器20中的电阻元件和电容元件集合的示例电路，在图2中被指示为部分a。在图3c中，电容元件c1和电阻元件r1分别是可变电容器和可变电阻器。可变电容器c1的电容和可变电阻器r1的电阻可以根据相应的外部控制信号，例如来自相位检测器30的控制信号44而变化。同样地，电容元件c2、c3和c4的电容和电阻元件r2、r3和r4的电阻可以根据来自相位检测器30的控制信号44而变化。
[0044]
在一个实施例中，被施加到可变电阻元件和可变电容元件的控制信号相同。在另一实施例中，被施加到可变电阻元件和可变电容元件的控制信号可以彼此不同。例如，在图3中，被施加到可变电阻器r1的控制信号44可以不同于被施加到可变电容器c1的控制信号44。
[0045]
基于被提供给多相滤波器20的控制信号，可以通过调谐电阻元件rl至r4的电阻值和/或电容元件cl至c4的电容值，来调整多相滤波器20的特征频率。
[0046]
在一个实施例中，多相滤波器20可以是多级多相滤波器，包括串联连接的两个或更多可调谐多相滤波器。例如，多相滤波器20可以被配置为两级多相滤波器，其包括串联连接的两个可调谐多相滤波器，这将在下面参考图5更详细地讨论。
[0047]
返回参考图1，可调谐多相滤波器20生成四个正交相位时钟信号42，包括信号i、q、ib和qb。四个正交相位时钟信号42可以由放大器25放大。
[0048]
相位检测器30接收放大的正交相位时钟信号42，并且检测所接收的正交相位时钟信号的i/q时钟信号中的相位差。换言之，相位检测器30检测正交相位时钟信号42中的相位误差。然后，相位检测器30生成控制信号44，控制信号44适于基于检测的相位误差来调谐多相滤波器20。
[0049]
因此，相位检测器30接收包括可调谐多相滤波器20的信号i、q、ib和qb的四个正交相位时钟信号42，检测四个正交相位时钟信号42中的相位误差，来确定是否已生成其间具有90度的相位差的正交相位时钟信号42。
[0050]
图4a和图4b分别图示了根据本公开的一个实施例的相位检测器30的模拟相位检测器402和积分器404。如图4a和图4b中所示，相位检测器30可以包括模拟相位检测器402和积分器404。在图4a中，模拟相位检测器402具有四个输入端子。模拟相位检测器402可以根据需要包括负载元件410和负载元件412。在一个实施例中，可调谐多相滤波器20的正交相位时钟信号i、q和ib被用于模拟相位检测器402的输入，如图4a中所示。在图4a的模拟相位检测器402中，模拟相位检测器402的vop与von之间的电压差对应于正交相位时钟信号i与q之间的差。
[0051]
特别地，在模拟相位检测器402中，如果正交相位时钟信号i与q之间的差和正交相位时钟信号q与i之间的差相同，即信号i和q(以及q和ib)具有90度的相位差，则电压von和vop将相等。另一方面，如果正交相位时钟信号i与q之间的差和正交相位时钟信号q与ib之间的差不相同，即正交相位时钟信号42中存在相位误差，则电压von和vop将不相等。
[0052]
积分器404可以被耦合到模拟相位检测器402，以接收和比较vop和von，并且输出对应于vop与von之间的差的电压信号，如图4b中所示。
[0053]
例如，如果正交相位时钟信号i与q之间的差大于正交相位时钟信号q与ib之间的差，则正交相位时钟信号i与q之间的差大于90度，并且因此模拟相位检测器402的输出电压(vop-von)为正。另一方面，如果正交相位时钟信号i与q之间的差小于正交相位时钟信号q与ib之间的差，则正交相位时钟信号i与q之间的差小于90度，并且模拟相位检测器402的电压(vop-von)为负。
[0054]
图4c图示了根据本公开的一个实施例的相位检测器30的传递函数460。相位检测器30的传递函数460示出了正交相位时钟信号i和q的相位差与积分器404的输出电压(vop-von)之间的关系。在本实施例中，相位检测器30输出与正交相位时钟信号中的相位差成比例的电压信号。如果正交相位时钟信号中的相位差为90度，则意味着正交相位时钟信号不存在相位失配，并且因此输出电压为0。
[0055]
虽然模拟相位检测器402被图示为使用三个正交信号i、q和ib，但是它也可以使用四个正交信号i、q、ib和qb中的两个或四个信号，只要相位检测器30基于正交相位时钟信号中的相位差生成电压信号。
[0056]
相位检测器30可以基于模拟相位检测器402的输出电压(vop-von)来生成控制信号44。即，控制信号44可以被调整，以基于正交相位时钟信号42中的检测的相位差来调谐多相滤波器20，以使得正交相位时钟信号42的相位差变为90度。例如，在相位检测器30的输出电压(vop-von)为正的情况下，这可以指示i/q时钟信号之间的相位差大于90度，相位检测器30可以生成控制信号44，控制信号44适于调谐可调谐多相滤波器20，以使得特征频率被调整为更高。另一方面，在相位检测器30的输出电压(vop-von)为负的情况下，这可以指示i/q时钟信号之间的相位差小于90度，相位检测器30可以生成控制信号44，控制信号44适于调谐可调谐多相滤波器20，以使得特征频率变得更低。
[0057]
在一个实施例中，相位检测器生成控制信号44，控制信号44包括两个或更多控制信号来调谐两个或更多可调谐多相滤波器，如下面将参考图5所讨论的。
[0058]
在一个实施例中，多相滤波器20可以被配置为两级多相滤波器，其包括两个多相滤波器502和504。图5图示了根据本公开的一个实施例的示例性两级可调谐多相滤波器20。可调谐多相滤波器20包括串联连接的第一可调谐多相滤波器502和第二可调谐多相滤波器504。第一可调谐多相滤波器和第二可调谐多相滤波器中的每个可调谐多相滤波器可以是结合图2和图3讨论的可调谐多相滤波器。最初，第一多相滤波器502基于输入时钟信号clk和clkb，生成输出信号i’、q’、ib’和qb’。第二多相滤波器504被耦合以接收来自第一多相滤波器502的输出信号i’、q’、ib’和qb’，并且基于来自第一多相滤波器502的输出信号，来生成正交相位时钟信号i、q、ib和qb。在一个实施例中，第二多相滤波器504在四个节点(例如，图2中所示的多相滤波器504的r1与c4之间的节点、r2与c1之间的节点、r3与c2之间的节点以及r4与c3之间的节点)处，接收来自第一多相滤波器502的输出信号i’、q’、ib’和qb’。虽
然多相滤波器20被图示为两级滤波器，但它也可以是包括两个以上串联连接的可调谐多相滤波器的多相位多相滤波器。
[0059]
然后，来自第二多相滤波器504的正交相位时钟信号i、q、ib和qb可以被提供给相位检测器30，相位检测器30生成适于调谐多相滤波器502和/或504的控制信号44。在一个实施例中，来自相位检测器30的控制信号44可以被提供给第一多相滤波器502和第二多相滤波器504中的每个多相滤波器。在该情况下，第一多相滤波器502和第二多相滤波器504以相同的方式被调谐。在另一实施例中，相位检测器30可以生成两个不同的控制信号44和44’，并且分别向第一多相滤波器502和第二多相滤波器504提供控制信号44和控制信号44’。在该情况下，第一多相滤波器502和第二多相滤波器504以不同的方式被调谐。有利地，将可调谐多相滤波器20配置为多级多相滤波器可以拓宽多相滤波器20针对其生成准确正交相位时钟信号的特征频率的范围。
[0060]
图6图示了根据本公开的一个实施例的方法600的流程图，其可以由正交相位时钟生成器100执行，以用于生成正交相位时钟信号。
[0061]
在602处，可调谐多相滤波器20接收输入时钟信号10。在604处，可调谐多相滤波器20基于输入时钟信号10生成四个正交相位时钟信号42。
[0062]
在606处，相位检测器30接收四个正交相位时钟信号42，并且检测四个正交相位时钟信号42中的相位差。在一个实施例中，相位检测器30可以使用正交相位时钟信号42中的三个正交相位时钟信号，诸如三个正交信号i、q和ib，来检测正交相位时钟信号42中的相位差。在另一实施例中，相位检测器30可以使用正交相位时钟信号42中的两个或四个正交相位时钟信号，来检测正交相位时钟信号42中的相位差。
[0063]
如果输入时钟信号10的频率与可调谐多相滤波器20的特征频率相匹配，则四个正交相位时钟信号42中的相位差将是90度。即，输出的正交相位时钟信号i与q、q与ib、ib与qb之间的相位差将是90度。然而，如果输入时钟信号10的频率与可调谐多相滤波器20的特征频率不同，则四个正交相位时钟信号42中的相位差将不是90度。例如，如果输入时钟信号10的频率不是可调谐多相滤波器20的特征频率，输出的正交相位时钟信号i与q之间的相位差可以是91度以上，而输出的正交相位时钟信号q与ib之间的相位差可以是89度以下。在该情况下，正交相位时钟信号42具有相位失配。换言之，相位检测器30可以检测正交相位时钟信号42中的相位误差。
[0064]
在608处，相位检测器生成控制信号44，控制信号44适于基于正交相位时钟信号42中的检测的相位差来调谐多相滤波器。在一个实施例中，如果正交相位时钟信号42中的相位差是90度(即，相位误差为零)并且不存在相位失配，则相位检测器可以不生成控制信号44或生成基本为零的信号作为控制信号44。
[0065]
在检测的相位误差为正的情况下，这可以指示i/q时钟信号之间的相位差大于90度，相位检测器30可以生成控制信号44，控制信号44适于调谐可调谐多相滤波器20，以使得可调谐多相滤波器20的特征频率变得更高。在检测的相位误差为负的情况下，这可以指示i/q时钟信号之间的相位差小于90度，相位检测器30可以生成控制信号44，控制信号44适于调谐可调谐多相滤波器20，以使得可调谐多相滤波器20的特征频率变得更低。
[0066]
在一个实施例中，相位检测器30可以通过基于相位误差是正还是负，将先前的控制信号44调整预先确定值，来生成控制信号44。以这种方式，控制信号44的值可以被调整，
以通过遍历相位校准循环适当次数直到正交相位时钟信号42同相，来调谐可调谐多相滤波器20。
[0067]
在另一实施例中，控制信号44具有与相位误差成比例的值。附加地或备选地，控制信号44的电压可以基于相位误差的量来被确定，例如，通过参考查找表，其定义相位误差的量与针对多相滤波器20中的电阻元件和/或电容元件的控制信号的对应值之间的关系。
[0068]
例如，如下表2中所示，假设可调谐多相滤波器20被配置有可变电阻器和10ff的非可变电容器，并且当前电阻值是1200ω，特征频率大约为13.84ghz。如果提供12.5ghz的输入时钟频率，则相位检测器30检测到-3.4度的相位误差，如表2中所示。在该情况下，相位检测器30生成控制信号44，来将可调谐多相滤波器20的可变电阻器的电阻值调整为1273ω，从而将可调谐多相滤波器20的特征频率降低到12.5ghz。同样地，如果输入频率增加到14.0ghz，相位检测器30检测到3.1度的相位误差，如表2中所示，并且生成控制信号44，来将可调谐多相滤波器20的可变电阻的电阻值调整为1137ω，这将可调谐多相滤波器20的特征频率增加到14.0ghz。
[0069]
表2
[0070][0071]
在一个实施例中，相位检测器30生成一个控制信号44，控制信号44被提供给可调谐多相滤波器20的所有可变元件。在另一实施例中，相位检测器30生成两个或更多分开的控制信号44，它们被分配给可调谐多相滤波器20的可变电阻/电容元件。例如，相位检测器可以生成第一控制信号44，以被提供给可调谐多相滤波器20的可变电阻器，并且可以生成第二控制信号44’，以被提供给可调谐多相滤波器20的可变电容器。在一个实施例中，控制信号44可以被提供给可调谐多相滤波器20的可变电阻器中的一些可变电阻器和可变电容器中的一些可变电容器。
[0072]
在610处，相位检测器30向可调谐多相滤波器20提供控制信号44。如上所述，相位检测器30可以向可调谐多相滤波器20提供两个或更多分开的控制信号。
[0073]
当可调谐多相滤波器20被配置为包括多个可调谐多相滤波器的多级多相滤波器时，相位检测器30可以生成相同的控制信号44并且向所有的可调谐多相滤波器提供控制信号44。在另一实施例中，相位检测器30可以生成两个或更多控制信号44，并且向可调谐多相滤波器提供控制信号44。例如，当可调谐多相滤波器20是包括第一可调谐多相滤波器502和第二可调谐多相滤波器504的两级多相滤波器时，如图5中所示，相位检测器可以生成要分别被提供给第一多相滤波器502和第二多相滤波器504的第一控制信号和第二控制信号。在一个实施例中，第一控制信号调谐第一多相滤波器502的电阻值，并且第二控制信号调谐第二多相滤波器504的电容值。
[0074]
在612处，基于从相位检测器30提供的控制信号44，来调整可调谐多相滤波器20的可变电阻元件的电阻值和/或可变电容元件的电容值。
[0075]
例如，在相位检测器30检测的相位误差为正的情况下，控制信号44可以将可调谐多相滤波器20的整体rc值调整为增加，以使得可调谐多相滤波器的特征频率20减小。在相位检测器30检测的相位误差为负的情况下，控制信号44可以将可调谐多相滤波器20的整体rc值调整为减小，以使得可调谐多相滤波器20的特征频率增加。
[0076]
方法600可以返回到动作604，其中可调谐多相滤波器20基于输入时钟信号10和通过控制信号44调整的新rc值，来继续生成经调谐的正交相位时钟信号42。如果正交相位时钟信号42中仍然存在相位误差，则动作604至612将重复来提供控制信号44以进一步调整可调谐多相滤波器20，直到在正交相位时钟信号42中检测不到相位误差为止。以该方式，可调谐多相滤波器20和相位检测器30形成相位校准回路40，以用于调谐正交相位时钟信号42并且消除正交相位时钟信号42中的相位误差。
[0077]
图7图示了根据本公开的一个实施例的图，其示出了包括两级多相滤波器的正交相位时钟生成器100的ac响应。本公开的正交相位时钟生成器100可以通过调谐可调谐多相滤波器20，来针对多个频率生成准确的正交相位时钟信号。例如，如图7中所示，正交相位时钟生成器100可以将可调谐多相滤波器20的特征频率调整为大约7.5ghz-15ghz和17.5ghz-24.5ghz范围内的任何频率，这可以在i与q信号之间提供90度的正确相位差。因此，只要输入时钟信号10的频率在这些范围内变化，正交相位时钟生成器100就可以在没有相位误差的情况下，针对输入时钟信号10生成正交相位时钟信号42。这优于传统的正交相位时钟生成器，传统的正交相位时钟生成器只能针对固定的特征频率生成正确的正交相位时钟信号。
[0078]
图8图示了根据本公开的一个实施例的时钟和数据恢复(cdr)系统800的图，其包括一个或多个正交相位时钟生成器100。在图8中，cdr系统800包括接收(rx)单元802和发射(tx)单元804。在一个实施例中，cdr系统800可以包括一个或多个用于有线通信领域(诸如串行通信或光学通信)的收发器(未示出)。然而，本公开的设备和方法不限于这些领域，并且可以被应用于使用cdr系统800的任何适当形式的宽带通信。可以在这种收发器中提供rx单元802和tx单元804。
[0079]
rx单元802和tx单元804中的每个可以包括正交相位时钟生成器100。rx单元802可以接收从另一组件或设备传送的数据信号，并且使用由其正交相位时钟生成器100生成的正交相位时钟信号来解码所接收的数据信号。另一方面，tx单元804可以使用由其正交相位时钟生成器100生成的正交相位时钟信号对数据信号进行编码，并且将经编码的信号传送到另一组件或设备。
[0080]
虽然rx单元802和tx单元804被图示为被包括在图8中的cdr系统800中，但是rx 802和tx 804可以作为分开的组件被包括或被配置为独立的组件。此外，rx单元802中的正交相位时钟生成器100和tx单元804中的正交相位时钟生成器100可以是相同的时钟生成器或不同配置的时钟生成器。
[0081]
虽然上述实施例关于由输入时钟信号的频率与特征频率之间的失配引起的相位误差来进行描述，但是本公开的设备和方法不限于这种实施例，并且可以被应用以纠正由任何原因引起的相位误差。
[0082]
提供本公开中的描述以使得本领域普通技术人员能够制作和使用本公开。对于本领域技术人员来说，对本公开的各种修改将是明显的，并且在不脱离本公开的精神或范围的情况下，本文定义的一般原理可以被应用于其他变型。因此，本公开不旨在被限制于本文描述的示例，而是应当符合与本文公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。
[0083]
尽管已经以结构特征和/或方法动作特定的语言描述了主题，但是应当理解，在所附权利要求中定义的主题不一定限于上述特定特征或动作。相反，上述特定特征和动作被公开为实施权利要求的示例形式。