概述
AD800和AD802采用二階鎖相環(huán)結(jié)構(gòu)，對(duì)不歸零(NRZ)數(shù)據(jù)執(zhí)行時(shí)鐘恢復(fù)和數(shù)據(jù)重定時(shí)。這種結(jié)構(gòu)可支持20 Mbps至160 Mbps范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)速率。此處所述的產(chǎn)品規(guī)定以標(biāo)準(zhǔn)電信比特率工作。AD800-45和AD800-52分別支持45 Mbps DS-3和52 Mbps STS-1。AD802-155支持155 Mbps STS-3或STM-1。
數(shù)據(jù)表：*附件：AD800 45或52 Mbps時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)IC技術(shù)手冊(cè).pdf

與其它基于PLL的時(shí)鐘恢復(fù)電路不同，這些器件不需要前同步碼或外部VCXO來(lái)鎖定輸入數(shù)據(jù)。電路利用兩個(gè)控制環(huán)路采集頻率和相位鎖定。首先由頻率采集控制環(huán)路采集輸入數(shù)據(jù)的時(shí)鐘頻率，然后由鎖相環(huán)采集輸入數(shù)據(jù)的相位，并確保輸出信號(hào)相位跟蹤輸出數(shù)據(jù)相位的變化。電路的環(huán)路阻尼取決于用戶所選電容的值；它決定抖動(dòng)峰值和性能，并影響采集時(shí)間。這些器件的抖動(dòng)峰值為0.08 dB；當(dāng)阻尼系數(shù)為5時(shí)，可以在4 X 10^5^ 位周期內(nèi)鎖定隨機(jī)或加擾數(shù)據(jù)。

在采集過(guò)程中，鑒頻器提供一個(gè)頻率采集(FRAC)信號(hào)，指示器件尚未鎖定輸入數(shù)據(jù)。此信號(hào)是一系列脈沖，出現(xiàn)在輸入數(shù)據(jù)與同步時(shí)鐘信號(hào)之間的周跳點(diǎn)。一旦電路采集到頻率鎖定，F(xiàn)RAC輸出就不會(huì)出現(xiàn)脈沖。

器件中內(nèi)置經(jīng)過(guò)精密調(diào)整的VCO，不需要用于設(shè)置中心頻率的外部器件，從而也不需要對(duì)這些器件進(jìn)行調(diào)整。無(wú)輸入數(shù)據(jù)時(shí)，VCO提供器件中心頻率±20%范圍內(nèi)的時(shí)鐘輸出。

取得專利的鑒相器具有出色的性能，因而AD800和AD802幾乎沒(méi)有碼抖動(dòng)。總環(huán)路抖動(dòng)為20°峰峰值。抖動(dòng)帶寬由掩模可編程小數(shù)環(huán)路帶寬決定。AD800用于90 Mbps以下的數(shù)據(jù)速率，標(biāo)稱環(huán)路帶寬為中心頻率的0.1%。AD802用于90 Mbps以上的數(shù)據(jù)速率，環(huán)路帶寬為中心頻率的0.08%。

所有器件均采用+5 V或-5.2 V單電源供電。
特性

• 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品
  44.736 Mbps—DS-3
  51.84 Mbps—STS-1
  155.52 Mbps—STS-3 或STM-1
• 接受NRZ數(shù)據(jù)，無(wú)需前同步碼
• 恢復(fù)時(shí)鐘和重定時(shí)數(shù)據(jù)輸出
• 鎖相環(huán)型時(shí)鐘恢復(fù)，無(wú)需晶振
• 隨機(jī)抖動(dòng)：20°峰峰值
• 碼抖動(dòng)：幾乎消除
• 兼容10KH ECL
• 單電源供電：–5.2 V或+5 V
• 寬工作溫度范圍：–40°C至+85°C

特性

• 標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品
  44.736 Mbps—DS-3
  51.84 Mbps—STS-1
  155.52 Mbps—STS-3 或STM-1
• 接受NRZ數(shù)據(jù)，無(wú)需前同步碼
• 恢復(fù)時(shí)鐘和重定時(shí)數(shù)據(jù)輸出
• 鎖相環(huán)型時(shí)鐘恢復(fù)，無(wú)需晶振
• 隨機(jī)抖動(dòng)：20°峰峰值
• 碼抖動(dòng)：幾乎消除
• 兼容10KH ECL
• 單電源供電：–5.2 V或+5 V
• 寬工作溫度范圍：–40°C至+85°C

框圖

工作原理

AD800 和 AD802 是用于從不歸零制（NRZ）數(shù)據(jù)中恢復(fù)時(shí)鐘的鎖相環(huán)電路。其架構(gòu)采用頻率檢測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)初始頻率捕獲，相關(guān)方框圖見(jiàn)圖 21。需注意，頻率檢測(cè)器始終處于工作狀態(tài)。當(dāng)鎖相環(huán)（PLL）鎖定時(shí)，頻率檢測(cè)誤差為零，且頻率檢測(cè)器不再產(chǎn)生影響。由于頻率檢測(cè)器內(nèi)置于電路中，因此無(wú)需額外的控制功能來(lái)啟動(dòng)捕獲或改變捕獲模式。

頻率檢測(cè)器還提供一個(gè)頻率獲取輸出（FRAC），用于指示鎖相環(huán)何時(shí)處于捕獲狀態(tài)。在捕獲過(guò)程中，F(xiàn)RAC 輸出是一系列寬度等于壓控振蕩器（VCO）周期的脈沖。這些脈沖在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)出現(xiàn)。當(dāng) VCO 頻率與最大密度（1010…）數(shù)據(jù)模式的頻率匹配時(shí)，每次循環(huán)滑動(dòng)都會(huì)在 FRAC 處產(chǎn)生一個(gè)脈沖。然而，對(duì)于隨機(jī)數(shù)據(jù)，并非每次循環(huán)滑動(dòng)都會(huì)在 FRAC 處產(chǎn)生脈沖。不過(guò)，F(xiàn)RAC 處的脈沖密度會(huì)隨著數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的密度增加而增加。隨著頻率誤差趨近于零，每個(gè)周期滑動(dòng)產(chǎn)生脈沖的概率增加。當(dāng)頻率誤差降為零后，F(xiàn)RAC 輸出將不再有脈沖。此時(shí)，PLL 開(kāi)始進(jìn)入相位捕獲階段，在此設(shè)置下，大約需要 2000 個(gè)位周期才能保證數(shù)據(jù)恢復(fù)有效。等待 2000 個(gè)位周期后，最終的 FRAC 脈沖就會(huì)出現(xiàn)。

通過(guò)使用一種新的相位誤差（專利技術(shù)），由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換密度變化（模式抖動(dòng)）引起的抖動(dòng)實(shí)際上被消除了。簡(jiǎn)而言之，測(cè)量得到的相位誤差不會(huì)導(dǎo)致 VCO 相位增加，從而使平均運(yùn)行速率由數(shù)據(jù)頻率決定。所產(chǎn)生的抖動(dòng)由 2??1 偽隨機(jī)碼決定，其抖動(dòng)幅度為 1/2 度，與隨機(jī)抖動(dòng)相比幅度較小。

AD802 - 155 的抖動(dòng)帶寬為中心頻率的 0.08%。選擇該參數(shù)是為了使 130 kHz 處的固有輸入抖動(dòng)衰減 3 dB。AD800 - 45 和 AD800 - 52 的抖動(dòng)帶寬分別為各自中心頻率的 0.1%。AD800 或 AD802 的抖動(dòng)掩碼可編程范圍為中心頻率的 0.01% - 1%。一個(gè)具有極低帶寬（0.01% 中心頻率）的器件能夠有效地過(guò)濾（凈化）抖動(dòng)定時(shí)參考。如果您的應(yīng)用需要特殊的環(huán)路帶寬，請(qǐng)咨詢工廠。

鎖相環(huán)的阻尼比可通過(guò)單個(gè)外部電容器由用戶編程。在 155 MHz 時(shí)，使用 0.22 μF 電容器可獲得 10 的阻尼比。一般來(lái)說(shuō)，阻尼比與 √（f_DATAC_D）成正比。在 155 MHz 時(shí)，使用 2.2 nF 電容器可獲得 1 的阻尼比。較低的阻尼比允許更快的頻率捕獲；通常，捕獲時(shí)間與電容值直接成比例。然而，當(dāng)阻尼比接近 1 時(shí)，捕獲時(shí)間不再直接與電容值相關(guān)。捕獲時(shí)間包含兩個(gè)部分：頻率捕獲和相位捕獲。頻率捕獲始終與電容值成比例，但相位捕獲由鎖相環(huán)帶寬決定，且與阻尼比無(wú)關(guān)。因此，0.08% 的鎖相環(huán)帶寬可設(shè)定最小捕獲時(shí)間為 15000 個(gè)位周期。注意，阻尼因子為 1 時(shí)的捕獲時(shí)間規(guī)定為 15000 個(gè)位周期，其中 13000 個(gè)位周期用于頻率捕獲，2000 個(gè)周期用于相位捕獲。將此與阻尼比為 5 時(shí)規(guī)定的 400000 個(gè)位周期的捕獲時(shí)間進(jìn)行比較；此時(shí)完全是頻率捕獲，相位捕獲的 2000 個(gè)位周期可忽略不計(jì)。

雖然較低的阻尼比可加快捕獲速度，但它也會(huì)增加抖動(dòng)傳輸響應(yīng)（抖動(dòng)峰值）。例如，對(duì)于阻尼比為 10 的情況，抖動(dòng)峰值為 0.02 dB，但對(duì)于阻尼因子為 1 的情況，抖動(dòng)峰值為 2 dB。