Design and Implementation of a 40 Gb/s Clock Recovery Module Using a Phase-Locked Loop with the Clock-Hold Function

클락 유지 기능을 가지는 위상 고정 루프를 사용한 40 Gb/s 클락 복원 모듈 설계 및 구현

  • Park Hyun (School of Electrical Engineering and Computer Science, Kyungpook National University) ;
  • Woo Dong-Sik (School of Electrical Engineering and Computer Science, Kyungpook National University) ;
  • Kim Jin-Jung (Satree Initiative) ;
  • Lim Sang-Kyu (Broadband Convergence Network Research Division, ETRI) ;
  • Kim Kang-Wook (School of Electrical Engineering and Computer Science, Kyungpook National University)
  • 박현 (경북대학교 전자공학과) ;
  • 우동식 (경북대학교 전자공학과) ;
  • 김진중 ((주)쎄트렉아이) ;
  • 임상규 (한국전자통신연구원 광대역통합망연구단) ;
  • 김강욱 (경북대학교 전자공학과)
  • Published : 2006.02.01

Abstract

A low-cost, high-performance 40 Gb/s clock recovery module using a phase-locked loop(PLL) for a 40 Gb/s optical receiver with the clock-hold function has been designed and implemented. It consists of a clock extractor circuit, an RF mixer and a frequency discriminator for phase/frequency detection, a VC-DRO, a phase shifter, and a clock-hold circuit. The extracted 40 GHz clock is synchronized with a stable 10 GHz VC-DRO. The clock stability and jitter characteristics of the implemented PLL-based clock recovery module are significantly improved as compared with those of the conventional open-loop type clock recovery module with a DR filter. The measured peak-to-peak RMS jitter is about 230 fs. When an input signal is dropped, the 40 GHz clock is maintained continuously by the hold circuit.

클락 유지 기능을 가지는 저가의 고성능 40 Gb/s 클락 복원기를 위상 고정 루프를 적용하여 설계 및 제작하였다. 클락 복원기는 클락 추출기, RF 믹서, 주파수 판별기, 위상 변환기, 클락 유지 회로로 구성되어 있다. 추출된 40 GHz 클락은 10 GHz 유전체 공진 발진기와 위상이 동기된다. 위상 고정 루프를 사용한 클락 복원기는 기존의 유전체 공진 필터를 사용한 개방형 클락 복원기에 비해 클락의 안정성과 지터 특성이 크게 향상되었다. 측정된 지터의 실효치는 230 fs였다. 또한 입력 신호가 끊어질 경우, 유지 회로에 의해 연속적인 클락 유지가 가능하였다.

Keywords

References

  1. Jae Ho Song, Tea Whan Yoo, Jeong Hoon Ko, Chang Soo Park, and Jae Keun Kim, 'Design and characterization of a 10 Gb/s clock and data recovery circuit implemented with phase-locked loop', ETRI Journal, vol. 21, no. 3, Sep. 1999
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