在基于锁相环的频率合成器中,压控振荡器和分频器是决定其工作频率的主要模块。为满足高频通信的需求,需要对这两个模块进行高速和低功耗的优化设计。一般情况下,采用两种方法来改善电路的性能:一是改进工艺,二是优化电路结构。64790
频率合成器中的分频器模块包括双模分频器、可编程计数器、小数分频器等。分频器的结构很多,主要可分为模拟分频器和数字分频器两种。前者能提供的分频比有限,而后者能提供多种复杂的分频比。在宽带多通道高速频率合成器的设计中,一般选择基于触发器实现的数字分频器。工作频率在GHz以上的高速触发器,主要有以下两种结构:
第一种是源级耦合型(Source Couple Logic, SCL)结构,由于电路摆幅较小,因而工作速度较快,且功耗和噪声都比较低。典型的SCL结构电路包括尾管电流源,由于晶体管无法做到小尺寸,导致输入电容很大,所以需要在SCL分频电路中加入缓冲电路。
第二种是真单相时钟(True Single Phase Clocked, TSPC)结构,典型的结构是9管D触发器。构成该电路结构的元件数目较少,因而电路的工作速度较快,且这种电路的功耗极低,故常在前置分频器中使用。由于TSPC触发器是动态的单端输入结构,因而抗噪性能要低于差分输入结构的SCL触发器,另外论文网,TSPC触发器的输入信号需要很大的摆幅,否则无法正常分频。
近几年,根据不同的应用,出现许多基于上述触发器的改进结构。在对数字分频器的设计中,触发器的选择通常是考虑的重点,需要对频率范围、功耗、信号幅度等因素进行折中。
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