[實(shí)用新型]一種高速低功耗四/五預(yù)分頻器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820713404.9
• 申請(qǐng)日: 2018-05-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208299782U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏?jiǎn)⒌?/a>;朱曉銳;章國(guó)豪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H03K23/00
• 分類(lèi)號(hào): H03K23/00;H03L7/089;H03L7/18
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張春水;唐京橋

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高速低功耗四/五預(yù)分頻器，包括：第一級(jí)真單相時(shí)鐘觸發(fā)器DFF1、第二級(jí)真單相時(shí)鐘觸發(fā)器DFF2、第三級(jí)真單相時(shí)鐘觸發(fā)器DFF3、或非門(mén)N1、NMOS晶體管M1和NMOS晶體管M2；或非門(mén)N1的輸出端與NMOS晶體管M2的柵極連接；第二NMOS晶體管M2的漏極與NMOS晶體管M1的源極連接；第一級(jí)真單相時(shí)鐘觸發(fā)器DFF1的輸出端與NMOS晶體管M1的柵極連接；NMOS晶體管M1的漏極連接至第二級(jí)真單相時(shí)鐘觸發(fā)器DFF2的第二主鎖存器輸出端與第二從鎖存器之間；第二級(jí)真單相時(shí)鐘觸發(fā)器DFF2的輸出端通過(guò)非門(mén)N2與第三級(jí)真單相時(shí)鐘觸發(fā)器DFF2的輸入端連接；第三級(jí)真單相時(shí)鐘觸發(fā)器DFF2的輸出端通過(guò)非門(mén)N3連接或非門(mén)N1的第一輸入端；或非門(mén)N1的第二輸入端連接控制信號(hào)M。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及分頻器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高速低功耗四/五預(yù)分頻器。

背景技術(shù)

如圖2所示，圖2為現(xiàn)有的射頻收發(fā)系統(tǒng)，整個(gè)射頻收發(fā)機(jī)系統(tǒng)必須由頻率綜合器來(lái)提供上變頻跟下變頻的時(shí)鐘頻率，或者是提供穩(wěn)定的給予數(shù)模混合器跟模數(shù)混合器一個(gè)穩(wěn)定的低噪聲的低頻信號(hào)，而鎖相環(huán)頻率綜合器則是最好的選擇，鎖相環(huán)頻率綜合器通過(guò)負(fù)反饋來(lái)穩(wěn)定時(shí)鐘頻率，而且可以很好的降低相位噪聲。

頻率綜合器是利用一個(gè)或者多個(gè)高精度和高穩(wěn)定度的標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)為基準(zhǔn)，通過(guò)各種技術(shù)途徑產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)具有相同精度和穩(wěn)定度的輸出頻率信號(hào)的系統(tǒng)。它廣泛地應(yīng)用于無(wú)線通信、儀器儀表、雷達(dá)導(dǎo)航以及廣播電視等各個(gè)領(lǐng)域，而鎖相環(huán)頻率綜合器則因?yàn)橛兄娐方Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、集成度高、成本低、工作頻率高、輸出頻帶寬、不易失鎖、跳頻靈活以及適合多模式多標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)備受歡迎。

在多模多頻射頻收發(fā)機(jī)中，鎖相環(huán)頻率綜合器是用來(lái)為系統(tǒng)以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器來(lái)提供穩(wěn)定、低相位噪聲的時(shí)鐘。鎖相環(huán)頻率綜合器模塊通常采用經(jīng)典的電荷泵鎖相環(huán)架構(gòu)。

因?yàn)殒i相環(huán)是工作在接近20GHz的頻率上的，所以在分頻器鏈中一般會(huì)先把高速二分頻器作為第一級(jí)來(lái)降低頻率，然后再通過(guò)四/五預(yù)分頻器來(lái)進(jìn)一步降低頻率。

如圖3所示就是電荷泵鎖相環(huán)的結(jié)構(gòu)圖，壓控振蕩器的輸出經(jīng)過(guò)分頻器之后變成一個(gè)低頻信號(hào)，與基準(zhǔn)信號(hào)頻率源的信號(hào)一同輸入到鑒頻鑒相器中，鑒頻鑒相器可以鑒別兩個(gè)信號(hào)之間的頻率差和相位差，輸出一個(gè)脈沖來(lái)控制電荷泵對(duì)環(huán)路濾波器進(jìn)行充放電來(lái)控制壓控振蕩器的Vtune信號(hào)，從而調(diào)整壓控振蕩器的輸出信號(hào)的頻率。

如圖4所示，是當(dāng)前最常用的四/五預(yù)分頻器結(jié)構(gòu)，一般為了提高電路的工作速度和降低功耗，會(huì)采用真單相時(shí)鐘觸發(fā)器來(lái)替代數(shù)字準(zhǔn)靜態(tài)D觸發(fā)器。但現(xiàn)有技術(shù)中電路可以實(shí)現(xiàn)的最高工作頻率很低，這種電路的設(shè)計(jì)存在一個(gè)很大的問(wèn)題，那就是信號(hào)的傳播途徑太長(zhǎng)了。我們可以來(lái)看一下圖4中信號(hào)的傳播途徑，當(dāng)我們想要四/五預(yù)分頻器實(shí)現(xiàn)五分頻功能時(shí)，即當(dāng)控制信號(hào)“M”為低電平，如圖中的虛線所示，輸出信號(hào)f_OUT先經(jīng)過(guò)第二個(gè)D觸發(fā)器DFF2，然后DFF2的輸出Q2’必須要依次經(jīng)過(guò)第二個(gè)或非門(mén)N2，第三個(gè)D觸發(fā)器DFF3，第一個(gè)或非門(mén)N1，還有第一個(gè)D觸發(fā)器DFF1之后才能到達(dá)輸出端，這是一條非常長(zhǎng)的反饋傳播路徑，這也是導(dǎo)致現(xiàn)有的四/五預(yù)分頻器最大工作頻率被限制的一個(gè)重要原因。

因此，需要提供一種高速低功耗四/五預(yù)分頻器以解決現(xiàn)有的四/五預(yù)分頻器所能處理的最高工作頻率不高的技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種高速低功耗四/五預(yù)分頻器，解決了現(xiàn)有的四/五預(yù)分頻器所能處理的最高工作頻率不高的技術(shù)問(wèn)題。

本實(shí)用新型提供了一種高速低功耗四/五預(yù)分頻器，包括：

第一級(jí)真單相時(shí)鐘觸發(fā)器DFF1、第二級(jí)真單相時(shí)鐘觸發(fā)器DFF2、第三級(jí)真單相時(shí)鐘觸發(fā)器DFF3、或非門(mén)N1、NMOS晶體管M1和NMOS晶體管M2；

或非門(mén)N1的輸出端與NMOS晶體管M2的柵極連接；