一種超低功耗5.8GHz雙模前置分頻器設計

MC為邏輯高電平時，電路實現(xiàn)2分頻；MC為邏輯低電平時，電路實現(xiàn)3分頻。采用同步2／3分頻器，大大減少了工作在高頻部分MOS管的數(shù)目，從而同步部分的功耗有所下降。同時將“與”門設計在D觸發(fā)器中。這種集成“與”門的觸發(fā)器不但簡化了電路設計，而且避免了單獨設計邏輯門所帶來的寄生參數(shù)的影響，減少了速度損失，從而很好地緩解了工作速度和功耗之間的矛盾。
1．3 優(yōu)化功耗
從以上的分析可以看出，電路最大的功耗來自同步2／3分頻器，但無論是同步2／3分頻器還是異步分頻器鏈都必須采用D觸發(fā)器，因此設計好高速低功耗的D觸發(fā)器是影響整個分頻器速度和功耗的關(guān)鍵。
圖3為常用的Yuan-Svensson型D觸發(fā)器(下降沿觸發(fā))，這種電路采用動態(tài)CMOS技術(shù)，從左至右由一個N-C2MOS級，一個P-PrechargeCMOS級和一個P-C2MOS級組成。相對于傳統(tǒng)的靜態(tài)分頻器，它的各項性能已經(jīng)有了明顯的改善，但是由于大多數(shù)MOS管既是前級的負載管又是后級的驅(qū)動管，每一級三個MOS管疊加帶來了大的RC延遲，所以就算減小其尺寸也不能提高速度。為此我們對圖3中的C2MOS電路進行改進，用鐘控偽PMOS反相器代替N-C2MOS，這樣MOS管的數(shù)目、負載電容都有減小。同樣用鐘控偽NMOS反相器代替PC2MOS，構(gòu)成圖4所示的動態(tài)有比鎖存器，當時鐘信號為低(高)電平時鎖存器工作在求值(保持)模式，與Yuan-Svensson結(jié)構(gòu)的D觸發(fā)器相比具有更低的RC，因此減小了功耗和傳輸延遲。