USB3．0中五分頻電路設計
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2 分頻器基本電路的設計
觸發(fā)器是整個分頻器中最基本的結(jié)構(gòu)，只有設計好一個快速的觸發(fā)器，才能實現(xiàn)一個高頻率的分頻器，目前用于分頻電路的觸發(fā)器電路主要有3種。第1種是CML(Current Mode logic)電路，是由ECL(EmitterCouple Logic)電路演變來的，相比傳統(tǒng)的靜態(tài)分頻器，由于電路的擺幅較小，因而電路的工作速度快；第2種是TSPC(True Single Phase Clock)電路，采用單相時鐘，大大減少了電路的元件數(shù)目，從而提高電路工作速度，同時這種電路功耗極低；第3種是注鎖式(Injected Locked)電路，由于要使用電感，因而它的體積過大且工藝難度高，成本較高，很少被廣泛采用。本文分別采用CML電路和TSPC電路構(gòu)成分頻電路，并對兩者的速度和功耗等進行比較。
CML電路構(gòu)成的觸發(fā)器如圖2所示，由圖中可以看出，該觸發(fā)器由2個CML結(jié)構(gòu)鎖存器組成，它們構(gòu)成主從型結(jié)構(gòu)，每個鎖存器都要經(jīng)過2個階段：跟蹤階段和保持階段。當主鎖存器跟蹤輸入信號時，從鎖存器處于鎖存保持階段，然后交替。其中N13，N14為尾電流管，偏置電壓V_ biss使N13，N14管工作在飽和狀態(tài)，充當恒流源的作用。dp和dn是由輸入信號d經(jīng)傳輸門和反相器產(chǎn)生的一對互補差分信號，cK_m和ck_p是由輸入時鐘信號clk經(jīng)傳輸門和反相器產(chǎn)生的一對互補時鐘差分信號。主鎖存器工作狀態(tài)為：當cK_m為高電平時，N5管導通，N6管關(guān)閉，此時N1，N2管工作在差分狀態(tài)，將輸入信號dp，dn采入。當cK_p為高電平時，N6管導通，N5管關(guān)閉，此時N3，N4使電路維持在鎖存狀態(tài)，從鎖存器工作狀態(tài)恰好與主鎖存器工作狀態(tài)相反。設計中在觸發(fā)器輸出端q，qn之間加了2個反相器從而在q，qn之間形成正反饋，增強了電路的輸出驅(qū)動能力。工作時，電路的尾電流應當足夠大，有利于提高電路工作頻率和輸出信號的擺幅。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/190786.htm
TSPC電路構(gòu)成的觸發(fā)器如圖3所示，由圖中可以看出，該電路由四級反相器構(gòu)成，上升沿觸發(fā)，當CK為低電平，輸入反相器在節(jié)點X上采樣反向d輸入，第2級反相器處于保持狀態(tài)，節(jié)點Y預充電至Vdd，第三級反相器處于保持狀態(tài)，時鐘上升沿來時，第二級反相器求值，Y的電平值發(fā)生變化，時鐘ck為高電平時，節(jié)點Y的值傳送到輸出q，該觸發(fā)器的延時為4個反相器的傳播延時，由于電路中元件數(shù)目很少，而且采用動態(tài)邏輯，因此功耗極低。
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