本發(fā)明涉及集成電路信號(hào)處理，特別涉及一種二選一高能性能時(shí)鐘扇出電路。

背景技術(shù)：

1、時(shí)鐘扇出技術(shù)是一種將時(shí)鐘信號(hào)多路分配緩沖輸出的技術(shù)。時(shí)鐘扇出電路直接影響多通道數(shù)據(jù)收發(fā)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等系統(tǒng)的性能，廣泛應(yīng)用于信號(hào)處理、軍用通訊、雷達(dá)、電子對(duì)抗等領(lǐng)域。

2、隨著整機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用要求的不斷提高，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)向著高速和高精度方向不斷發(fā)展。時(shí)鐘作為高速高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器的關(guān)鍵器件，其性能直接決定了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器的信噪比、動(dòng)態(tài)范圍等性能。

3、當(dāng)轉(zhuǎn)換時(shí)鐘速度要求達(dá)到5ghz以上時(shí)，時(shí)鐘周期小于200ps，典型工藝、電源電壓和溫度變化引起的進(jìn)100ps時(shí)鐘偏移，對(duì)轉(zhuǎn)換器性能的影響將十分明顯。尤其在多通道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，通道間的延遲偏差越大，系統(tǒng)有效精度越低，轉(zhuǎn)換速度也受到限制。因此，在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)高頻低噪聲時(shí)鐘扇出電路非常有必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種二選一高能性能時(shí)鐘扇出電路，以解決背景技術(shù)中的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種二選一高能性能時(shí)鐘扇出電路，包括輸入緩沖模塊、輸入選擇模塊、放大模塊、輸出緩沖模塊；

3、所述輸入緩沖模塊對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大；

4、所述輸入選擇模塊通過外部電平來控制選擇2路輸入信號(hào)中的1路信號(hào)輸入；

5、所述放大模塊將選擇輸入的信號(hào)放大并傳輸至所述輸出緩沖模塊；

6、所述輸出緩沖模塊將時(shí)鐘信號(hào)緩沖輸出，輸出信號(hào)模式為cml電平。

7、在一種實(shí)施方式中，所述輸入選擇模塊包括第一npn型雙極管～第十八npn型雙極管、第一電阻～第八電阻；第一電阻的第一端和第二電阻的第一端均接電源電壓vdd，第一電阻的第二端同時(shí)接第十六npn型雙極管的基極、第二npn型雙極管的集電極、第九npn型雙極管的集電極；第二電阻的第二端同時(shí)接第十五npn型雙極管的基極、第三npn型雙極管的集電極、第十npn型雙極管的集電極；第一npn型雙極管的集電極接電源電壓vdd，基極接輸入選擇信號(hào)sel，發(fā)射極接第二npn型雙極管的發(fā)射極，第二npn型雙極管的基極接輸入選擇信號(hào)的反向信號(hào)seln，發(fā)射極同時(shí)接第三電阻的第一端和第五npn型雙極管的集電極；第四npn型雙極管的集電極接電源電壓vdd，基極接輸入選擇信號(hào)sel，發(fā)射極接第三npn型雙極管的發(fā)射極，第三npn型雙極管的基極接輸入選擇信號(hào)的反向信號(hào)seln，發(fā)射極同時(shí)接第三電阻的第二端和第六npn型雙極管的集電極；第五npn型雙極管的基極接i0_n信號(hào)，第六npn型雙極管的基極接i0_p信號(hào)，第五npn型雙極管的發(fā)射極和第六npn型雙極管的發(fā)射極均接第七npn型雙極管的集電極；第七npn型雙極管的基極接第一偏置電壓，發(fā)射極通過第五電阻接地；其中i0_p信號(hào)和i0_n信號(hào)為輸入信號(hào)in0_p和in0_n經(jīng)輸入緩沖級(jí)緩沖之后的信號(hào)；

8、第八npn型雙極管的集電極接電源電壓vdd，基極接輸入選擇信號(hào)的反向信號(hào)seln，發(fā)射極接第九npn型雙極管的發(fā)射極，第九npn型雙極管的基極接輸入選擇信號(hào)sel，發(fā)射極同時(shí)接第四電阻的第一端和第十二npn型雙極管的集電極；第十一npn型雙極管的集電極接電源電壓vdd，基極接輸入選擇信號(hào)的反向信號(hào)seln，發(fā)射極接第十npn型雙極管的發(fā)射極，第十npn型雙極管的基極接輸入選擇信號(hào)sel，發(fā)射極同時(shí)接第四電阻的第二端和第十三npn型雙極管的集電極；第十二npn型雙極管的基極接i1_n信號(hào)，第十三npn型雙極管的基極接i1_p信號(hào)，第十二npn型雙極管的發(fā)射極和第十三npn型雙極管的發(fā)射極均接第十四npn型雙極管的集電極；第十四npn型雙極管的基極接第一偏置電壓，發(fā)射極通過第六電阻接地；其中i1_p信號(hào)和i1_n信號(hào)為輸入信號(hào)in1_p和in1_n經(jīng)輸入緩沖級(jí)緩沖之后的信號(hào)；

9、第十五npn型雙極管的集電極和第十六npn型雙極管的集電極均接電源電壓vdd，第十五npn型雙極管的發(fā)射極接第十七npn型雙極管的集電極，第十七npn型雙極管的基極接第二偏置電壓，發(fā)射極通過第七電阻接地；第十六npn型雙極管的發(fā)射極接第十八npn型雙極管的集電極，第十八npn型雙極管的基極接第二偏置電壓，發(fā)射極通過第八電阻接地。

10、在一種實(shí)施方式中，所述放大模塊包括第十九npn型雙極管～第二十七npn型雙極管、第九電阻～第十三電阻；第十九npn型雙極管的集電極和第二十npn型雙極管的集電極均接電源電壓vdd，第十九npn型雙極管的基極和第二十npn型雙極管的基極分別通過第九電阻和第十電阻接電源電壓vdd，第十九npn型雙極管的發(fā)射極同時(shí)接第二十一npn型雙極管的集電極和第二十四npn型雙極管的基極，第二十npn型雙極管的發(fā)射極同時(shí)接第二十二npn型雙極管的集電極和第二十三npn型雙極管的基極；第二十一npn型雙極管的基極接差分輸入正端口in_p，第二十二npn型雙極管的基極接差分輸入負(fù)端口in_n；第二十一npn型雙極管的發(fā)射極和第二十二npn型雙極管的發(fā)射極均接第二十五npn型雙極管的集電極；第二十五npn型雙極管的基極接第三偏置電壓，發(fā)射極通過第十一電阻接地；

11、第二十三npn型雙極管的集電極和第二十四npn型雙極管的集電極均接電源電壓vdd，第二十三npn型雙極管的發(fā)射極接第二十六npn型雙極管的集電極，第二十四npn型雙極管的發(fā)射極接第二十七npn型雙極管的集電極；第二十六npn型雙極管的基極接第四偏置電壓，發(fā)射極通過第十二電阻接地；第二十七npn型雙極管的基極接第四偏置電壓，發(fā)射極通過第十三電阻接地。

12、在一種實(shí)施方式中，所述二選一高能性能時(shí)鐘扇出電路還包括基準(zhǔn)模塊和偏置模塊，用于為所述輸入緩沖模塊、所述放大模塊、所述輸出緩沖模塊、所述輸入選擇模塊提供穩(wěn)定偏置電壓、電流，并對(duì)外輸出2路偏置電壓。

13、在一種實(shí)施方式中，所述二選一高能性能時(shí)鐘扇出電路基于sige?bicmos器件設(shè)計(jì)流片。

14、本發(fā)明提供的一種二選一高能性能時(shí)鐘扇出電路，兩路差分輸入時(shí)鐘信號(hào)可選，通過輸入選擇信號(hào)sel端口選擇兩路輸入信號(hào)其中的一路輸入，提高時(shí)鐘輸入選擇的靈活性，方便應(yīng)用。與傳統(tǒng)二選一結(jié)構(gòu)相比：一是輸入選擇模塊的輸入選擇信號(hào)sel連接了8個(gè)開關(guān)管，無論輸入選擇信號(hào)sel為高或者低，兩路尾電流都保持打開的狀態(tài)，這樣可以提高開關(guān)的速度，減小了由于輸入選擇切換產(chǎn)生的信號(hào)延遲。二是在信號(hào)輸入差分對(duì)的集電極之間跨接了一個(gè)電阻，可以保障2個(gè)差分對(duì)管始終有電流流過，差分輸入管的集電極電壓保持，減小了信號(hào)的傳輸延遲。放大模塊的電路負(fù)載采用有源電感結(jié)構(gòu)，從輸出級(jí)到地的電容引起了帶寬的下降，電路在頂層雙極型晶體管的基極增加電阻，使出阻抗表現(xiàn)出感性?？墒沟迷鲆媲€產(chǎn)生尖峰，增加了放大器的帶寬。本發(fā)明基于sige?bicmos器件設(shè)計(jì)流片，充分發(fā)揮hbt器件特征頻率高的優(yōu)勢(shì)，經(jīng)驗(yàn)證，可以實(shí)現(xiàn)高頻率，極低附加相位噪聲和抖動(dòng)的高頻低噪聲時(shí)鐘扇出電路。

技術(shù)特征：

1.一種二選一高能性能時(shí)鐘扇出電路，其特征在于，包括輸入緩沖模塊、輸入選擇模塊、放大模塊、輸出緩沖模塊；

2.如權(quán)利要求1所述的二選一高能性能時(shí)鐘扇出電路，其特征在于，所述輸入選擇模塊包括第一npn型雙極管～第十八npn型雙極管、第一電阻～第八電阻；第一電阻的第一端和第二電阻的第一端均接電源電壓vdd，第一電阻的第二端同時(shí)接第十六npn型雙極管的基極、第二npn型雙極管的集電極、第九npn型雙極管的集電極；第二電阻的第二端同時(shí)接第十五npn型雙極管的基極、第三npn型雙極管的集電極、第十npn型雙極管的集電極；第一npn型雙極管的集電極接電源電壓vdd，基極接輸入選擇信號(hào)sel，發(fā)射極接第二npn型雙極管的發(fā)射極，第二npn型雙極管的基極接輸入選擇信號(hào)的反向信號(hào)seln，發(fā)射極同時(shí)接第三電阻的第一端和第五npn型雙極管的集電極；第四npn型雙極管的集電極接電源電壓vdd，基極接輸入選擇信號(hào)sel，發(fā)射極接第三npn型雙極管的發(fā)射極，第三npn型雙極管的基極接輸入選擇信號(hào)的反向信號(hào)seln，發(fā)射極同時(shí)接第三電阻的第二端和第六npn型雙極管的集電極；第五npn型雙極管的基極接i0_n信號(hào)，第六npn型雙極管的基極接i0_p信號(hào)，第五npn型雙極管的發(fā)射極和第六npn型雙極管的發(fā)射極均接第七npn型雙極管的集電極；第七npn型雙極管的基極接第一偏置電壓，發(fā)射極通過第五電阻接地；其中i0_p信號(hào)和i0_n信號(hào)為輸入信號(hào)in0_p和in0_n經(jīng)輸入緩沖級(jí)緩沖之后的信號(hào)；

3.如權(quán)利要求1所述的二選一高能性能時(shí)鐘扇出電路，其特征在于，所述放大模塊包括第十九npn型雙極管～第二十七npn型雙極管、第九電阻～第十三電阻；第十九npn型雙極管的集電極和第二十npn型雙極管的集電極均接電源電壓vdd，第十九npn型雙極管的基極和第二十npn型雙極管的基極分別通過第九電阻和第十電阻接電源電壓vdd，第十九npn型雙極管的發(fā)射極同時(shí)接第二十一npn型雙極管的集電極和第二十四npn型雙極管的基極，第二十npn型雙極管的發(fā)射極同時(shí)接第二十二npn型雙極管的集電極和第二十三npn型雙極管的基極；第二十一npn型雙極管的基極接差分輸入正端口in_p，第二十二npn型雙極管的基極接差分輸入負(fù)端口in_n；第二十一npn型雙極管的發(fā)射極和第二十二npn型雙極管的發(fā)射極均接第二十五npn型雙極管的集電極；第二十五npn型雙極管的基極接第三偏置電壓，發(fā)射極通過第十一電阻接地；

4.如權(quán)利要求1所述的二選一高能性能時(shí)鐘扇出電路，其特征在于，所述二選一高能性能時(shí)鐘扇出電路還包括基準(zhǔn)模塊和偏置模塊，用于為所述輸入緩沖模塊、所述放大模塊、所述輸出緩沖模塊、所述輸入選擇模塊提供穩(wěn)定偏置電壓、電流，并對(duì)外輸出2路偏置電壓。

5.如權(quán)利要求1所述的二選一高能性能時(shí)鐘扇出電路，其特征在于，所述二選一高能性能時(shí)鐘扇出電路基于sige?bicmos器件設(shè)計(jì)流片。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種二選一高能性能時(shí)鐘扇出電路，屬于集成電路信號(hào)處理領(lǐng)域。所述時(shí)鐘扇出電路包括：輸入緩沖模塊，用于對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大；輸入選擇模塊，用于通過外部電平來控制選擇2路輸入信號(hào)中的1路信號(hào)輸入；放大模塊，用于將選擇輸入的信號(hào)放大傳輸至輸出模塊；輸出緩沖模塊，用于將時(shí)鐘信號(hào)緩沖輸出。時(shí)鐘扇出電路還包括帶隙基準(zhǔn)模塊和偏置模塊，用于為限幅輸入緩沖模塊、放大模塊、輸出緩沖模塊、輸入選擇模塊提供穩(wěn)定偏置電壓、電流，并對(duì)外輸出2路偏置電壓。本發(fā)明具有高頻、多路扇出、低噪聲、低抖動(dòng)的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：劉雪蓮,楊俊浩,張沁楓,蔣穎丹,尤飛龍,陳新,翟羽婷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26