[發明專利]三角波產生電路及其方法

有效

• 申請號: 200710136905.1
• 申請日: 2007-07-23
• 公開（公告）號: CN101355349A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 陳錦揚;李元璞
• 申請（專利權）人: 晶豪科技股份有限公司
• 主分類號: H03K4/06
• 分類號: H03K4/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 葛寶成;黃小臨

技術領域

本發明涉及一種三角波產生電路及其方法，特別是涉及一種可切換使用外部時鐘與內部時鐘的三角波產生電路及其方法，其三角波頻率以及波形在長時間運作下皆可維持穩定不失真。

背景技術

三角波產生電路，常被應用于多種電路之中，例如脈寬調制器(pulsewidth?modulator，PWM)。當三角波產生電路應用于脈寬調制器之類的電路時，三角波產生電路所輸出的三角波波形將會嚴重地影響脈寬調制的準確性，特別是在三角波產生電路所需的時鐘是由外部提供的情況之下，以及三角波產生電路并無反饋控制功能時。

圖1為現有三角波產生電路的電路圖。此電路包括電流源101及104、P型金屬氧化物半導體導體(p-type?metal?oxide?semiconductor，PMOS)晶體管102、N型金屬氧化物半導體導體(n-type?metal?oxide?semiconductor，NMOS)晶體管103、放大器105及電容106，這些構件的耦接關系如圖所示。此外，圖中的VDD表示電源電壓，GND表示共同電位，VIN表示輸入信號，VREF表示參考電壓，VOUT表示三角波輸出信號。其中，輸入信號VIN通常為一方波時鐘。

利用輸入信號VIN可控制晶體管102及103的導通狀態，且在一時間區段中只導通二述兩個晶體管其中之一，使得當PMOS晶體管102導通時，電流源101提供一電流I1至放大器105的負輸入端；而當NMOS晶體管103導通時，電流源104則從放大器105的負輸入端汲取一電流I2至共同電位GND。由放大器105及電容106所組成的積分電路便對放大器105的負輸入端電流進行積分而得到三角波輸出信號VOUT。

然而，由于集成電路工藝中不可避免的誤差會使得電流I1及I2二者大小不會完全一樣，因此衍生出一些問題。圖2為圖1電路在電流I2大于電流I1的情況下VOUT的波形圖。其中，VH及VL代表兩個預設的參考電平，且參考電平VH大于參考電平VL。由此圖可知，在電流I2大于電流I1時，在長時間工作之下，三角波輸出信號VOUT會逐漸往上漂移而脫離位于VH與VL間的正常工作區間。

圖3為圖1電路在電流I2小于電流I1的情況下VOUT的波形圖。由此圖可知，在電流I2小于電流I1的情況時，在長時間工作之下，三角波輸出信號VOUT會逐漸往下漂移而脫離位于VH與VL間的正常工作區間。

此外，在輸入信號VIN的波形并不理想的情況之下，例如占空度(dutycycle)并非50％時，三角波輸出信號VOUT亦會逐漸往上或往下漂移，如圖4所示。圖4為圖1電路中輸入信號VIN的占空度小于50％時VOUT的波形圖。由于占空度不相等使得積分電路電容106充放電時間不相等，三角波輸出信號VOUT便逐漸往下漂移而脫離位于VH與VL間的正常工作區間。同理，當輸入信號VIN的占空度大于50％時，整個三角波輸出信號VOUT會逐漸往上漂移而脫離位于VH與VL間的正常工作區間。

由上述可知，傳統的三角波產生電路會因為工藝誤差或者輸入信號的些許不對稱導致產生的三角波逐漸失真，此問題會隨著電路運作時間愈長而愈加嚴重。若無法提供精準的三角波輸出信號VOUT，那么利用此三角波工作的電路也必然會產生誤差。

發明內容

本發明的目的就是提供一種三角波產生電路，其能提供始終維持在工作區間內的三角波輸出信號。

本發明的另一目的是提供一種產生三角波輸出信號的方法，運用此方法所產生的三角波輸出信號即使長時間工作也不會漂移出工作區間。

基于上述及其它目的，本發明提出一種三角波產生電路。此三角波產生電路包括積分電路、電平檢測電路及信號調整電路。積分電路用以依據積分電流的狀態產生三角波輸出信號。電平檢測電路用以接收三角波輸出信號，且當三角波輸出信號的電平達到第一參考電平時，輸出一檢測信號。信號調整電路用以依據檢測信號使積分電流呈現第一狀態，以改變三角波輸出信號的電壓電平，以及另外依據一時鐘產生一邊緣脈沖信號，且依據邊緣脈沖信號將三角波輸出信號的電壓電平改變至第二參考電平，以及依據邊緣脈沖信號使積分電流呈現第二狀態，以改變三角波輸出信號的電壓電平，其中，該第一參考電平的電壓值小于該第二參考電平的電壓值，該第一狀態是指電流方向從該積分電路流至該信號調整電路，并且該第二狀態是指電流方向從該信號調整電路流至該積分電路。