[發明專利]一種矩陣脈沖信號產生電路和產生方法

有效

• 申請號: 201310349521.3
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN103427795A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 李海松;楊博;蔣軼虎;唐威;吳龍勝
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第九研究院第七七一研究所
• 主分類號: H03K3/017
• 分類號: H03K3/017
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術領域

本發明涉及半導體集成電路領域，具體涉及一種矩陣脈沖信號產生電路和產生方法。

背景技術

脈沖信號是指持續時間較短、寬度及幅度有特定變化規律的電壓或電流信號，常見的脈沖信號有矩形、鋸齒形、鐘形及數字編碼序列等。脈沖信號產生電路廣泛應用于開關控制、數字電路動態特性測試等領域。

脈沖信號發生器的種類繁多，性能各異，但大多數脈沖信號發生器都是采用模擬電路設計或采用已有的電路元器件進行搭建，這種脈沖信號產生電路結構無法與目前主流的數字CMOS集成電路制造工藝相兼容，即不能集成到數字集成電路設計當中。當然，通過高頻數字鎖相環電路可以實現脈沖產生電路，但是這種方式不僅原雜，而且成本較高，需要精確的低頻輸入時鐘；同時，該方法實現納秒級脈沖寬度信號也比較困難。還有一些脈沖產生電路是利用輸入信號及其經過延遲之后的信號做一個邏輯運算來產生，但是它并沒有考慮如何實現對脈沖寬度的檢測，尤其是當脈沖寬度隨工藝、電壓、溫度變化時需要對脈沖寬度進行實時監控。

發明內容

本發明的目的在于提供一種矩陣脈沖信號產生電路和產生方法，解決現有產生電路無法與數字CMOS工藝相兼容，脈寬調節范圍小，實現納秒級脈寬困難，需要外接頻率輸入的問題。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種矩陣脈沖信號產生電路，其特征在于，包括頻率可調環形振蕩器和脈沖產生電路；頻率可調環形振蕩器的輸入端與使能信號相連，并分別與頻率調整信號c1～cj相連；頻率可調環形振蕩器輸出端輸出周期性的輸出頻率信號，并與脈沖產生電路的輸入端相連；脈沖產生電路的輸入端還與脈沖產生控制信號相連，脈沖產生電路的輸出端輸出矩形脈沖信號；

所述的頻率可調環形振蕩器包括k個反相器，一個二輸入與非門和j個二選一電路，其中，k為偶數；第一反相器的輸出端分別連接第二反相器的輸入端以及二選一電路M1～Mj的輸入端a，二選一電路M1～Mj的選擇端s對應連接頻率調整信號c1～cj；第二反相器的輸出端連接第三反相器的輸入端，第三反相器的輸出端連接二選一電路M1的輸入端b，二選一電路M1～Mj-1的輸出端y依次通過兩個級聯的反相器與下一級的二選一電路M2～Mj的輸入端b連接，二選一電路Mj的輸出端y連接第q反相器的輸入端，第q反相器的輸出端級聯k-q級反相器；第k反相器的輸出端和二輸入與非門的第一輸入端連接，二輸入與非門的第二輸入端與使能信號相連，二輸入與非門的輸出端與第一反相器的輸入端相連，同時作為頻率可調環形振蕩器的輸出端，并輸出周期性的輸出頻率信號。

優選的，所述的脈沖產生電路包括一個帶置位端的觸發器和m-1個帶復位端的觸發器；脈沖產生控制信號分別與脈沖產生電路中觸發器DFF1的置位端，以及脈沖產生電路中觸發器DFF2～DFFm的復位端相連接；頻率可調環形振蕩器的輸出頻率信號分別與脈沖產生電路中觸發器DFF1～DFFm的時鐘輸入端相連接；

觸發器DFF1～DFFm-1的數據輸出端依次與下一級的觸發器DFF2～DFFm的數據輸入端相連接；觸發器DFFm的數據輸出端與DFF1的數據輸入端相連接，同時作為脈沖產生電路的輸出端，并輸出矩形脈沖信號。

優選的，還包括用于將初始頻率調整信號a₁～a_n轉換并輸出為頻率調整信號c1～cj的頻率調整電路。

進一步，所述的頻率調整電路采用標準的n-2ⁿ譯碼電路；頻率調整電路的輸入端與初始頻率調整信號a₁～a_n相連，輸出端輸出頻率調整信號c1～cj，其中，j=2ⁿ。

優選的，所述的頻率可調環形振蕩器的輸出端還連接有用于對輸出頻率信號進行監控的頻率輸出監控電路。

進一步，所述的頻率輸出監控電路采用X分頻電路，其輸入端分別和頻率可調環形振蕩器的輸出頻率信號與使能信號相連接，輸出端輸出頻率監控信號。

一種矩陣脈沖信號產生方法，其特征在于，包括如下步驟：

A.設定頻率調整信號c1～cj并輸出到頻率可調環形振蕩器的輸入端；

B.給定脈沖產生控制信號對脈沖產生電路進行置位和復位操作，完成后將脈沖產生控制信號置為高電平；