[發明專利]占空比調節裝置及方法

有效

• 申請號: 201710160683.0
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106941347B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 陳璽;李梁;陳光炳;王育新;付東兵;黃興發;徐鳴遠;沈曉峰
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十四研究所
• 主分類號: H03K5/156
• 分類號: H03K5/156;H03L7/085
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 李琦

本發明提供一種占空比調節裝置及方法，該裝置包括：第一邊沿提取單元，用于提取第一時鐘信號的上升沿；鎖定判別單元，其輸入端連接第一時鐘信號與時鐘輸出信號，用于根據判別電壓與穩定電壓的比較結果輸出控制信號，按照控制信號選擇連通第一時鐘信號或時鐘輸出信號作為反饋信號；積分單元，用于將反饋信號轉為穩定電壓，放大穩定電壓直到達到參考電壓時，輸出控制電壓；電荷泵，用于根據控制電壓輸出第二時鐘信號；第二邊沿提取單元，用于提取第二時鐘信號的下降沿；鑒相器，用于比較第一時鐘信號的上升沿與第二時鐘信號的下降沿的相位，生成時鐘輸出信號。本發明電路結構簡單，在功耗基本相等的狀態下，提高了占空比調節效率。

技術領域

本發明屬于集成電路控制技術領域，特別是涉及一種具有快速鎖定能力的占空比調節裝置及方法，其被廣泛應用于高速調節的時鐘產生系統。

背景技術

在集成電路系統中，時鐘信號用于同步和激勵不同模塊的工作，其主要的參數有頻率、相位、幅度、抖動和占空比。其中，占空比的定位為高電平持續時間與整個時鐘周期的比值。其中，占空比調節裝置應用于高精度高速度系統中，如，高精度高速度模數轉換器(Analog-to-Digital converter)，其核心指標有可調節范圍、抖動大小以及鎖定速度。

為了得到快速鎖定的占空比調節裝置，最直接的方法是增加多級驅動的環路增益，然而，大的環路增益會帶來大的時鐘抖動，這樣會限制系統的整體性能。間接的方法有兩大類，例如，文獻《A 500-MHz-1.25-GHz fast-locking pulsewidth control loop withpresettable duty cycle》提出了一種快速鎖定的電路實現，該方法需要增加一個轉換器(voltage-difference-to-digital converter)模塊來動態控制開關型電荷泵(SwitchedCharge Pump)。另一類方法如文獻《A fast lock time pulsewidth control loop usingsecond order passive loop filters》所述，利用的是二階濾波器，將鎖定環路從原始的一階系統變成三階系統，從而利用零極點的位置得到更好的鎖定時間。

雖然，第一類方法能夠快速地鎖定速度，但電路實現復雜，并增加了系統面積及功耗；第二類方法實現略簡單，增加的面積及功耗小，但是提升的鎖定速度能力有限。因此，在高精度高速系統中亟需一種電路實現簡單、鎖定速度與功耗面積適中的占空比調節裝置。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種占空比調節裝置及方法，用于解決現有技術中電路實現簡單、鎖定速度與功耗面積適中的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種占空比調節裝置，包括：第一邊沿提取單元、鎖定判別單元、積分單元、電荷泵、第二邊沿提取單元、及鑒相器；

所述第一邊沿提取單元，輸入第一時鐘信號，并用于提取所輸入的第一時鐘信號的上升沿；

所述鎖定判別單元，輸入所述第一時鐘信號、及所述鑒相器輸出的時鐘輸出信號，用于根據判別電壓與穩定電壓的比較結果輸出對應控制信號，根據所述控制信號選擇連通所述第一時鐘信號或時鐘輸出信號作為反饋信號；

所述積分單元，用于將所述反饋信號轉化為穩定電壓，放大所述穩定電壓直到其達到參考電壓時，輸出控制電壓；

所述電荷泵，用于根據所述控制電壓輸出第二時鐘信號；

所述第二邊沿提取單元，用于提取所述第二時鐘信號的下降沿；

所述鑒相器，用于比較所述第一時鐘信號的上升沿與第二時鐘信號的下降沿的相位，生成所需占空比對應的時鐘輸出信號。

本發明的另一目的在于提供一種占空比調節方法，包括：

提取所輸入的第一時鐘信號的上升沿；