一种在单端模拟占空比调整器中的线性调整装置及方法与流程

专利检索2026-09-21  9


本发明涉及占空比线性调整,具体为一种在单端模拟占空比调整器中的线性调整装置及方法。


背景技术:

1、随着对时钟信号速度的需求越来越快,工艺,电压和温度的变化都会影响信号的占空比,从而对信号的处理产生误差,影响芯片的运算能力,所以提高高速应用场景下的时钟信号的占空比具有迫切的需求。

2、现有技术中,申请公开号为cn117498840a的一种在单端模拟占空比调整器中的并联的粗细调装置,该装置包括主电路,用于在输入时钟信号的占空比无需调整时导通,主电路包括串联的第一反相器和第二反相器;多级粗调电路,用于对输入时钟信号的占空比的大范围调整,多级粗调电路包括第一级粗调电路和第二级粗调电路,第一级粗调电路的输入端和第一反相器的输入端并联,第二级粗调电路的输入端和第一级粗调电路的输出端级联,第二级粗调电路的输出端和第二反相器的输出端并联,多级细调电路,用于对输入时钟信号的占空比精细的调整,多级细调电路包括第一级细调电路和第二级细调电路,第一级细调电路的输入端和第一反相器的输入端并联,第二级细调电路的输入端和第一级细调电路的输出端级联,第二级细调电路的输出端和第二反相器的输出端并联,第一级粗调电路包括并联的p0-mos管和n0-mos管,第二级粗调电路包括并联的p1-mos管和n1-mos管,第一级细调电路包括并联的p2-mos管和n2-mos管,第二级细调电路包括并联的p3-mos管和n3-mos管。本发明通过增加n-mos管和p-mos管的尺寸,进行输入时钟信号占空比的调整。

3、但是还存在如下不足:由上述的陈述可知,当仅有mos管串并联时,由于温度和电压变化会对mos管的阈值电压产生影响,而阈值电压的变化会影响mos管的导通和截止状态,从而改变电路中的信号传输和响应时间,继而影响输入时钟信号的占空比范围调整精度,且通过多个mos管串并联时,由于阈值电压的变化导致串并联的mos管对输入时钟信号的响应不是完全线性的,当输出信号的占空比变化不是线性关系时,会出现时序误差和信号失真等不利影响。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种在单端模拟占空比调整器中的线性调整装置及方法,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种在单端模拟占空比调整器中的线性调整装置,包括:

4、主电路,用于在输入时钟信号的占空比无需调整时导通,所述主电路包括串联的第一反相器和第二反相器,所述第一反相器和第二反相器均包括p-mos管和n-mos管;

5、串联的粗调电路和细调电路,所述粗调电路包括并联的若干组第一拟合支路,所述第一拟合支路包括串联的p_1-mos管、n_1-mos管和电阻r-c,所述第二拟合支路包括串联的p_1-mos管、n_1-mos管和电阻rx,所述第一拟合支路和第二拟合支路依次并联,所述细调电路包括并联的若干组第三拟合支路,所述第三拟合支路包括串联的p_2-mos管、n_2-mos管和电阻r-f,所述第四拟合支路包括串联的p_2-mos管、n_2-mos管和电阻ry,所述第三拟合支路和第四拟合支路连续并联。

6、进一步地,还包括:

7、占空比检测器,所述占空比检测器和粗调模式完成检测器、细调模式完成检测器电性连接,用于将输入的时钟信号产生的0到1的上升沿信号或1到0的下降沿信号传输到粗调模式完成检测器、细调模式完成检测器;

8、所述粗调模式完成检测器,用于当所述占空比检测器检测到输入的时钟信号变化时,检测到粗调模式完成;

9、所述细调模式完成检测器,用于当所述占空比检测器检测到输入的时钟信号变化时,检测到细调模式完成;

10、粗调占空比矫正器计数器,所述粗调占空比矫正器计数器和所述粗调模式完成检测器电性连接,用于产生粗调5bit code的值;

11、细调占空比矫正器计数器,所述细调占空比矫正器计数器和所述细调模式完成检测器电性连接,用于产生粗调5bit code的值;

12、锁存器,用于接收所述粗调占空比矫正器计数器、细调占空比矫正器计数器的信号,分别锁存p_1<4:0>、n_1<4:0>、p_2<4:0>和n_2<4:0>的值。

13、进一步地,所述电阻rx中x的取值为0到3,所述电阻ry中y的取值为4到7。

14、进一步地,所述粗调电路调整的占空比范围为0-15%,所述细调电路调整的占空比范围为0-5%。

15、进一步地,所述占空比检测器为锁存电路和计数电路搭建的数字逻辑电路,所述粗调模式完成检测器和细调模式完成检测器均为检测占空比的数字逻辑电路和比较器电路的集成电路,所述粗调占空比矫正器的计数器和细调占空比矫正器的计数器为定时触发电路、锁存电路和计数电路搭建的数字逻辑电路,所述锁存器为d触发器。

16、一种在单端模拟占空比调整器中的线性调整方法,所述在单端模拟占空比调整器中的线性调整方法基于上述任意一项所述的一种在单端模拟占空比调整器中的线性调整装置,该方法包括如下步骤:

17、s1.初始状态时,设置p_1<4:0>=01111,n_1<4:0>=10000;

18、s2.粗调,粗调的电阻编码采用热码的形式,每次都是单独的一个支路导通,最高位决定能够调整的最大范围,同时最高位的电阻是基准,电阻会从最大值1倍,逐渐切换到0.8倍,0.6倍,0.4倍,0.2倍,粗调的范围15%分为5个档位,r-c支路导通时,调整的最大值为15%,p_1<4:0>=01111,n_1<4:0>=10000;r-c支路和r0导通时,为了使等效电阻为基准的0.8倍,需并联4r的r0,调整的范围是12%,p_1<4:0>=00111,n_1<4:0>=11000;r-c支路和r1导通时,为了使等效电阻为基准的0.6倍,需并联1.5r的r1,调整的范围是9%,p_1<4:0>=01011,n_1<4:0>=10100;r-c支路和r2导通时,为了使等效电阻为基准的0.4倍,需并联0.667r的r2,调整的范围6%,p_1<4:0>=01101,n_1<4:0>=10010;r-c支路和r3导通时,为了使等效电阻为基准的0.2倍,需并联0.25r的r3,调整的范围3%,p_1<4:0>=01110,n_1<4:0>=10001,随着输入时钟信号的占空比大于或小于50%时,占空比检测器输出从0到1或者从1到0的翻转信号,然后粗调模式完成检测器检测到粗调模式完成,粗调占空比矫正器计数器停止工作,p_1<4:0>和n_1<4:0>的值被锁存器锁存起来,占空比的粗调过程结束;

19、s3.细调,细调的电阻编码采用温度计编码,电阻连续并联,把整个调整范围的最高位的电阻为基准,电阻会从最大值1倍,逐渐切换到0.8倍,0.6倍,0.4倍,0.2倍,细调的范围5%分为5个档位,r-f支路导通时,为了使等效电阻为基准的0.8倍,需并联4r的r4,调整的最大值为5%,p_2<4:0>=01111,n_2<4:0>=10000;r-f支路和r4导通时,为了使等效电阻为基准的0.6倍,需并联2.4r的r5,调整的范围是4%,p_2<4:0>=00111,n_2<4:0>=11000;r-f支路、r4和r5导通时,为了使等效电阻为基准的0.4倍,需并联1.2r的r6,调整的范围是3%,p_2<4:0>=00011,n_2<4:0>=11100;r-f支路、r4、r5和r6导通时,为了使等效电阻为基准的0.2倍,需并联0.4r的r7,调整的范围2%,p_2<4:0>=00001,n_2<4:0>=11110;r-f支路、r4、r5、r6和r7导通时,调整的范围1%,p_2<4:0>=00000,n_2<4:0>=11111,随着输入时钟信号的占空比大于或小于50%时,占空比检测器输出从0到1或者从1到0的翻转信号,然后细调模式完成检测器检测到细调模式完成,细调占空比矫正器计数器停止工作,p_2<4:0>和n_2<4:0>的值被锁存器锁存起来,占空比的细调过程结束。

20、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

21、本发明通过将第一反相器和第二反相器串联,粗调电路和细调电路串联,p_1-mos管、n_1-mos管和电阻r-c串联,p_1-mos管、n_1-mos管和电阻rx串联,第一拟合支路和第二拟合支路依次并联,p_2-mos管、n_2-mos管和电阻r-f串联,p_2-mos管、n_2-mos管和电阻ry串联,第三拟合支路和第四拟合支路连续并联。因此通过拟合输出端等效电阻的方法改变信号的上升或者下降时间,从而达到调整占空比的目的,粗调采用热码的方式,调整范围更大更精确,细调采用温度计编码的方式,当电阻每一档位是线性的变化,tr /tf也会线性的变化,从而实现好的占空比线性度,同时选择对温度和电压变化很小的电阻,避免了采用纯mos管做等效电阻产生的占空比大范围的变化,保证了输入时钟信号的占空比范围调整精度;

22、通过将p_1-mos管、n_1-mos管和电阻rx串联,p_2-mos管、n_2-mos管和电阻ry串联,在p_1-mos管和n_1-mos管电路中添加电阻rx的方式,在p_2-mos管、n_2-mos管电路中添加电阻ry的方式引入额外的延迟,从而补偿串并联的mos管之间的差异,使得不同信号的到达时间更加一致,因此让输入时钟信号的占空比变化更加线性,从而提高电路的性能和稳定性。


技术特征:

1.一种在单端模拟占空比调整器中的线性调整装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种在单端模拟占空比调整器中的线性调整装置,其特征在于,还包括:

3.根据权利要求1所述的一种在单端模拟占空比调整器中的线性调整装置,其特征在于,所述电阻rx中x的取值为0到3,所述电阻ry中y的取值为4到7。

4.根据权利要求1所述的一种在单端模拟占空比调整器中的线性调整装置,其特征在于,所述粗调电路调整的占空比范围为0-15%,所述细调电路调整的占空比范围为0-5%。

5.根据权利要求2所述的一种在单端模拟占空比调整器中的线性调整装置,其特征在于,所述占空比检测器为锁存电路和计数电路搭建的数字逻辑电路,所述粗调模式完成检测器和细调模式完成检测器均为检测占空比的数字逻辑电路和比较器电路的集成电路,所述粗调占空比矫正器的计数器和细调占空比矫正器的计数器为定时触发电路、锁存电路和计数电路搭建的数字逻辑电路,所述锁存器为d触发器。

6.一种在单端模拟占空比调整器中的线性调整方法,其特征在于,所述在单端模拟占空比调整器中的线性调整方法基于权利要求1-5任意一项所述的一种在单端模拟占空比调整器中的线性调整装置,该方法包括如下步骤:


技术总结
本发明提供一种在单端模拟占空比调整器中的线性调整装置及方法,涉及占空比线性调整技术领域,包括:主电路,用于在输入时钟信号的占空比无需调整时导通,所述主电路包括串联的第一反相器和第二反相器,所述第一反相器和第二反相器均包括P‑MOS管和N‑MOS管;串联的粗调电路和细调电路,粗调电路包括并联的若干组第一拟合支路,第一拟合支路包括串联的P_1‑MOS管、N_1‑MOS管和电阻R<subgt;‑</subgt;c。本发明选择对温度和电压变化很小的电阻,避免了采用纯MOS管做等效电阻产生的占空比大范围的变化,保证了输入时钟信号的占空比范围调整精度;补偿串并联的MOS管之间的差异,使得不同信号的到达时间更加一致,输入时钟信号的占空比变化更加线性,从而提高电路的性能和稳定性。

技术研发人员:张亚南,张冬青,赖雄亮
受保护的技术使用者:中茵微电子(南京)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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