[发明专利]自调节占空比调谐器

说明书

发明背景

技术领域

本发明一般地涉及数字电子，更具体地涉及控制信号占空比的方法。

背景技术

在数字电子中，信号的占空比被定义为脉冲持续时间(信号处于逻辑高状态)占波形时段的比值。例如，理想方波的占空比为50％，即其在信号时段的恰好一半中处于高状态。占空比的概念仅仅应用于周期信号。

对许多高性能电路应用而言，信号的占空比必须被小心地控制。虽然占空比控制在许多应用中，包括在动态逻辑电路、模拟电路、阵列等中是有价值的，其在时钟供应电路中尤其重要。已经设计出各种占空比控制器，包括可编程控制器；所述可编程控制器允许用户或编程接口使用诸如0-10的数字输入值来设置占空比，其中输入值为0导致占空比为0％，输入值为10导致占空比为100％。

发明内容

本发明涉及对目标信号的占空比进行调谐，包括测量目标信号的高时段，测量目标信号的低时段，基于对高时段和低时段的测量计算目标信号的实际占空比值，基于所述实际占空比值和期望占空比值生成一个或多个控制信号，以及响应于所述占空比控制信号用占空比控制器来自动地调节目标信号的占空比。在示例性实施例中，占空比控制信号包括增量信号和减量信号，占空比控制器在所述增量信号具有正值的情况下增加目标信号的占空比，并且在所述减量信号具有正值的情况下降低目标信号的占空比。可以使用高速计数器来针对高时段提供高计数，针对低时段提供低计数，从而测量高时段和低时段。然后可以从高计数和低计数计算得到目标信号的实际占空比值，这样即使所述高计数和所述低计数受到工艺、温度或者供电变化的影响，所述实际占空比值也不会受到影响；然后所述实际占空比值与期望占空比值进行比较从而生成增量信号和减量信号。这样，即使高计数和低计数受到由于工艺、温度或供电电压造成的变化的影响，其比例是独立于所述变化的，所以调谐器也是不受影响的。

本发明的以上以及其他目的、特征以及优势将在以下具体书面描述中变得更加明显。

附图说明

通过参考附图，本发明将会被更好地理解，并且本发明的多个目的、特征和优势将变得对本领域技术人员而言更加明显。

图1是根据本发明构造的自调节占空比调谐器的一个实施例的高层示意图；

图2是根据本发明构造的占空比控制逻辑电路的一个实施例的高层示意图，其可以用于图1所示的占空比调谐器；

图3是示出占空比调谐范围的图，其可以被实现在根据本发明一个实施例的图1和图2中的占空比控制逻辑中；

图4是时序图，其示出本发明一个实现中，图1所示的占空比调谐器的不同节点、计数器和寄存器的各信号和计数值；以及

图5是高层示意图，其示出将本发明的自调节占空比调谐器用于动态逻辑电路中的一个应用。

不同附图中使用相同的参考标号代表相似或相同的项目。

具体实施方式

虽然已经发明了为数字信号处理提供精确占空比控制的多种方式，但是工艺、温度或者供电电压的变化仍然会引入不精确性。这些变化可能会导致占空比控制的显著退化，从而引发诸如定时违例的操作问题。因此，需要提供一种改进的控制占空比的方法，其可以克服与诸如工艺、温度或供电电压的不可控源头相关联的变化。如果该方法允许占空比的实时自调节则会更具有优势。

本发明达到了这些好处，测量目标信号的高时段和低时段，用其计算实际占空比，并且生成纠正信号，该纠正信号允许对目标信号的占空比进行自调节。这些时段的长度可以通过用高速计数器对目标信号的高时段和低时段中的高速发生器脉冲的数目进行计数来测量。本发明这样使用当前测量的值来基于误差补偿反馈来调谐占空比。由于高时段和低时段都在同样的条件下被测量(计数电路位于同一电路区域中)，并且其比值被用于进行调谐，因此所述调谐不会受到工艺、温度或供电电压变化的影响。

现在参考附图，尤其是附图1，来描述根据本发明构造的自调节占空比调谐器的一个实施例10。自调节占空比调谐器10包括占空比控制器12，其接收具有当前占空比的诸如时钟信号的数字输入信号，并且生成具有调节后的占空比的输出信号。占空比控制器12基于两个纠正信号来调节输入时钟信号的占空比，所述两个纠正信号包括增量信号“inc”和减量信号“dec”。这些纠正信号表示基于所测量的输出时钟信号的高时段和低时段得到的调节值。