一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正装置和方法与流程

专利2025-11-15  1


本发明涉及占空比的数字校正,具体为一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正装置和方法。


背景技术:

1、随着对时钟信号速度的需求越来越快,我们对时钟信号的占空比变化更加敏感。由于负载,工艺,电压,温度的影响,我们需要占空比检测和校正电路来不断的检测和调整占空比,在模拟占空比调整器中,校正占空比的数字校正装置是指一种利用数字技术来调整和校正模拟电路输出占空比的系统,该系统旨在通过数字化的手段,实现对模拟信号的准确调整,使其占空比满足预期的要求。

2、但是,该模拟占空比调整器的校正,现有技术中对占空比调整的流程比较复杂,且只是使用数字微调器或数字校正器来对占空比进行微调,而没有将模拟比较器的失配校正和占空比的校正分开,先消除输入对管失配和电流镜失配对模拟比较器的影响,再对时钟信号的占空比校正,因此占空比检测电路的检测精度和效率以及占空比调整范围均有待进一步提高。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正装置和方法,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、一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正装置,包括:

4、模拟电路,所述模拟电路包括占空比检测器和模拟比较器,所述占空比检测器的p输入端和时钟输入信号连接,所述占空比检测器的n输入端和参考电压vref连接,所述占空比检测器,用于检测时钟输入信号的占空比大小,所述模拟比较器的输入端和所述占空比检测器的输出端电性连接,所述模拟比较器,用于判断时钟输入信号的占空比大于50%还是小于50%;

5、数字电路,所述数字电路包括数字计数器和检测器,所述数字计数器和所述模拟比较器电性连接,所述模拟比较器和所述检测器电性连接,所述数字计数器用于接收所述模拟比较器的输出信号comp_out,所述输出信号comp_out用于控制所述数字计数器输出en信号,所述en信号用于控制数字计数器输出的offset<3:0>二进制数逐一增加,当所述模拟比较器的输出产生从0到1的上升沿信号或从1到0的下降沿信号,所述检测器输出calib_done到所述模拟比较器,所述数字计数器停止计数;

6、粗调电路,用于实现对时钟输入信号的占空比的大范围调整,所述粗调电路包括粗调模式完成检测器、粗调占空比矫正器的计数器和占空比矫正器,所述粗调模式完成检测器的输入端和所述占空比检测器的输出端电性连接,所述粗调模式完成检测器的输出端和粗调占空比矫正器的计数器的输入端电性连接,所述占空比矫正器的计数器的输出端将占空比粗调信号发送给所述占空比矫正器;

7、细调电路,用于对时钟输入信号的占空比精细的调整,所述细调电路包括细调模式完成检测器和细调占空比矫正器的计数器,所述细调模式完成检测器的输入端和所述占空比检测器的输出端电性连接,所述细调模式完成检测器的输出端和细调占空比矫正器的计数器的输入端电性连接,所述占空比矫正器的计数器的输出端将占空比细调信号发送给所述占空比矫正器。

8、进一步地,所述en为0时,所述模拟比较器不工作,所述en为1时,所述模拟比较器工作。

9、进一步地,所述offset<3:0>分为p<3:0>和n<3:0>,设置p<3:0>=0000,为正失配,n<3:0>=0000,为负失配。

10、进一步地,所述占空比检测器为定时触发电路、锁存器和计数器搭建的数字逻辑电路。

11、进一步地,所述数字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。

12、进一步地,所述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模拟比较器电路的集成电路。

13、进一步地,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均为占空比检测器、锁存器和计数器搭建的数字逻辑电路。

14、一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正方法,所述在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正方法基于上述的一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正装置,该方法包括如下步骤:

15、s1.初始状态时,判断vdd、rb、dcd_vref_en为0或1,时钟输入信号clk_in为0或1,设置p<3:0>为0000,n<3:0>为0000;

16、s2.判断模拟比较器输出为0或1,当模拟比较器输出为0,进行模拟比较器正端的p<3:0>的失配校正,当模拟比较器输出为1,进行模拟比较器负端的n<3:0>的失配校正;

17、s3.判断占空比是否小于50%,当占空比小于50%时,先进行占空比的粗调,再进行占空比的细调,将占空比从小于50%调整到大于50%,当占空比大于50%时,先进行占空比的粗调,再进行占空比的细调,将占空比从大于50%调整到小于50%。

18、进一步地,所述步骤s2具体包括:

19、s2-1.当模拟比较器输出为0,把模拟比较器的输出comp_out传递到数字计数器,控制数字计数器的增加,数字计数器输出向着p<3:0>=0000==》0001==》0011==》0111==》1111的方向进行,当数字计数器输出的en信号(en=1)控制模拟比较器正端的p<3:0>增加,使p<3:0>=0001,模拟比较器的输出comp_out依然是0,数字计数器输出会继续增加到0011,当模拟比较器的输出没有变化,数字计数器输出会继续增加到0111,然后数字计数器输出会继续增加到1111,直到模拟比较器的输出comp_out发生翻转(从0到1的上升沿),此时数字计数器停止计数;

20、s2-2.当模拟比较器的输出为1,将模拟比较器的输出comp_out传递到数字计数器,控制数字计数器的输出的增加,数字计数器输出向着n<3:0>=0000==》0001==》0011==》0111==》1111的方向进行,当数字计数器输出的en信号(en=1)控制模拟比较器的负端n<3:0>增加,当n<3:0>=0001,模拟比较器的输出comp_out为1,数字计数器的输出会继续增加到0011,当模拟比较器的输出没有变化,数字计数器的输出会继续增加到0111,然后数字计数器的输出会继续增加到1111,直到模拟比较器的输出comp_out发生翻转(从1到0的下降沿),此时数字计数器停止计数,暂时控制模拟比较器的n<3:0>增加,校正的过程中p<3:0>一直是0000。

21、进一步地,所述步骤s3具体包括:

22、s3-1.当占空比检测器检测到占空比小于50%,占空比检测器输出为0,粗调的占空比朝着增加的方向,向着粗调占空比矫正器的计数器<4:0>=00000==>00001==>00011的方向开始工作,一直到输出的占空比>50%,即占空比检测器检测到信号从0到1的上升沿信号,然后粗调占空比矫正器锁定,锁定粗调的5bit code的值,显示粗调占空比完成,然后细调占空比矫正器的计数器<4:0>向着=00000==>00001==>00011的方向开始工作,直到占空比检测器检测到信号从1到0的下降沿信号,细调占空比矫正器锁定,显示细调占空比完成;

23、s3-2.当占空比检测器检测到占空比大于50%,占空比检测器输出为1,粗调的占空比朝着减小的方向,向着粗调占空比矫正器的计数器<4:0>=00000==>00001==>00011的方向开始工作,一直到输出的占空比<50%,即占空比检测器检测到信号从1到0的下降沿的信号,然后粗调占空比矫正器锁定,锁定粗调的5bit code的值,显示粗调占空比完成,然后细调占空比矫正器的计数器<4:0>向着=00000==>00001==>00011的方向开始工作,直到占空比检测器检测到信号从0到1的上升沿信号,细调占空比矫正器锁定,显示细调占空比完成。

24、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

25、本发明通过将占空比检测器的p输入端和时钟输入信号连接,占空比检测器的n输入端和参考电压vref连接,模拟比较器的输入端和占空比检测器的输出端电性连接,数字计数器和模拟比较器电性连接,模拟比较器和检测器电性连接,粗调模式完成检测器的输入端和占空比检测器的输出端电性连接,粗调模式完成检测器的输出端和粗调占空比矫正器的计数器的输入端电性连接,细调模式完成检测器的输入端和占空比检测器的输出端电性连接,细调模式完成检测器的输出端和细调占空比矫正器的计数器的输入端电性连接。因此先校正占空比检测器的高精度模拟比较器,有效地消除输入对管失配和电流镜失配对模拟比较器的影响,再把占空比的校正分为粗调和细调,先粗调再细调的方式进行时钟信号的占空比的调整,从而提高占空比检测电路的检测精度,实现较宽的占空比调整范围、较高的精度和线性度,安全实现了占空比校正的自动化,节省了校正的时间。


技术特征:

1.一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正装置,其特征在于,所述en为0时,所述模拟比较器不工作,所述en为1时,所述模拟比较器工作。

3.根据权利要求1所述的一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正装置,其特征在于,所述offset<3:0>分为p<3:0>和n<3:0>,设置p<3:0>=0000,为正失配,n<3:0>=0000,为负失配。

4.根据权利要求1所述的一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正装置,其特征在于,所述占空比检测器为定时触发电路、锁存器和计数器搭建的数字逻辑电路。

5.根据权利要求1所述的一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正装置,其特征在于,所述数字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。

6.根据权利要求4所述的一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正装置,其特征在于,所述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模拟比较器电路的集成电路。

7.根据权利要求1所述的一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正装置,其特征在于,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均为占空比检测器、锁存器和计数器搭建的数字逻辑电路。

8.一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正方法,其特征在于,所述在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正方法基于权利要求1-7任意一项所述的一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正装置,该方法包括如下步骤:

9.根据权利要求8所述的一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正方法,其特征在于,所述步骤s2具体包括:

10.根据权利要求8所述的一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正方法,其特征在于,所述步骤s3具体包括:


技术总结
本发明提供一种在模拟占空比调整器中校正占空比的数字校正装置和方法,涉及占空比的数字校正技术领域,包括:模拟电路,所述模拟电路包括占空比检测器和模拟比较器,占空比检测器的P输入端和时钟输入信号连接,占空比检测器的N输入端和参考电压VREF连接,所述占空比检测器,用于检测时钟输入信号的占空比大小。因此先校正占空比检测器的高精度模拟比较器,有效地消除输入对管失配和电流镜失配对模拟比较器的影响,再把占空比的校正分为粗调和细调,先粗调再细调的方式进行时钟信号的占空比的调整,从而提高占空比检测电路的检测精度,实现较宽的占空比调整范围、较高的精度和线性度,安全实现了占空比校正的自动化,节省了校正的时间。

技术研发人员:张亚南,王洪鹏,王冬梅,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:2024/6/26
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