專利名稱：用于檢測(cè)時(shí)鐘信號(hào)的占空比的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過(guò)振蕩器來(lái)檢測(cè)時(shí)鐘信號(hào)的占空比的電路，所 述振蕩器的信號(hào)可以在門電路中被轉(zhuǎn)換為方波。
背景技術(shù)：
在許多技術(shù)領(lǐng)域中，使用包括用于產(chǎn)生不斷改變的信號(hào)或輸出電 壓的振蕩器的電子電路。例如，這些振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，來(lái)定義下 游電子電路的時(shí)鐘頻率，以實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)。為此，振蕩器產(chǎn)生輸出信 號(hào)，由于振蕩器的技術(shù)特征，該信號(hào)尚不是方波信號(hào)。然而，為了在 例如"高"信號(hào)和"低"信號(hào)這兩種狀態(tài)之間做出確定的區(qū)分，優(yōu)選 地，在這兩種狀態(tài)之間改變的方波電壓是合適的。為此，將來(lái)自振蕩 器的信號(hào)施加至門電路，以將其轉(zhuǎn)換為這樣的方波電壓。
US 2003/0058036 Al描述了一種對(duì)相移加密信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的方 法。在電路中形成均值，并通過(guò)低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和控制器將 均值數(shù)字化和處理。由此，需要大量硬件和軟件電路和成本來(lái)實(shí)現(xiàn)這 樣的數(shù)字信號(hào)處理。
US 6,084,452公開了一種電子電路，通過(guò)該電子電路可以對(duì)時(shí)鐘 信號(hào)進(jìn)行分析。然而，可用的非線性組件不十分適合這一目的。為了 補(bǔ)償在計(jì)算均值的過(guò)程中發(fā)生的誤差，要包括補(bǔ)償電路，而補(bǔ)償電路 代表了附加的電路和成本。
此外，US 2004/008350 Al描述了一種電路，通過(guò)該電路可以將對(duì)
稱推挽信號(hào)的占空比校正至期望值。然而，例如，用于這一目的的模 擬信號(hào)不能驅(qū)動(dòng)電路下游的門電路
發(fā)明內(nèi)容
基于現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，本發(fā)明的目的是提供一種電路，所述電 路檢測(cè)方波信號(hào)的占空比，對(duì)其進(jìn)行評(píng)估并以1比特信號(hào)的形式通知 該占空比是否充分對(duì)稱。
這個(gè)目的是通過(guò)權(quán)利要求1中所述的技術(shù)特征來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 本發(fā)明的中心思想在于，將低通濾波器分配給本身已知的振蕩器， 該振蕩器的信號(hào)分別通過(guò)一個(gè)或更多門電路或反相器被轉(zhuǎn)換為方波電 壓，低通濾波器的輸出信號(hào)的"低"與"高"取決于門電路的輸出信 號(hào)的占空比。按照這種方式來(lái)形成均值。可以簡(jiǎn)單地并以模擬形式檢 測(cè)到時(shí)鐘信號(hào)的極為不對(duì)稱的占空比，以避免輸出錯(cuò)誤的時(shí)鐘信號(hào)。 為了這一目的，特別使用l比特信號(hào)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，無(wú)需結(jié)合大規(guī)模電路或編程，而僅通過(guò)具有 本身已知的組件的模擬電路，就可以對(duì)方波電壓的占空比進(jìn)行分析和 評(píng)估。按照這種方式，可以檢測(cè)不斷改變的占空比，并例如可以通告 達(dá)到了所需值。只要尚未達(dá)到所需值或達(dá)不到所需值，就可以使用這 種方式來(lái)關(guān)閉信號(hào)或改變進(jìn)一步的處理，以避免電路中由相同時(shí)鐘信 號(hào)控制的下游電路出現(xiàn)故障。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求的主題內(nèi)容中限定。 根據(jù)權(quán)利要求2，有利地，低通濾波器之后跟隨兩個(gè)比較器，這 兩個(gè)比較器使用它們的輸入來(lái)檢查低通濾波器的輸出電壓占空比是 否過(guò)小，例如具有0%和X。/。之間的值；占空比是否適宜，從而具有 X。/。與Y。/。之間的值；或占空比是否過(guò)大，從而在Y。/。至100%之間。 顯而易見，值X和Y可以隨意選擇，并可以由專家根據(jù)所需應(yīng)用或 測(cè)量精度來(lái)預(yù)先定義。
為了提高電路的精度，在權(quán)利要求3中，提出包括分壓器，來(lái)從
向低通濾波器提供信號(hào)的門電路的供電電壓中導(dǎo)出比較器切換閾值。
優(yōu)選地，根據(jù)權(quán)利要求4，每個(gè)比較器均包括滯后，特別地，該 滯后大于低通濾波器輸出上的AC電壓分量。由于低通濾波器的輸出 信號(hào)也可以包括疊加AC電壓形式的輸入信號(hào)的殘余，因此，比較器 可以在其切換電壓的范圍內(nèi)切換多次，在高度不對(duì)稱占空比的情況下 也可以如此。由此，可能無(wú)法處理比較器輸出信號(hào)。這是通過(guò)這樣的滯后來(lái)避免的。
根據(jù)權(quán)利要求5，采用具有另外兩個(gè)比較器和兩個(gè)觸發(fā)器(即具 有本身已知的電路組件)的構(gòu)造，以模擬方法來(lái)形成這樣的滯后。


以下將更詳細(xì)地討論本發(fā)明的實(shí)施例，其中
圖1示出了具有一個(gè)門電路的振蕩器；
圖2示出了由振蕩器產(chǎn)生的AC電壓；
圖3示出了具有可變占空比的方波電壓；
圖4示出了包括低通濾波器的電路；
圖5示出了電路的輸出信號(hào)；
圖6示出了具有滯后的低通濾波器；
圖7示出了具有低通濾波器、比較器、滯后和切換閾值的總體電 路的實(shí)施例示例；以及
圖8示出了電路的輸出信號(hào)。
具體實(shí)施例方式
在圖l至ll所示的實(shí)施例示例中，電路100包括本身已知的模擬電 路組件，如高通或低通濾波器、邏輯電路、振蕩器等等。例如，將這 樣的電路100集成為微芯片或在印刷電路板上實(shí)現(xiàn)。
在圖l中示出了振蕩器l，圖2中示出了其輸出信號(hào)，該輸出信號(hào) 施加至由箭頭指示的門電路2或反相器，以產(chǎn)生圖3所示的方波電壓， 然后，在任意的、特別是數(shù)字電路(例如用于對(duì)本電路提供時(shí)鐘的數(shù) 字電路)中對(duì)該方波電壓進(jìn)行進(jìn)一步處理。
每個(gè)圖中，沿著y軸示出了幅度，沿著x軸以毫秒為單位示出了持 續(xù)時(shí)間。
當(dāng)開啟振蕩器l時(shí)，其幅度首先為零，直到多個(gè)周期之后才能達(dá) 到期望電平，尤其是在振蕩器l啟動(dòng)較慢的情況下，例如石英振蕩器或 高級(jí)LC振蕩器。當(dāng)開啟電路100時(shí)，由于缺少振蕩器電壓、門電路輸 入上的偏置電壓和較高的門電路放大，門電路2的輸出信號(hào)為"高"或"低"，在抬升振蕩器電壓的情況下，該輸出信號(hào)改變?yōu)椴粚?duì)稱占空比， 當(dāng)振蕩器幅度升高時(shí)，該占空比再次變得對(duì)稱比并改變?yōu)槠谕恼伎?比，如圖3所示， 一般為50: 50。
所有的下游電路組件不能正確處理如此極不對(duì)稱的占空比，這是 因?yàn)檫@些組件一般不是為此而設(shè)計(jì)的。例如由多個(gè)時(shí)鐘信號(hào)提供時(shí)鐘 的、被稱為上電復(fù)位觸發(fā)器的組件可以被設(shè)置到某些特定狀態(tài)。如果 時(shí)鐘信號(hào)的占空比在上電復(fù)位時(shí)刻仍然過(guò)于不對(duì)稱，以致不能可靠的 設(shè)置觸發(fā)器，則由于觸發(fā)器的錯(cuò)誤設(shè)置，電路將不能正確運(yùn)行。同樣 地，由過(guò)窄的輸入尖峰驅(qū)動(dòng)的分頻器將給出錯(cuò)誤的結(jié)果。
為了避免所有這些問題，如圖4所示，將低通濾波器3分配給電路 100，以獲得如圖5所示的輸出信號(hào)。輸出信號(hào)在由占空比定義的高和 低之間。此外，提供了兩個(gè)比較器4a和4b，其使用它們的輸入對(duì)低通 濾波器4的輸出電壓進(jìn)行評(píng)估，以確定占空比是否過(guò)小、過(guò)大或在期望 的、優(yōu)選地可調(diào)節(jié)的值范圍內(nèi)，從而滿足質(zhì)量方面的要求。優(yōu)選地， 通過(guò)分壓器從向低通濾波器3提供信號(hào)的門電路2的供電電壓中導(dǎo)出比 較器閾值。
為了提高信號(hào)質(zhì)量，每個(gè)比較器4還包括滯后，該滯后大于低通 濾波器輸出上的AC電壓分量。如圖6所示，該滯后是由另外兩個(gè)比 較器4和兩個(gè)觸發(fā)器5a、 5b來(lái)形成的。最后，通過(guò)邏輯門電路6來(lái)組 合比較器輸出信號(hào)，邏輯門電路6將獲得的輸出信號(hào)形成為1比特大 小，并通告輸入電壓的占空比是否滿足特定要求。
圖7中描述了對(duì)應(yīng)的電路框圖，該電路框圖示出了電路組件、最 小化邏輯和模擬運(yùn)算。圖8至11示出了電路100的基本信號(hào)，其中圖 8禾卩9從"低"狀態(tài)開始，圖10和11從"高"狀態(tài)開始，這取決于 門電路偏壓的極性。附圖標(biāo)記列表 100電路 1振蕩器
2門電路
3低通濾波器
4比較器
6邏輯門電路
權(quán)利要求
1. 一種用于檢測(cè)時(shí)鐘信號(hào)的占空比的電路(100)，包括振蕩器(1)，所述振蕩器(1)的信號(hào)能夠在門電路(2)中被改變?yōu)榉讲妷?，所述電路的特征在于，設(shè)置有低通濾波器(3)，所述低通濾波器(3)的輸出信號(hào)被置于“低”和“高”之間。
2. 如權(quán)利要求l所述的電路(100)，其特征在于，在所述低通濾波器(3)的下游連接兩個(gè)比較器(4a、 4b)。
3. 如權(quán)利要求2所述的電路(100)，其特征在于，向所述比較器(4a、 4b)分配有分壓器。
4. 如權(quán)利要求3所述的電路(100)，其特征在于，對(duì)連接在所述低通濾波器的上游的門電路供電的相同電壓源也對(duì)所述分壓器供電。
5. 如權(quán)利要求2、 3或4所述的電路(100)，其特征在于，每個(gè)比較器(4a、 4b)均具有滯后。
6. 如權(quán)利要求5所述的電路(100)，其特征在于，所述滯后是通過(guò)另外兩個(gè)比較器和兩個(gè)觸發(fā)器電路(5)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于檢測(cè)時(shí)鐘信號(hào)的占空比的電路(100)，包括振蕩器(1)，所述振蕩器(1)的信號(hào)能夠在門電路(3)中被改變?yōu)榉讲妷?。為了使電?100)具有簡(jiǎn)單構(gòu)造和改進(jìn)的輸出信號(hào)質(zhì)量，提供了低通濾波器(3)，所述低通濾波器(3)的輸出信號(hào)被置于“低”和“高”之間。
文檔編號(hào)H03K5/19GK101479938SQ200780024281
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2007年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者科德-海因里奇·柯西克 申請(qǐng)人:Nxp股份有限公司