本發(fā)明涉及一種調(diào)節(jié)電路及其實(shí)現(xiàn)方法，特別是涉及一種占空比調(diào)節(jié)電路及其實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代集成電路中，50％的占空比時(shí)鐘起著至關(guān)重要的作用。但是在實(shí)際電路中，很多種原因都會(huì)導(dǎo)致時(shí)鐘的占空比偏離50％，比如由于pmos和nmos之間驅(qū)動(dòng)能力的差別、互聯(lián)線寄生電容分布的不同使得振蕩器電路很難輸出50％占空比信號(hào)。

可見(jiàn)，已有的占空比調(diào)節(jié)要么抗電壓、溫度變化能力差,要么設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，這樣如何產(chǎn)生適用于高速電路系統(tǒng)的50％占空比時(shí)鐘就成了亟待解決的熱點(diǎn)問(wèn)題。

因此，實(shí)有必要提供一種可將信號(hào)的占空比調(diào)節(jié)為50％的占空比調(diào)節(jié)電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種占空比調(diào)節(jié)電路及其實(shí)現(xiàn)方法，以實(shí)現(xiàn)一種可將信號(hào)的占空比調(diào)節(jié)為50％的占空比調(diào)節(jié)電路。

為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種占空比調(diào)節(jié)電路，包括：

直流偏壓調(diào)節(jié)電路，用于將數(shù)字化的輸入時(shí)鐘信號(hào)clk_in轉(zhuǎn)換為直流偏壓受控時(shí)鐘；

反相器，用于將該直流偏壓受控時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為數(shù)字化時(shí)鐘信號(hào)clk_out；

控制電壓產(chǎn)生電路，用于將該輸出時(shí)鐘信號(hào)clk_out的高低電平轉(zhuǎn)換為控制電壓，該控制電壓連接至該直流偏壓調(diào)節(jié)電路以調(diào)整該直流偏壓受控時(shí)鐘的直流偏壓。

進(jìn)一步地，該直流偏壓調(diào)節(jié)電路包括第二pmos管、第二nmos管和第二電容，該第二pmos管源極連接電源正端，第二nmos管的源極與該第二電容的一端連接電源負(fù)端，該輸入時(shí)鐘信號(hào)clk_in連接至該第二pmos管的柵極，該第二pmos管的漏極與該第二nmos管的漏極、該第二電容的另一端相連，輸出該直流偏壓受控時(shí)鐘至該反相器的輸入端。

進(jìn)一步地，該控制電壓產(chǎn)生電路包括第一pmos管、第一電流源、第二電流源、第一nmos管，該第一pmos管源極接電源正端，柵極與該第一nmos管柵極相連并連接至該反相器的輸出端，該第一pmos管漏極連接第一電流源的輸入端，該第一電流源的輸出端連接該第二電流源的輸入端，該第二電流源的輸出端連接至該第一nmos管的漏極，該第一nmos管源極接電源負(fù)端。

進(jìn)一步地，該控制電壓產(chǎn)生電路還包括低通濾波電路，以用來(lái)降低輸出的控制電壓的紋波。

進(jìn)一步地，該低通濾波電路包括一電阻以及第一電容，該電阻的一端連接該第一電流源的輸出端，另一端與該第一電容的一端連接并輸出該控制電壓至該第二nmos管的柵極，該第一電容的另一端接電源負(fù)端。

進(jìn)一步地，若該反相器輸出時(shí)鐘信號(hào)clk_out的占空比小于預(yù)設(shè)值，則第一pmos管打開時(shí)間大于第一nmos管n1打開時(shí)間，通過(guò)第一電流源i1對(duì)控制電壓v1充電時(shí)間比通過(guò)第二電流源i2放電時(shí)間長(zhǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致該控制電壓上升，該第二nmos管的泄電能力增強(qiáng)，使得該直流偏壓受控時(shí)鐘的直流偏壓下降，這樣經(jīng)該反相器后輸出時(shí)鐘信號(hào)clk_out占空比上升，如此循環(huán)直至輸出時(shí)鐘信號(hào)的占空比為預(yù)設(shè)值。

進(jìn)一步地，該預(yù)設(shè)值為50％。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種占空比調(diào)節(jié)電路的實(shí)現(xiàn)方法，包括如下步驟：

步驟一，利用直流偏壓調(diào)節(jié)電路將數(shù)字化的輸入時(shí)鐘信號(hào)clk_in轉(zhuǎn)換為直流偏壓受控時(shí)鐘。

步驟二，利用反相器將該直流偏壓受控時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為數(shù)字化時(shí)鐘信號(hào)clk_out。

步驟三，利用控制電壓產(chǎn)生電路將該輸出時(shí)鐘信號(hào)的高低電平轉(zhuǎn)換為控制電壓至該直流偏壓調(diào)節(jié)電路，以調(diào)整該直流偏壓受控時(shí)鐘的直流偏壓。

進(jìn)一步地，于步驟三中，該控制電壓連接至該直流偏壓調(diào)節(jié)電路的第二nmos管的柵極，若輸出時(shí)鐘信號(hào)clk_out占空比小于預(yù)設(shè)值，該控制電壓產(chǎn)生電路的第一pmos管打開時(shí)間大于第一nmos管打開時(shí)間，通過(guò)第一電流源對(duì)該控制電壓充電時(shí)間比通過(guò)第二電流源放電時(shí)間長(zhǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致該控制電壓上升，該第二nmos管的泄電能力增強(qiáng)，使得該直流偏壓受控時(shí)鐘的直流偏壓下降，經(jīng)該反相器后輸出時(shí)鐘信號(hào)clk_out占空比上升，如此循環(huán)直至輸出時(shí)鐘信號(hào)的占空比為預(yù)設(shè)值。

進(jìn)一步地，該預(yù)設(shè)值為50％。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種占空比調(diào)節(jié)電路通過(guò)利用直流電壓調(diào)節(jié)電路將數(shù)字化的輸入時(shí)鐘信號(hào)clk_in轉(zhuǎn)換為直流偏壓受控時(shí)鐘，利用反相器將直流偏壓受控時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為數(shù)字化時(shí)鐘信號(hào)clk_out，并利用控制電壓產(chǎn)生電路將輸出時(shí)鐘信號(hào)clk_out的高低電平轉(zhuǎn)換為控制電壓v1至該直流偏壓調(diào)節(jié)電路，以調(diào)整該直流偏壓受控時(shí)鐘的直流偏壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將信號(hào)的占空比調(diào)節(jié)為50％的目的。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種占空比調(diào)節(jié)電路的電路結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明一種占空比調(diào)節(jié)電路的實(shí)現(xiàn)方法的步驟流程圖。

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)例并結(jié)合附圖說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明亦可通過(guò)其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。

圖1為本發(fā)明一種占空比調(diào)節(jié)電路的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本發(fā)明一種占空比調(diào)節(jié)電路，包括：直流電壓調(diào)節(jié)電路10、反相器20和控制電壓產(chǎn)生電路30。

其中，直流電壓調(diào)節(jié)電路10包括第二pmos管p2、第二nmos管n2和第二電容c2，用于將數(shù)字化的輸入時(shí)鐘信號(hào)clk_in轉(zhuǎn)換為直流偏壓受控時(shí)鐘；反相器20，用于將直流偏壓受控時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為數(shù)字化時(shí)鐘信號(hào)clk_out；控制電壓產(chǎn)生電路30包括第一pmos管p1、第一電流源i1、第二電流源i2、第一nmos管n1、電阻r1以及第一電容c1，用于在輸出時(shí)鐘信號(hào)clk_out的高低電平控制下產(chǎn)生控制電壓v1，該控制電壓v1連接至直流電壓調(diào)節(jié)電路10以通過(guò)控制nmos管n2的通斷調(diào)整直流電壓調(diào)節(jié)電路10輸出的直流偏壓受控時(shí)鐘的直流偏壓。

具體地，第一pmos管p1、第二pmos管p2的源極連接電源正端vcc，第一nmos管n1、第二nmos管n2的源極連接電源負(fù)端vss(地)，輸入時(shí)鐘信號(hào)clk_in連接至第二pmos管p2的柵極，第二pmos管p2的漏極與第二nmos管n2的漏極、第二電容c2的一端和反相器inv1的輸入端相連組成節(jié)點(diǎn)v2，反相器inv1的輸出端與第一pmos管p1的柵極和第一nmos管n1的柵極相連組成輸出時(shí)鐘信號(hào)節(jié)點(diǎn)clk_out，第一pmos管p1的漏極連接第一電流源i1的輸入端(上端)，第一電流源i1的輸出端(下端)連接第二電流源i2的輸入端(上端)和電阻r1的一端，第二電流源i2的輸出端(下端)連接至第一nmos管n1的漏極，電阻r1的另一端與第一電容c1的一端和第二nmos管n2的柵極相連組成控制電壓v1節(jié)點(diǎn)，第一電容c1的另一端和第二電容c2的另一端接電源負(fù)端vss(地)。

本發(fā)明的工作原理如下：

初始時(shí)輸入時(shí)鐘信號(hào)clk_in為任意占空比的信號(hào)，電壓v1為0-vcc之間的任一值，v2信號(hào)由clk_in、第二pmos管p2、第二nmos管n2、控制電壓v1以及第二電容c2決定。假設(shè)初始工作時(shí)輸出時(shí)鐘信號(hào)clk_out占空比小于50％，第一pmos管p1打開時(shí)間大于第一nmos管n1打開時(shí)間→通過(guò)第一電流源i1對(duì)控制電壓v1充電時(shí)間比通過(guò)第二電流源i2放電時(shí)間長(zhǎng)(i1＝i2)→控制電壓v1上升→第二nmos晶體管n2泄電能力增強(qiáng)→受控時(shí)鐘直流偏壓下降→經(jīng)反相器inv1后輸出電壓clk_out占空比上升，如此循環(huán)直至輸出占空比為目標(biāo)值，例如50％，最終控制電壓v1點(diǎn)電壓充電時(shí)間與放電時(shí)間相同穩(wěn)定在某一數(shù)值。電阻r1、第一電容c1組成低通濾波電路用來(lái)降低輸出電壓v1紋波，穩(wěn)定系統(tǒng)輸出。

圖2為本發(fā)明一種占空比調(diào)節(jié)電路的實(shí)現(xiàn)方法的步驟流程圖。如圖2所示，本發(fā)明一種占空比調(diào)節(jié)電路的實(shí)現(xiàn)方法，包括如下步驟：

步驟201，利用直流電壓調(diào)節(jié)電路將數(shù)字化的輸入時(shí)鐘信號(hào)clk_in轉(zhuǎn)換為直流偏壓受控時(shí)鐘。

步驟202，利用反相器將直流偏壓受控時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為數(shù)字化時(shí)鐘信號(hào)clk_out。

步驟203，利用控制電壓產(chǎn)生電路將輸出時(shí)鐘信號(hào)clk_out的高低電平轉(zhuǎn)換為控制電壓v1至該直流電壓調(diào)節(jié)電路，以調(diào)整該直流偏壓調(diào)節(jié)電路輸出的直流偏壓受控時(shí)鐘的直流偏壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將信號(hào)的占空比調(diào)節(jié)為50％的目的。具體地，該控制電壓v1連接至該直流電壓調(diào)節(jié)電路的第二nmos管n2的柵極，假設(shè)初始工作時(shí)輸出時(shí)鐘信號(hào)clk_out占空比小于50％，控制電壓產(chǎn)生電路的第一pmos管p1打開時(shí)間大于第一nmos管n1打開時(shí)間→通過(guò)第一電流源i1對(duì)控制電壓v1充電時(shí)間比通過(guò)第二電流源i2放電時(shí)間長(zhǎng)(i1＝i2)→控制電壓v1上升→第二nmos管n2泄電能力增強(qiáng)→直流偏壓受控時(shí)鐘的直流偏壓下降→經(jīng)反相器inv1后輸出電壓clk_out占空比上升，如此循環(huán)直至輸出占空比為目標(biāo)值，例如50％，最終控制電壓v1點(diǎn)電壓充電時(shí)間與放電時(shí)間相同穩(wěn)定在某一數(shù)值。

綜上所述，本發(fā)明一種占空比調(diào)節(jié)電路通過(guò)利用直流電壓調(diào)節(jié)電路將數(shù)字化的輸入時(shí)鐘信號(hào)clk_in轉(zhuǎn)換為直流偏壓受控時(shí)鐘，利用反相器將直流偏壓受控時(shí)鐘轉(zhuǎn)換為數(shù)字化時(shí)鐘信號(hào)clk_out，并利用控制電壓產(chǎn)生電路在輸出時(shí)鐘信號(hào)clk_out的高低電平控制下產(chǎn)生控制電壓v1至該直流電壓調(diào)節(jié)電路，以調(diào)整該直流偏壓受控時(shí)鐘的直流偏壓，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)將信號(hào)的占空比調(diào)節(jié)為50％的目的。

上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。