用于产生具有任意宽度的高分辨率脉冲的定时发生器制造技术

技术编号:19563582 阅读:33 留言:0更新日期:2018-11-25 01:02
示例性定时发生器包括:粗延迟电路,被配置为从参考定时信号产生粗延迟上升沿信号和粗延迟下降沿信号;精细延迟电路,被配置为从所述粗延迟上升沿信号产生精细延迟上升沿信号,并且从所述粗延迟下降沿信号产生精细延迟下降沿信号;边缘组合器,被配置为基于所述精细延迟上升沿信号和所述精细延迟下降沿信号生成所述定时信号;和掩蔽电路,被配置为产生上升沿掩蔽信号和下降沿掩蔽信号,用于控制何时产生所述定时信号的上升沿和下降沿。

A Timer Generator for Generating High Resolution Pulse with Arbitrary Width

Examples of timing generators include: a coarse delay circuit configured to generate a coarse delay rising edge signal and a coarse delay falling edge signal from a reference timing signal; a fine delay circuit configured to generate a fine delay rising edge signal from the coarse delay rising edge signal, and to generate fine delay rising edge signal from the coarse delay falling edge signal. A delay-descending edge signal; an edge combiner configured to generate the timing signal based on the fine delay-ascending edge signal and the fine delay-descending edge signal; and a masking circuit configured to generate the ascending edge masking signal and the descending edge masking signal for controlling when the ascending edge and the descending edge masking signal of the timing signal are generated Falling edge.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生具有任意宽度的高分辨率脉冲的定时发生器
本公开一般涉及定时发生器和用于生成定时信号的相关方法。
技术介绍
定时发生器广泛用于各种应用,例如深度成像设备。通常,深度成像装置以三维(例如,x方向,y方向和z方向)生成图像,允许深度成像装置检测用于手势控制和/或其他三维视觉应用的移动。时光(TOF)感测是深度成像设备采用的一种技术。TOF感测测量由深度成像装置发射的光到达目标并且作为反射光返回到深度成像装置所需的行进时间。行程时间(通常称为时间延迟)被测量为发射光和反射光之间的相移,其可用于计算距离。深度成像装置包括图像传感器,用于感测反射光并产生表示成像信息的模拟信号。定时发生器通常需要用于产生用于操作图像传感器的定时信号以及深度成像装置的其他部件。尽管现有的定时发生器和用于产生定时信号的相关方法通常已经足够用于它们的预期目的,但它们在所有方面都不是完全令人满意的。
技术实现思路
本文描述了定时发生器和用于产生定时信号的相关方法。公开的定时发生器产生具有任意脉冲宽度的高分辨率脉冲。例如,定时发生器可以在定时信号中放置脉冲的上升沿和下降沿,其分辨率比参考定时信号的时钟周期更精细。在一些实施方式中,定时发生器可以达到30皮秒(ps)的分辨率,用于在定时信号中放置脉冲的上升沿和/或下降沿。定时发生器实现一种掩蔽机制,用于实现小于和大于参考定时信号的时钟周期的脉冲宽度。示例性定时发生器包括:粗延迟电路,被配置为从参考定时信号产生粗延迟上升沿信号和粗延迟下降沿信号;精细延迟电路,被配置为从所述粗延迟上升沿信号产生精细延迟上升沿信号,并且从所述粗延迟下降沿信号产生精细延迟下降沿信号;边缘组合器,被配置为基于所述精细延迟上升沿信号和所述精细延迟下降沿信号生成所述定时信号;和掩蔽电路,被配置为产生上升沿掩蔽信号和下降沿掩蔽信号,用于控制何时产生所述定时信号的上升沿和下降沿。在一些实施方式中,掩蔽电路被配置为控制何时精细延迟电路接收粗延迟上升沿信号和粗延迟下降沿信号。在一些实施方式中,掩蔽电路被配置为控制何时边缘组合器接收精细延迟上升沿信号和精细延迟下降沿信号。在一些实施方式中,精细延迟电路具有最大精细延迟间隔,其与所述粗延迟电路的粗延迟间隔重叠。在一些实施方式中,精细延迟电路被配置为校准所述粗延迟电路。精细延迟电路包括:精细延迟上升沿电路,被配置为通过上升沿精细延迟间隔来移位所述粗延迟上升沿信号的边沿;和精细延迟下降沿电路,被配置为通过下降沿精细延迟间隔来移位所述粗延迟下降沿信号的边沿。在一些实施方式中,精细延迟上升沿电路包括至少两个串联的精细延迟级。每个精细延迟级包括:第一延迟路径,用于通过精细延迟间隔延迟所述粗延迟上升沿信号;第二延迟路径,用于传递所述粗延迟上升沿信号而没有任何故意延迟;和选择电路,用于为所述粗延迟上升沿信号选择所述第一延迟路径或所述第二延迟路径。在一些实施方式中,精细延迟下降沿电路包括至少两个串联的精细延迟级。每个精细延迟级包括:第一延迟路径,用于通过精细延迟间隔延迟所述粗延迟下降沿信号;第二延迟路径,用于传递所述粗延迟下降沿信号而没有任何故意延迟;和选择电路,用于为所述粗延迟下降沿信号选择所述第一延迟路径或所述第二延迟路径。在一些实施方式中,对于精细延迟上升沿电路和精细延迟下降沿电路,选择电路被配置为通过设置晶体管的状态来选择所述第一延迟路径或所述第二延迟路径。掩蔽电路包括:上升沿掩蔽电路,被配置为基于所述上升沿着掩蔽控制信号从精细延迟电路掩蔽粗延迟上升沿信号;和下降沿掩蔽电路被配置为基于所述下降沿着掩蔽控制信号从精细延迟电路掩蔽粗延迟下降沿信号。定时发生器还可包括处理器核,该处理器核被配置为使用所述参考定时信号作为处理器核时钟来生成上升沿着掩蔽控制信号和下降沿着掩蔽控制信号。掩蔽电路可被配置为控制所述参考定时信号的时钟周期,其中产生所述定时信号的脉冲的上升沿和下降沿。在一些实施方式中,粗延迟电路被配置为产生粗延迟控制电压,用于锁定所述粗延迟电路的粗延迟,并且另外其中所述精细延迟电路产生作为所述粗延迟控制电压函数的精细延迟上升沿信号和精细延迟下降沿信号。在一些实施方式中,粗延迟电路包括:基于延迟锁定环的相位发生器,包括:延迟线,被配置为从参考定时信号生成延迟信号,每个延迟信号具有相对于所述参考定时信号延迟的相位;以及反馈控制系统,被配置为生成粗延迟控制电压用于锁定所述延迟线的粗延迟;和选择电路,被配置为选择所述粗延迟上升沿信号的延迟信号之一和所述粗延迟下降沿信号的延迟信号之一。基于延迟锁定环的相位发生器还可包括反馈控制系统,被配置为产生粗延迟控制电压用于锁定延迟线的粗延迟。在一些实施方式中,定时发生器还可包括存储器,被配置为存储用于上升沿位置控制信号、下降沿位置控制信号、精细延迟上升沿控制信号和精细延迟下降沿控制信号的定时信息。粗延迟电路可基于上升沿位置控制信号产生粗延迟上升沿信号和基于下降沿位置控制信号产生粗延迟下降沿信号。精细延迟电路可基于精细延迟上升沿控制信号产生精细延迟上升沿信号和基于精细延迟下降沿控制信号产生精细延迟下降沿信号。附图说明当结合附图阅读时,从以下详细描述中可以最好地理解本专利技术。需要强调的是,根据工业中的标准实践,各种特征未按比例绘制,仅用于说明目的。实际上,为了清楚起见,可以任意增加或减少各种特征的尺寸。图1描绘了根据本公开的各个方面的示例性飞行时间(TOF)相机系统。图2描绘了根据本公开的各个方面的示例性二维像素阵列,其可以在图1的TOF相机系统中实现。图3包括示出根据本公开的各个方面的与像素阵列中的像素(例如图2中的像素阵列)相关联的定时信号的时序图。图4描绘了根据本公开的各个方面的示例性定时发生器,其可以由图1的TOF系统实现。图5描绘了根据本公开的各个方面的示例性相位发生器,其可以在图4的定时发生器中实现。图6描绘了根据本公开的各个方面的示例性精细延迟边缘缓冲器,其可以在图4的定时发生器中实现。图7包括时序图,其示出了根据本公开的各个方面,相对于具有精细延迟电路的定时发生器(例如图4的定时发生器)的参考定时信号的定时信号的边缘的放置。图8A是根据本公开的各个方面的示例性精细延迟边缘电路的晶体管级图,其可以实现为图6的精细延迟边缘缓冲器。图8B是根据本公开的各个方面的不同操作状态期间精细延迟边缘电路的一部分,特别是精细延迟边缘电路的精细延迟级。图9A-9D是示出根据本公开的各个方面的具有掩蔽电路的定时发生器(例如图4的定时发生器200)的各种信号的状态的时序图。图10是根据本公开的各个方面的用于生成定时信号的示例性方法360的流程图。具体实施方式通常,深度成像装置以三维(例如,x方向、y方向和z方向)生成图像,允许深度成像装置检测用于手势控制和/或其他三维视觉应用的移动。飞行时间(TOF)感测是深度成像设备采用的一种技术。TOF感测测量由深度成像装置发射的光到达目标并且作为反射光返回到深度成像装置所需的行进时间。行程时间(通常称为时间延迟)被测量为发射光和反射光之间的相移,其可用于计算距离(深度)。深度成像装置包括图像传感器,例如电荷耦合器件(CCD)和/或互补金属氧化物半导体(CMOS)器件,用于感测(捕获)反射光并产生表示成像信息的模拟信号。定时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于产生定时信号的定时发生器,该定时发生器包括:粗延迟电路,被配置为从参考定时信号产生粗延迟上升沿信号和粗延迟下降沿信号;精细延迟电路,被配置为从所述粗延迟上升沿信号产生精细延迟上升沿信号,并且从所述粗延迟下降沿信号产生精细延迟下降沿信号;边缘组合器,被配置为基于所述精细延迟上升沿信号和所述精细延迟下降沿信号生成所述定时信号;和掩蔽电路,被配置为产生上升沿掩蔽信号和下降沿掩蔽信号,用于控制何时产生所述定时信号的上升沿和下降沿。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.10 US 15/066,1821.一种用于产生定时信号的定时发生器,该定时发生器包括:粗延迟电路,被配置为从参考定时信号产生粗延迟上升沿信号和粗延迟下降沿信号;精细延迟电路,被配置为从所述粗延迟上升沿信号产生精细延迟上升沿信号,并且从所述粗延迟下降沿信号产生精细延迟下降沿信号;边缘组合器,被配置为基于所述精细延迟上升沿信号和所述精细延迟下降沿信号生成所述定时信号;和掩蔽电路,被配置为产生上升沿掩蔽信号和下降沿掩蔽信号,用于控制何时产生所述定时信号的上升沿和下降沿。2.权利要求1所述的定时发生器,其中所述精细延迟电路包括:精细延迟上升沿电路,被配置为通过上升沿精细延迟间隔来移位所述粗延迟上升沿信号的边沿;和精细延迟下降沿电路,被配置为通过下降沿精细延迟间隔来移位所述粗延迟下降沿信号的边沿。3.权利要求1所述的定时发生器,其中所述精细延迟电路具有最大精细延迟间隔,其与所述粗延迟电路的粗延迟间隔重叠。4.权利要求1所述的定时发生器,其中所述精细延迟电路被配置为校准所述粗延迟电路。5.权利要求1所述的定时发生器,其中:所述精细延迟上升沿电路包括至少两个串联的精细延迟级,其中每个精细延迟级包括:第一延迟路径,用于通过精细延迟间隔延迟所述粗延迟上升沿信号,第二延迟路径,用于传递所述粗延迟上升沿信号而没有任何故意延迟,和选择电路,用于为所述粗延迟上升沿信号选择所述第一延迟路径或所述第二延迟路径;和所述精细延迟下降沿电路包括至少两个串联的精细延迟级,其中每个精细延迟级包括:第一延迟路径,用于通过精细延迟间隔延迟所述粗延迟下降沿信号,第二延迟路径,用于传递所述粗延迟下降沿信号而没有任何故意延迟,和选择电路,用于为所述粗延迟下降沿信号选择所述第一延迟路径或所述第二延迟路径。6.权利要求5所述的定时发生器,其中所述选择电路被配置为通过设置晶体管的状态来选择所述第一延迟路径或所述第二延迟路径。7.权利要求1所述的定时发生器,其中所述掩蔽电路包括上升沿掩蔽电路,被配置为基于所述上升沿着掩蔽控制信号从精细延迟电路掩蔽粗延迟上升沿信号;和下降沿掩蔽电路被配置为基于所述下降沿着掩蔽控制信号从精细延迟电路掩蔽粗延迟下降沿信号。8.权利要求7所述的定时发生器,还包括处理器核,该处理器核被配置为使用所述参考定时信号作为处理器核时钟来生成上升沿着掩蔽控制信号和下降沿着掩蔽控制信号。9.权利要求1所述的定时发生器,其中所述掩蔽电路被配置为控制所述参考定时信号的时钟周期,其中产生所述定时信号的脉冲的上升沿和下降沿。10.权利要求1所述的定时发生器,其中所述粗延迟电路被配置为产生粗延迟控制电压,用于锁定所述粗延迟电路的粗延迟,并且另外其中所述精细延迟电路产生作为所述粗延迟控制电压函数的精细延迟上升沿信号和精细延迟下降沿信号。11.权利要求10所述的定时发生器,其中所述粗延迟电路包括:基于延迟锁定环的相位发生器,包括:延迟线,被配置为从参考定时信号生成延迟信号,每个延迟信号具有相对于所述参考定时信号延...

【专利技术属性】
技术研发人员:大卫·P·福利
申请(专利权)人:美国亚德诺半导体公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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