时钟脉冲宽度调制电路和时钟脉冲宽度调制方法技术

本发明专利技术提供一种时钟脉冲宽度调制电路和时钟脉冲宽度调制方法。本发明专利技术中，通过跟踪待调制时钟周期一个时钟周期内的一个跳变沿，产生输出时钟信号一个时钟周期内的一个跳变沿，并通过初始化调制电路，直接调制输出时钟信号一个时钟周期内的另一跳变沿，从而获得输出时钟信号。本发明专利技术提供的技术方案在保证调制电路占用较小芯片面积的前提下，为高速模/数转换系统提供高精度，低抖动，锁定时间短的输出时钟信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及时钟脉冲宽度调制
，尤其涉及一种时钟脉冲宽度调制方法和时钟脉冲宽度调制电路。
技术介绍
在超大规模集成电路(VLSI)向高速度、低电压的趋势发展的情况下，许多高速模数(A/D)转换器均使用双数据率技术来获得更大的数据吞吐量，其中，流水线模数转换器以其高速高精度的特点受到众多设计者的青睐。在流水线模数转换器设计中，时钟信号占空比精度与抖动特性随频率和转换位数的上升对电路系统转换精度的影响越来越大，而提供高精度占空比和低抖动的时钟信号就显得尤为重要。时钟脉冲宽度调制技术是提供高精度占空比和低抖动时钟信号的有效技术手段。基于双数据率技术，为获得大数据吞吐量，通常要求时钟信号占空比为50 %。时钟信号通常由振荡器及时钟电路来提供。振荡器和时钟电路产生的时钟信号通常不具备精确的50 %占空比，如，时钟信号具有45 %的占空比，其中高电平阶段是一个时钟周期的45 %，低电平阶段是一个时钟周期剩余的55%。通常采用时钟脉冲宽度调制器校正或改变时钟信号的占空比，为电路系统提供50%占空比的时钟信号。现有时钟脉冲宽度调制电路主要包括检测电路，用于检测输入的时钟信号，获得待调制时钟信号的占空比等信息；调制电路，基于检测电路获得的检测信息，对待调制时钟信号的双边沿进行调制，其中双边沿包括时钟信号的上升沿与下降沿，并输出经过调制的时钟信号。专利技术人经过实践与研究发现现有技术至少存在以下技术问题现有时钟脉冲宽度调制电路由于需要检测待调制时钟信号，并且进行双边沿调制，因此调制时间长，输出时钟信号的抖动大；电路设计复杂，需要占用大量的芯片面积，且功耗大，工作频率不会很高，环路稳定性不好。为适应高速A/D转换器高速高精度大数据吞吐量的发展趋势，需要改进现有时钟脉冲宽度调制电路。
技术实现思路
本专利技术提供一种，解决现有技术存在的对时钟信号调制时间长，输出时钟信号抖动大的技术问题。本专利技术中，一种时钟脉冲宽度调制电路，包括跟踪电路、反向电路、电荷泵环路、启动电路、延迟触发电路和使能控制电路；所述跟踪电路，用于跟踪外部输入所述调制电路的待调制时钟信号第m个时钟周期内的首跳变沿，获得输出时钟信号第η个时钟周期内的第一跳变沿，在输出时钟信号输出端输出所述第η个时钟周期内的第一跳变沿，并输出所述第η个时钟周期内的第一跳变沿给所述反向电路和所述电荷泵环路；且当收到外部输入的第m+1个待调制时钟信号时，m=m+1, η = n+1,继续执行跟踪操作；其中，η和m为正整数；所述使能控制电路，产生使能信号，用于控制在η = I时，所述启动电路与所述跟踪电路同时工作；所述启动电路，用于产生初始电压信号，初始化所述电荷泵环路内的第一电压信号，进而初始化所述跳变沿控制电压信号；所述反向电路，用于将第η个时钟周期内收到的所述第一跳变沿转换为第一反向跳变沿，输出所述第一反向跳变沿给所述电荷泵环路和所述延迟触发电路；所述电荷泵环路，用于在η = I时，接收所述初始电压信号，初始化所述第一电压信号；并利用第η个时钟周期内收到的第一跳变沿和第一反向跳变沿进行充放电处理，通过控制第一电压信号，控制所述电荷泵环路输出的跳变沿控制电压信号，输出所述跳变沿控制电压信号给所述延迟触发电路； 所述延迟触发电路，用于在接收到所述第一反向跳变沿时，接收所述跳变沿控制电压信号，将所述跳变沿控制电压信号转换为跳变沿触发信号，触发所述输出时钟信号第η个时钟周期内的第二跳变沿；在所述输出端输出第η个时钟周期上的第二跳变沿，输出该第二跳变沿给所述反向电路和所述电荷泵环路；当η > 1，若所述跳变沿控制电压信号在第η个时钟周期结束时的电压值与其在第η个时钟周期开始时的电压值不等，则所述输出时钟信号第η个时钟周期内第二跳变沿的产生位置与第η-i个时钟周期内第二跳变沿的产生位置不同；否则，得到第η个周期内占空比为50%的输出时钟信号；所述反向电路，还用于在收到第η个时钟周期内的第二跳变沿时，将所述第二跳变沿转换为第二反向跳变沿，输出所述第二反向跳变沿给所述电荷泵环路；所述电荷泵环路，还用于在第η个时钟周期内收到所述第二跳变沿和所述第二反向跳变沿时进行充放电处理，通过控制所述第一电压信号，控制所述跳变沿控制电压信号；若所述第一反向跳变沿在第η个时钟周期上所占时长，与所述第二反向跳变沿在第η个时钟周期上所占时长不等，根据所述充放电处理，所述第一电压信号在第η个时钟周期结束时的电压值与其在第η个时钟周期开始时的电压值不等，则所述跳变沿控制电压信号在第η个时钟周期结束时的电压值与其在第η个时钟周期开始时的电压值不等；否则，得到第η个时钟周期结束时的电压值与第η个时钟周期开始时的电压值相等的所述跳变沿控制电压信号。优选地，所述电荷泵环路包括充放电电路、电压钳位电路和单级跨导放大器；所述充放电电路，用于将接收到的跳变沿和对应的反向跳变沿，作为对电容器充放电开关信号，对所述第一电压信号和第二电压信号做充放电处理；所述跳变沿包括所述第一跳变沿、第二跳变沿；所述对应的反向跳变沿包括所述第二反向跳变沿、所述第二反向跳变沿；所述电压钳位电路，用于对所述第一电压信号与所述第二电压信号做电压钳位处理，使所述第一电压信号的电压值与所述第二电压信号的电压值相等；所述单级跨导放大器，用于利用所述第一电压信号控制所述跳变沿控制电压信号，输出所述跳变沿控制电压信号。优选地，所述充放电电路包括第一 P沟道金属氧化物半导体场效应PMOS晶体管ΜΡ1、第二 PMOS晶体管ΜΡ2、第三N沟道NMOS晶体管ΜΝ3、第四NMOS晶体管ΜΝ4、第一滤波器电容CP1、第二滤波器电容CP2、第三滤波器电容CP3、第四滤波器电容CP4，第五PMOS晶体管MP5、第六NMOS晶体管MN6、第七PMOS晶体管MP7、第八NMOS晶体管MN8 ;管MPl的栅极和管MN3的栅极用于接收所述第一反向跳变沿或所述第二反向跳变沿；管1 2的栅极和管MN4的栅极用于接收所述第一跳变沿或所述第二跳变沿；其中，管MPl的漏极、管丽3的漏极、电容CPl的下极板、电容CP2的上极板相连，节点电压信号为所述第一电压信号；管MP2的漏极、管MN4的漏极、电容CP3的下极板、电容CP4的上极板相连，结点电压信号为所述第二电压信号；电容CPl的上极板、电容CP3的上极板分别与电源VDD相连；电容CP2的下极板、电容CP4的下极板分别与地电平VSS相连；管MPl的源极和管MP2的源极与管MP5的漏极相连； 管丽3的源极和管MN4的源极与管MN6的漏极相连；管MP7的栅极与漏极相连，管MP7的栅极与管MP5的栅极相连；管MP7的源极和管MP5的源极均与电源VDD相连；管MN6的栅极与管MN8的栅极相连，管MN6的源极、管MN8的源极均与地电平VSS相连；管MN8的漏极与管MP7的漏极相连；所述电压钳位电路包括第九PMOS晶体管MP9、第十NMOS晶体管MNlO和第^^一 NMOS晶体管MNl I，第十二NMOS晶体管丽12、第十三PMOS晶体管MP13和第十四NMOS晶体管丽14 ;其中，管丽10与管丽12的尺寸相同；管MP9的栅极、管MP13栅极分别与偏置电压相连；管MP9的源极、管MP13的源极分别与电源VDD相连；管丽10的源极、管丽12的源极与管丽11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时钟脉冲宽度调制电路，其特征在于，包括：跟踪电路、反向电路、电荷泵环路、启动电路、延迟触发电路和使能控制电路；所述跟踪电路，用于跟踪外部输入所述调制电路的待调制时钟信号第m个时钟周期内的首跳变沿，获得输出时钟信号第n个时钟周期内的第一跳变沿，在输出时钟信号输出端输出所述第n个时钟周期内的第一跳变沿，并输出所述第n个时钟周期内的第一跳变沿给所述反向电路和所述电荷泵环路；且当收到外部输入的第m+1个待调制时钟信号时，m＝m+1，n＝n+1，继续执行跟踪操作；其中，n和m为正整数；所述使能控制电路，产生使能信号，用于控制在n＝1时，所述启动电路与所述跟踪电路同时工作；所述启动电路，用于产生初始电压信号，初始化所述电荷泵环路内的第一电压信号，进而初始化所述跳变沿控制电压信号；所述反向电路，用于将第n个时钟周期内收到的所述第一跳变沿转换为第一反向跳变沿，输出所述第一反向跳变沿给所述电荷泵环路和所述延迟触发电路；所述电荷泵环路，用于在n＝1时，接收所述初始电压信号，初始化所述第一电压信号；并利用第n个时钟周期内收到的第一跳变沿和第一反向跳变沿进行充放电处理，通过控制第一电压信号，控制所述电荷泵环路输出的跳变沿控制电压信号，输出所述跳变沿控制电压信号给所述延迟触发电路；所述延迟触发电路，用于在接收到所述第一反向跳变沿时，接收所述跳变沿控制电压信号，将所述跳变沿控制电压信号转换为跳变沿触发信号，触发所述输出时钟信号第n个时钟周期内的第二跳变沿；在所述输出端输出第n个时钟周期上的第二跳变沿，输出该第二跳变沿给所述反向电路和所述电荷泵环路；当n＞1，若所述跳变沿控制电压信号在第n个时钟周期结束时的电压值与其在第n个时钟周期开始时的电压值不等，则所述输出时钟信号第n个时钟周期内第二跳变沿的产生位置与第n？1个时钟周期内第二跳变沿的产生位置不同；否则，得到第n个周期内占空比为50％的输出时钟信号；所述反向电路，还用于在收到第n个时钟周期内的第二跳变沿时，将所述第二跳变沿转换为第二反向跳变沿，输出所述第二反向跳变沿给所述电荷泵环路；所述电荷泵环路，还用于在第n个时钟周期内收到所述第二跳变沿和所述第二反向跳变沿时进行充放电处理，通过控制所述第一电压信号，控制所述跳变沿控制电压信号；若所述第一反向跳变沿在第n个时钟周期上所占时长，与所述第二反向跳变沿在第n个时钟周期上所占时长不等，根据所述充放电处理，所述第一电压信号在第n个时钟周期结束时的电压值与其在第n个时钟周期开始时的电压值不等，则所述跳变沿控制电压信号在第n个时钟周期结束时的电压值与其在第n个时钟周期开始时的电压值不等；否则，得到第n个时钟周期结束时的电压值与第n个时钟周期开始时的电压值相等的所述跳变沿控制电压信号。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱樟明，王静宇，
申请(专利权)人：成都启臣微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：