專利名稱：占空比調節電路及占空比調節方法
技術領域：
本發明涉及一種調節電路及調節方法，尤指一種可將輸出時鐘信號的占空比調節 為50%的占空比調節電路及占空比調節方法。
背景技術：
占空比調節電路對于高速時鐘信號的傳輸具有非常重要的意義，傳統的占空比調 節電路一般采用調節信號傳輸的翻轉閾值的方式實現，通過提高或降低翻轉閾值改變高低 電平的脈沖寬度，從而實現占空比的調節。但是傳統的占空比調節電路結構較復雜，需要外圍電路提供偏置，從而使時鐘通 路的電路較復雜，且在集成電路中，為版圖布局帶來困難。
發明內容
鑒于以上內容，有必要提供一種可將輸出時鐘信號的占空比調節為50%的占空比 調節電路及占空比調節方法。一種占空比調節電路，包括一運算放大器、一與所述運算放大器相連的第一開關 元件、一時鐘信號輸入端、一與所述時鐘信號輸入端相連的第二開關元件、一與所述第一開 關元件及所述第二開關元件相連的第一反相器、一與所述第一反相器相連的第二反相器、 一與所述第二反相器相連的第三反相器、一與所述第三反相器相連的第一電阻、一與所述 第一電阻相連的第一電容、一與所述第一反相器相連的傳輸門、一與所述傳輸門相連的第 四反相器、一與所述第四反相器相連的第二電阻、一與所述第二電阻相連的第二電容及一 與所述第一反相器相連的時鐘信號輸出端，所述運算放大器的正相輸入端連接于所述第一 電阻及所述第一電容之間，所述運算放大器的反相輸入端連接于所述第二電阻與所述第二 電容之間。一種占空比調節方法，包括以下步驟
一時鐘信號輸入端輸入一時鐘信號至一第二開關元件；
所述時鐘信號經過一第一反相器后，被分為兩路時鐘信號，且所述兩路時鐘信號互為 反相時鐘信號；
提取其中一路時鐘信號的一直流的第一電壓輸入至一運算放大器的一正相輸入端，提 取另一路時鐘信號的一直流的第二電壓輸入至所述運算放大器的一反相輸入端；
所述運算放大器根據所述第一電壓與所述第二電壓輸出一控制信號至一第一開關元 件，來控制所述第一開關元件的充電電流，形成一反饋環路；及
當所述第一電壓與所述第二電壓相等時，一時鐘信號輸出端輸出的時鐘信號的占空比 為 50%ο相對現有技術，本發明占空比調節電路及占空比調節方法的電路結構簡單，且為 自動反饋控制，無需外加控制，生成時鐘信號的占空比非常精確。
圖1為本發明占空比調節電路較佳實施方式的電路圖。圖2為本發明占空比調節方法較佳實施方式的流程圖。
具體實施例方式請參閱圖1，本發明占空比調節電路較佳實施方式包括一運算放大器opm、一第一 開關元件、一第二開關元件、一第一反相器invl、一第二反相器inv2、一第三反相器inv3、 一第四反相器inv4、一傳輸門TG1、一第一電阻R1、一第二電阻R2、一第一電容Cl、一第二 電容C2、一第三電容C3、一時鐘信號輸入端Clk_in、一時鐘信號輸出端Clk_out、一電源端 VDD及一接地端VSS。在本實施方式中，該第一開關元件為一第一場效應管M1，該第二開關元件為一第 二場效應管M2。該第一場效應管Ml為P型場效應管(PM0S)，該第二場效應管M2為N型場 效應管(NM0S)。在其他實施方式中，開關元件可根據需要變更為能夠實現同樣功能的開關 元件或電路。該占空比調節電路較佳實施方式的連接關系為該運算放大器的輸出端與該第三 電容C3的一端及該第一場效應管Ml的柵極相連，該第三電容C3的另一端及該第一場效應 管Ml的源級共同連接該電源端VDD，該第一場效應管Ml的漏極及該第二場效應掛M2的漏 極共同連接該第一反相器invl的輸入端。該時鐘信號輸入端Clk_in與該第二場效應管M2 的柵極相連，該第二場效應管M2的源級連接該接地端VSS。該第一反相器invl的輸出端與 該時鐘信號輸出端Clk_out、該第二反相器inv2的輸入端及該傳輸門TGl的輸入端相連，該 第二反相器inv2的輸出端與該第三反相器irw3的輸入端相連，該第三反相器irw3的輸出 端與該第一電阻Rl的一端相連，該第一電阻Rl的另一端與該運算放大器的正相輸入端及 該第一電容Cl的一端相連，并輸出一第一電壓Vl至該運算放大器的正相輸入端，該第一電 容Cl的另一端連接該接地端VSS。該傳輸門TGl的輸出端與該第四反相器irw4的輸入端 相連，該第四反相器inv4的輸出端與該第二電阻R2的一端相連，該第二電阻R2的另一端 與該運算放大器的反相輸入端及該第二電容C2的一端相連，并輸出一第二電壓V2至該運 算放大器的反相輸入端，該第二電容C2的另一端連接該接地端VSS。該占空比調節電路較佳實施方式的工作原理分析如下該時鐘信號輸入端Clk_ in輸入一時鐘信號至該第二場效應管M2，當該時鐘信號經過該第一反相器invl后，被分為 兩路時鐘信號，且該兩路時鐘信號互為反相時鐘信號，其中一路時鐘信號經過該第二反相 器inv2及該第三反相器irw3后，經由該第一電阻Rl及該第一電容Cl進行濾波后提取直流 的第一電壓Vl輸入至該運算放大器omp的正相輸入端，另一路時鐘信號經過該傳輸門TGl 及該第四反相器inv4后，經由該第二電阻R2及該第二電容C2進行濾波后提取直流的第二 電壓V2輸入至該運算放大器omp的反相輸入端，該運算放大器omp根據輸入的第一電壓Vl 與第二電壓V2輸出一控制信號至該第一場效應管Ml的柵極，用于控制該第一場效應管Ml 的充電電流，從而形成一個反饋環路。當該第一電壓Vl與該第二電壓V2相等時，整個環路 處于穩定狀態，此時，時鐘信號輸出端Clk_out輸出的時鐘信號的占空比為50%。該占空比調節電路通過環路的直流反饋來調節該第一場效應管Ml的充電電流， 從而調節時鐘信號輸入端Clk_in輸入的時鐘信號的占空比，并最終生成占空比為50%的時鐘信號由時鐘信號輸出端Clk_out輸出。請參閱圖2，本發明占空比調節方法包括以下步驟
步驟一，時鐘信號輸入端Clk_in輸入一時鐘信號至第二場效應管M2。步驟二，該時鐘信號經過第一反相器invl后，被分為兩路時鐘信號，且該兩路時 鐘信號互為反相時鐘信號。步驟三，其中一路時鐘信號經過第二反相器inv2及第三反相器irw3后，經由第一 電阻Rl及第一電容Cl進行濾波后提取直流的第一電壓Vl輸入至運算放大器omp的正相 輸入端，另一路時鐘信號經過傳輸門TGl及第四反相器irw4后，經由第二電阻R2及第二電 容C2進行濾波后提取直流的第二電壓V2輸入至運算放大器omp的反相輸入端。步驟四，運算放大器omp根據輸入的第一電壓Vl與第二電壓V2輸出一控制信號 至第一場效應管Ml的柵極，用于控制第一場效應管Ml的充電電流，從而形成一個反饋環 路。步驟五，當第一電壓Vl與第二電壓V2相等時，整個環路處于穩定狀態，此時，時鐘 信號輸出端Clk_out輸出的時鐘信號的占空比為50%。本發明占空比調節電路及占空比調節方法的電路結構簡單，且為自動反饋控制， 無需外加控制，生成時鐘信號的占空比非常精確。
權利要求
1.一種占空比調節電路，其特征在于所述占空比調節電路包括一運算放大器、一與 所述運算放大器相連的第一開關元件、一時鐘信號輸入端、一與所述時鐘信號輸入端相連 的第二開關元件、一與所述第一開關元件及所述第二開關元件相連的第一反相器、一與所 述第一反相器相連的第二反相器、一與所述第二反相器相連的第三反相器、一與所述第三 反相器相連的第一電阻、一與所述第一電阻相連的第一電容、一與所述第一反相器相連的 傳輸門、一與所述傳輸門相連的第四反相器、一與所述第四反相器相連的第二電阻、一與所 述第二電阻相連的第二電容及一與所述第一反相器相連的時鐘信號輸出端，所述運算放大 器的正相輸入端連接于所述第一電阻及所述第一電容之間，所述運算放大器的反相輸入端 連接于所述第二電阻與所述第二電容之間。
2.如權利要求1所述的占空比調節電路，其特征在于所述第一開關元件為一第一場 效應管，所述第二開關元件為一第二場效應管。
3.如權利要求2所述的占空比調節電路，其特征在于所述運算放大器的輸出端與所 述第一場效應管的柵極及一第三電容的一端相連，所述第一場效應管的源級與所述第三電 容的另一端共同連接一電源端，所述第一場效應管的漏極與所述第二場效應管的漏極共同 連接所述第一反相器的輸入端。
4.如權利要求3所述的占空比調節電路，其特征在于所述時鐘信號輸入端與所述第 二場效應管的柵極相連，所述第二場效應管的源級連接一接地端。
5.如權利要求1所述的占空比調節電路，其特征在于所述第一反相器的輸出端與所 述時鐘信號輸出端、所述第二反相器的輸入端及所述傳輸門的輸入端相連，所述第二反相 器的輸出端與所述第三反相器的輸入端相連，所述第三反相器的輸出端與所述第一電阻的 一端相連，所述第一電阻的另一端與所述運算放大器的正相輸入端及所述第一電容的一端 相連，并輸出一第一電壓至所述運算放大器的正相輸入端，所述第一電容的另一端連接一 接地端。
6.如權利要求5所述的占空比調節電路，其特征在于所述傳輸門的輸出端與所述第 四反相器的輸入端相連，所述第四反相器的輸出端與所述第二電阻的一端相連，所述第二 電阻的另一端與所述運算放大器的反相輸入端及所述第二電容的一端相連，并輸出一第二 電壓至所述運算放大器的反相輸入端，所述第二電容的另一端連接所述接地端。
7.一種占空比調節方法，包括以下步驟一時鐘信號輸入端輸入一時鐘信號至一第二開關元件；所述時鐘信號經過一第一反相器后，被分為兩路時鐘信號，且所述兩路時鐘信號互為 反相時鐘信號；提取其中一路時鐘信號的一直流的第一電壓輸入至一運算放大器的一正相輸入端，提 取另一路時鐘信號的一直流的第二電壓輸入至所述運算放大器的一反相輸入端；所述運算放大器根據所述第一電壓與所述第二電壓輸出一控制信號至一第一開關元 件，來控制所述第一開關元件的充電電流，形成一反饋環路；及當所述第一電壓與所述第二電壓相等時，一時鐘信號輸出端輸出的時鐘信號的占空比 為 50%ο
8.如權利要求7所述的占空比調節電路，其特征在于所述第一開關元件為一第一場 效應管，所述第二開關元件為一第二場效應管。
9.如權利要求7所述的占空比調節電路，其特征在于所述其中一路時鐘信號經過一 第二反相器及一第三反相器后，經由一第一電阻及一第一電容進行濾波后提取所述直流的 第一電壓輸入至所述運算放大器的正相輸入端，另一路時鐘信號經過一傳輸門及一第四反 相器后，經由一第二電阻及一第二電容進行濾波后提取所述直流的第二電壓輸入至所述運 算放大器的反相輸入端。
全文摘要
一種占空比調節電路，包括一運算放大器、一連接運算放大器的第一開關元件、一時鐘信號輸入端、一連接時鐘信號輸入端的第二開關元件、一連接第一開關元件及第二開關元件的第一反相器、一連接第一反相器的第二反相器、一連接第二反相器的第三反相器、一連接第三反相器的第一電阻、一連接第一電阻的第一電容、一連接第一反相器的傳輸門、一連接傳輸門的第四反相器、一連接第四反相器的第二電阻、一連接第二電阻的第二電容及一連接第一反相器的時鐘信號輸出端，運算放大器的正相輸入端連接于第一電阻及第一電容之間，反相輸入端連接于第二電阻與第二電容之間。本發明還進一步提供一種占空比調節方法。本發明結構簡單，生成時鐘信號的占空比精確。
文檔編號H03K3/017GK102082562SQ201110050848
公開日2011年6月1日 申請日期2011年3月3日 優先權日2011年3月3日
發明者范方平 申請人:四川和芯微電子股份有限公司