CH705950B1 - Variable pulse width signal generator. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un circuit générateur de signal (1) alimenté par une tension d'alimentation et comprenant des moyens de basculement (2) comprenant une première entrée à laquelle est connecté un signal d'entrée continu (E1) dont l'amplitude est défini, une deuxième entrée à laquelle est connecté un signal d'horloge (S CLK ) dont le rapport cyclique est défini et une troisième entrée pour la remise à zéro, et fournissant en sortie, un signal de sortie (S1, S out ) dont le rapport cyclique est celui du signal d'horloge (S CLK ) et dont l'amplitude est celle du signal d'entrée (E1), caractérisée en ce que ledit circuit comprend en outre des moyens de régulations (3) agencés pour comparer le signal de sortie (S1, S out ) avec un signal de consigne (E3) représentatif du rapport cyclique désiré et pour fournir un signal de commande (S4) connecté à la troisième entrée des moyens de basculement (2) de sorte à activer la remise à zéro pour modifier le rapport cyclique du signal de sortie (S1, S out ).The present invention relates to a signal generator circuit (1) powered by a supply voltage and comprising switching means (2) comprising a first input to which is connected a DC input signal (E1) whose amplitude is defined, a second input to which is connected a clock signal (S CLK ) whose duty cycle is defined and a third input for the reset, and providing at output, an output signal (S1, S out ) whose the duty cycle is that of the clock signal (S CLK ) and the amplitude of which is that of the input signal (E1), characterized in that said circuit further comprises regulation means (3) arranged to compare the output signal (S1, S out ) with a setpoint signal (E3) representative of the desired duty cycle and to supply a control signal (S4) connected to the third input of the switching means (2) so as to activate the reset to zero to change the duty cycle of the signal from output (S1, S out ).
Description
[0001] La présente invention concerne un circuit générateur de signal alimenté par une tension d'alimentation et comprenant des moyens de basculement comprenant une première entrée à laquelle est connecté un signal d'entrée continu dont l'amplitude est défini, une deuxième entrée à laquelle est connecté un signal d'horloge dont le rapport cyclique est défini et une troisième entrée pour la remise à zéro, et fournissant en sortie, un signal de sortie dont le rapport cyclique est celui du signal d'horloge et dont l'amplitude est celle du signal d'entrée. The present invention relates to a signal generator circuit powered by a supply voltage and comprising switching means comprising a first input to which is connected a DC input signal whose amplitude is defined, a second input to which is connected a clock signal whose duty cycle is defined and a third input for resetting, and providing at output, an output signal whose duty cycle is that of the clock signal and whose amplitude is that of the input signal.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUETECHNOLOGICAL BACKGROUND
[0002] Il est connu des générateurs de signaux comprenant un comparateur analogique CA auquel il est connecté un signal triangulaire Vi et un signal d'entrée Ve continu ayant comme amplitude une tension de référence comme visible à la figure 1. Lors du fonctionnement du comparateur CA, le signal d'entrée et le signal triangulaire sont comparés pour fournir un signal de sortie. Celle-ci se présente sous la forme d'un signal rectangulaire. En effet, le signal de sortie Vs est un signal continu qui commute lorsque la tension du signal triangulaire atteint la valeur de tension du signal d'entrée. De ce fait, le signal de sortie présente une forme régulière de créneaux. Ce signal en créneau présent alors une largeur d'impulsion, c'est-à-dire un rapport entre l'état haut ou l'état bas du signal et la période. Ce ratio correspond, dans le cas du montage décrit, au rapport entre la tension de référence et l'amplitude du signal triangulaire. Signal generators are known comprising an AC analog comparator to which is connected a triangular signal Vi and a continuous input signal Ve having as amplitude a reference voltage as shown in FIG. 1. During operation of the comparator CA, the input signal and the triangular signal are compared to provide an output signal. This is in the form of a rectangular signal. Indeed, the output signal Vs is a continuous signal which switches when the voltage of the triangular signal reaches the voltage value of the input signal. As a result, the output signal has a regular square wave shape. This square-wave signal then has a pulse width, that is to say a ratio between the high state or the low state of the signal and the period. This ratio corresponds, in the case of the assembly described, to the ratio between the reference voltage and the amplitude of the triangular signal.
[0003] Un inconvénient de ce montage est qu'il nécessite que le comparateur CA soit rapide car ce dernier doit commuter à chaque intervalle de temps et que la commutation doit être rapide sous peine d'affecté le signal de sortie. A disadvantage of this assembly is that it requires the AC comparator to be fast because the latter must switch at each time interval and the switching must be fast otherwise the output signal will be affected.
[0004] Par ailleurs, le réglage du rapport cyclique α se fait en modifiant la valeur de la tension de référence. Or, l'amplitude du signal triangulaire doit être liée à la valeur de tension du signal de référence. Si tel n'est pas le cas, alors une erreur intervient au niveau du rapport cyclique et ce dernier n'est pas celui souhaité. [0004] Furthermore, the adjustment of the duty cycle α is done by modifying the value of the reference voltage. However, the amplitude of the triangular signal must be linked to the voltage value of the reference signal. If such is not the case, then an error occurs at the level of the duty cycle and the latter is not the desired one.
[0005] Il est également connu d'utiliser une horloge ayant une fréquence N fois supérieure à la fréquence désirée pour le signal de sortie. Ce rapport de N est le nombre d'échelon discret du changement de rapport cyclique. Pour cela, on utilise généralement un compteur synchrone à haute fréquence et un comparateur numérique à la sortie du compteur. Le rapport cyclique souhaité est la valeur de comparaison du comparateur. [0005] It is also known to use a clock having a frequency N times greater than the desired frequency for the output signal. This ratio of N is the discrete step number of the duty cycle change. For this, a high-frequency synchronous counter and a digital comparator at the counter output are generally used. The desired duty cycle is the comparison value of the comparator.
[0006] Néanmoins, cette technique est gourmande en énergie notamment si la fréquence augmente et si la résolution, c'est-à-dire le nombre d'échelon augmente. [0006] Nevertheless, this technique is energy-intensive, especially if the frequency increases and if the resolution, that is to say the number of steps, increases.
RESUME DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
[0007] L'invention concerne un générateur de signal à modulation de largeur d'impulsion qui est simple, fiable, peu gourmand en énergie. The invention relates to a pulse-width modulation signal generator which is simple, reliable and energy-efficient.
[0008] A cet effet, l'invention concerne un circuit générateur de signal destiné à être alimenté par une tension d'alimentation et comprenant des moyens de basculement comprenant une première entrée destinée à recevoir un signal d'entrée continu dont le niveau de tension est défini, une deuxième entrée destinée à recevoir un signal d'horloge dont la fréquence et le rapport cyclique sont définis et une troisième entrée pour la remise à zéro, et fournissant en sortie, un signal de sortie dont la fréquence est celle du signal d'horloge et dont l'amplitude est celle du signal d'entrée, caractérisée en ce que ledit circuit comprend en outre des moyens de régulation agencés pour comparer le signal de sortie avec un signal de consigne représentatif d'un rapport cyclique désiré et pour fournir un signal de commande connecté à la troisième entrée des moyens de basculement de sorte à activer la remise à zéro pour modifier le rapport cyclique du signal de sortie. Un premier avantage de la présente invention est qu'elle permet un réglage simple du rapport cyclique. En effet, seul le signal de consigne est modifié c'est-à-dire que seul le niveau de tension du signal de consigne est augmenté ou abaissé pour modifier le rapport cyclique. Il est donc facile de fournir un signal continu dont l'amplitude peut être variée contrairement à un signal triangulaire plus difficile à générer. To this end, the invention relates to a signal generator circuit intended to be supplied by a supply voltage and comprising switching means comprising a first input intended to receive a DC input signal whose voltage level is defined, a second input intended to receive a clock signal whose frequency and duty cycle are defined and a third input for the reset, and providing at the output an output signal whose frequency is that of the signal d clock and whose amplitude is that of the input signal, characterized in that said circuit further comprises regulation means arranged to compare the output signal with a reference signal representative of a desired duty cycle and to provide a control signal connected to the third input of the switching means so as to activate the reset to modify the duty cycle of the output signal. A first advantage of the present invention is that it allows simple adjustment of the duty cycle. Indeed, only the setpoint signal is modified, that is to say only the voltage level of the setpoint signal is increased or lowered to modify the duty cycle. It is therefore easy to provide a continuous signal whose amplitude can be varied, unlike a triangular signal which is more difficult to generate.
[0009] Un second avantage est que le générateur selon la présente invention est peu gourmand en énergie par rapport au générateur selon l'art antérieur car il n'utilise pas de composants à hautes fréquences. Or, ces composants à hautes fréquences ont l'inconvénient d'être gourmands en énergie électrique. De plus, comme il n'est pas nécessaire d'avoir des composants devant commutés rapidement, les coûts sont minimisés. A second advantage is that the generator according to the present invention consumes little energy compared to the generator according to the prior art because it does not use high-frequency components. However, these high-frequency components have the disadvantage of being greedy in terms of electrical energy. In addition, since there is no need for rapidly switched front components, costs are minimized.
[0010] Des modes de réalisation avantageux de ce capteur font l'objet des revendications dépendantes. [0010] Advantageous embodiments of this sensor are the subject of the dependent claims.
[0011] Dans un premier mode de réalisation avantageux, les moyens de régulation comprennent un circuit de délai connecté au signal de sortie des moyens de basculement et configuré pour fournir le signal de commande remettant à zéro le signal de sortie du circuit générateur lorsque l'état haut dudit signal de sortie atteint le rapport cyclique désiré, In a first advantageous embodiment, the regulation means comprise a delay circuit connected to the output signal of the switching means and configured to supply the control signal resetting the output signal of the generator circuit when the high state of said output signal reaches the desired duty cycle,
[0012] Dans un second mode de réalisation avantageux, le circuit de délai comprend une première zone comprenant un premier transistor de type P ayant sa source connectée à la tension d'alimentation et son drain connecté au drain d'un premier transistor de type N , la source de ce premier transistor de type N étant connectée au drain d'un second transistor de type N ayant sa source reliée à la masse, le signal d'entrée étant relié sur la grille du premier transistor de type P et sur la grille du premier transistor de type N, cette première zone étant relié à une deuxième zone comprenant un second transistor de type P et un troisième transistor de type N, le second transistor de type P ayant sa source connectée à la tension d'alimentation et son drain connecté au drain du troisième transistor de type N qui a sa source connectée à la masse du circuit, les grilles du second transistor de type P et du troisième transistor de type N sont toutes les deux reliées au point de connexion des drains des premiers transistors de type P et de type N, la sortie du circuit de délai étant le point de connexion des drains du second transistor de type P et du troisième transistor de type N, les premières et secondes zones étant reliées par des condensateurs montés en parallèle vers la masse. In a second advantageous embodiment, the delay circuit comprises a first zone comprising a first P-type transistor having its source connected to the supply voltage and its drain connected to the drain of a first N-type transistor , the source of this first N-type transistor being connected to the drain of a second N-type transistor having its source connected to ground, the input signal being connected to the gate of the first P-type transistor and to the gate of the first N-type transistor, this first zone being connected to a second zone comprising a second P-type transistor and a third N-type transistor, the second P-type transistor having its source connected to the supply voltage and its drain connected to the drain of the third N-type transistor which has its source connected to circuit ground, the gates of the second P-type transistor and the third N-type transistor are both connected to the connection point of the d rains of the first P-type and N-type transistors, the output of the delay circuit being the connection point of the drains of the second P-type transistor and of the third N-type transistor, the first and second zones being connected by capacitors connected in parallel to ground.
[0013] Dans un autre mode de réalisation avantageux, les moyens de régulation comprennent en outre un ensemble consigne comparant le signal de sortie des moyens de basculement à un signal de consigne représentatif du rapport cyclique désiré afin de générer un signal de réglage envoyé à la grille du second transistor de type N du circuit de délai afin de retarder ou d'avancer la remise à zéro du signal de sortie du circuit générateur en fonction du signal de consigne représentatif du rapport cyclique désiré. In another advantageous embodiment, the regulation means further comprise a setpoint assembly comparing the output signal from the switching means to a setpoint signal representative of the desired duty cycle in order to generate an adjustment signal sent to the gate of the second N-type transistor of the delay circuit in order to delay or advance the resetting of the output signal of the generator circuit as a function of the setpoint signal representative of the desired duty cycle.
[0014] Dans un autre mode de réalisation avantageux, l'ensemble consigne comprend un circuit de filtrage dont l'entrée est connecté au signal de sortie des moyens de basculement et utilisé pour moyenner ledit signal de sortie, et un circuit comparateur dont les entrées sont, la sortie du circuit de filtrage et le signal de consigne représentatif du rapport cyclique désiré, ledit circuit comparateur fournissant ledit signal de réglage dont le niveau de tension, représentatif de la différence entre la sortie du circuit de filtrage et le signal de consigne, permet de faire de modifier le courant passant dans le second transistor de type N du circuit de délai. In another advantageous embodiment, the setpoint assembly comprises a filter circuit whose input is connected to the output signal of the switching means and used to average said output signal, and a comparator circuit whose inputs are, the output of the filtering circuit and the reference signal representative of the desired duty cycle, said comparator circuit supplying said adjustment signal including the voltage level, representative of the difference between the output of the filtering circuit and the reference signal, makes it possible to modify the current flowing in the second N-type transistor of the delay circuit.
[0015] Dans un autre mode de réalisation avantageux, le circuit de filtrage est un filtre passe-bas. [0015] In another advantageous embodiment, the filter circuit is a low-pass filter.
[0016] Dans un autre mode de réalisation avantageux, les moyens de basculement sont une bascule D. In another advantageous embodiment, the tilting means are a D flip-flop.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF FIGURES
[0017] Les buts, avantages et caractéristiques du circuit générateur de signal selon la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée suivante d'au moins une forme de réalisation de l'invention donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente de manière schématique un circuit générateur selon l'art antérieur ; la figure 2 représente de manière schématique un schéma de principe d'un circuit générateur selon l'invention ;et la figure 3 représente de manière schématique le schéma électrique du circuit générateur selon l'invention.The aims, advantages and characteristics of the signal generator circuit according to the present invention will appear more clearly in the following detailed description of at least one embodiment of the invention given solely by way of non-limiting example and illustrated by the attached drawings on which: FIG. 1 schematically represents a generator circuit according to the prior art; FIG. 2 schematically represents a block diagram of a generator circuit according to the invention; and FIG. 3 schematically represents the electrical diagram of the generator circuit according to the invention.
DESCRIPTION DETAILLEEDETAILED DESCRIPTION
[0018] La figure 2 montre le générateur de signal à modulation de largeur d'impulsion 1 selon la présente invention. Ce générateur 1 comprend des moyens de basculement 2 comprenant trois entrées et une sortie. Une première entrée CLK est connectée à un signal d'horlogeSclk. Ce signal est de préférence un signal carré. La deuxième entrée est reliée à un signal d'entrée continu E1 ayant pour niveau de tension la tension d'alimentation Vdd. Ce signal d'entrée est utilisé afin de réinitialiser le signal de sortie à Vdd (niveau logique 1) au moment du flan actif du signal d'horloge CLK, cette utilisation sera expliquée ultérieurement. La troisième entrée est une entrée de remise à zéro à laquelle est relié un signal RESET de remise à zéro ou reset puisse être envoyé, ce signal défini le temps que le signal de sortie S1 passe au niveau de tension Vdd (niveau logique 1) et ainsi défini le rapport cyclique α du signal de sortie S1. Figure 2 shows the pulse width modulation signal generator 1 according to the present invention. This generator 1 comprises switching means 2 comprising three inputs and one output. A first input CLK is connected to a clock signal Sclk. This signal is preferably a square signal. The second input is connected to a DC input signal E1 whose voltage level is the supply voltage Vdd. This input signal is used in order to reset the output signal to Vdd (logic level 1) at the time of the active edge of the clock signal CLK, this use will be explained later. The third input is a reset input to which a reset or reset RESET signal can be sent, this signal defines the time that the output signal S1 passes to the voltage level Vdd (logic level 1) and thus defined the duty cycle α of the output signal S1.
[0019] Le signal de sortie S1 des moyens de basculement 2 est aussi lieu le signal de sortie finale Sout du générateur. Cette sortie est également connectée à une boucle de régulation 3. Cette boucle de régulation 3 comprend un circuit de filtrage 4. Le signal de sortie S1 est connecté à une entrée E2 du circuit de filtrage 4, ce dernier est utilisé pour moyenner le signal S1. La sortie de ce circuit de filtrage 4 fournit un signal S2. Ce signal S2 est une tension continue valant la moyenne du signal de sortie S1 et est connecté à l'entrée négative d'un amplificateur opérationnel 6 faisant également partie de la boucle de régulation 3. L'entrée positive dudit amplificateur opérationnel 6 est connectée à un signal continu Vref dont le niveau de tension peut être défini par l'utilisateur. L'amplificateur opérationnel 6 fournit, en sortie, un signal continu S3 dont le niveau de tension est représentatif de la différence entre des deux signaux. Cette sortie de l'amplificateur 6 est connectée à un circuit de délai 8 comportant une entrée E4 à laquelle est connectée le signal de sortie S1 des moyens de basculement 2. Ce circuit de délai 8, intégré dans la boucle de régulation 3, est utilisé de sorte que le signal de sortie S4 de ce circuit de délai 8 est un signal de commande passant par un circuit inverseur 10 pour ensuite être connecté à la l'entrée RESET du moyen de basculement 2. Ce signal de sortie S4 agit donc comme signal de remise à zéro The output signal S1 of the switching means 2 is also the final output signal Sout of the generator. This output is also connected to a regulation loop 3. This regulation loop 3 comprises a filter circuit 4. The output signal S1 is connected to an input E2 of the filter circuit 4, the latter is used to average the signal S1 . The output of this filter circuit 4 provides a signal S2. This signal S2 is a DC voltage equal to the average of the output signal S1 and is connected to the negative input of an operational amplifier 6 also forming part of the regulation loop 3. The positive input of said operational amplifier 6 is connected to a continuous signal Vref whose voltage level can be defined by the user. The operational amplifier 6 provides, at output, a DC signal S3 whose voltage level is representative of the difference between the two signals. This output of the amplifier 6 is connected to a delay circuit 8 comprising an input E4 to which the output signal S1 of the switching means 2 is connected. This delay circuit 8, integrated in the regulation loop 3, is used so that the output signal S4 of this delay circuit 8 is a control signal passing through an inverter circuit 10 to then be connected to the RESET input of the switching means 2. This output signal S4 therefore acts as a signal reset
[0020] Plus précisément, les moyens de basculement 2 sont une bascule D. cette bascule D 2 a, comme première entrée un signal d'horloge Sclk de préférence un signal carré dont le rapport cyclique α est de 50%, et comme deuxième entrée, un signal d'entrée E1 continu ayant comme niveau de tension une valeur de tension de référence. La sortie de cette bascule D 2 fournit un signal de sortie S1 carré dont le niveau de tension est celui du signal d'entrée E1. Ce signal de sortie S1 de la bascule D 2 est le signal de sortie finale Sout du générateur 1. More specifically, the switching means 2 are a D flip-flop. this D flip-flop 2 has, as first input, a clock signal Sclk, preferably a square wave signal whose duty cycle α is 50%, and as second input , a continuous input signal E1 having as voltage level a reference voltage value. The output of this D flip-flop 2 supplies a square output signal S1 whose voltage level is that of the input signal E1. This output signal S1 of the D flip-flop 2 is the final output signal Sout of the generator 1.
[0021] Avantageusement selon l'invention, ce signal de sortie finale Sout est contrôlé via des moyens de régulation 3 sous la forme d'une boucle de régulation décrite en détails ci-dessous. Advantageously according to the invention, this final output signal Sout is controlled via regulation means 3 in the form of a regulation loop described in detail below.
[0022] Le signal S1 est envoyé un ensemble consigne 7 comprenant un circuit de filtrage 4. Ce circuit de filtrage 4 est un filtre passe bas, typiquement, un circuit RC. Un filtre passe bas du type RLC ou Sallen-Key peut aussi être envisagé. Ce circuit de filtrage 4 est utilisé afin de moyenner le signal S1. Le résultat du filtrage du signal S1, qui est un signal créneau, est un signal continu S2. Les composants de ce circuit de filtrage 4, c'est-à-dire la résistance R et le condensateur C, sont calculés pour que le niveau de tension obtenu soit proportionnel au rapport cyclique. Par exemple, pour un signal S1 de rapport cyclique de 50% et de niveau de tension Vdd, on obtiendrait un signal S2 continu dont le niveau de tension est de Vdd/2. Pareillement, pour un signal S1 de rapport cyclique de 25% et de niveau de tension Vdd, on obtiendrait un signal S2 continu dont le niveau de tension est de Vdd/4. The signal S1 is sent to a setpoint assembly 7 comprising a filter circuit 4. This filter circuit 4 is a low-pass filter, typically an RC circuit. A low-pass filter of the RLC or Sallen-Key type can also be envisaged. This filter circuit 4 is used to average the signal S1. The result of the filtering of the signal S1, which is a crenellated signal, is a continuous signal S2. The components of this filter circuit 4, that is to say the resistor R and the capacitor C, are calculated so that the voltage level obtained is proportional to the duty cycle. For example, for a signal S1 with a duty cycle of 50% and a voltage level Vdd, a continuous signal S2 would be obtained whose voltage level is Vdd/2. Similarly, for a signal S1 with a duty cycle of 25% and a voltage level Vdd, a continuous signal S2 would be obtained whose voltage level is Vdd/4.
[0023] Ce signal S2 est ensuite connecté à l'entrée négative de l'amplificateur opérationnel 6 faisant également partie de l'ensemble consigne 7. A l'entrée positive de cet amplificateur opérationnel 6, est connecté à un signal E3. Ce signal E3 est un signal continu de niveau de tension Vref. Le signal S2 et le signal E3 sont comparés l'un par rapport à l'autre pour fournir en sortie dudit amplificateur opérationnel 6 un signal S3 appelé signal de consigne. Ce signal de consigne S3 est connecté à une des entrées du circuit de délai 8. Ce dernier a également comme entrée le signal S1 sortant des moyens de basculement 2. This signal S2 is then connected to the negative input of the operational amplifier 6 which is also part of the instruction set 7. At the positive input of this operational amplifier 6, is connected to a signal E3. This signal E3 is a continuous voltage level signal Vref. The signal S2 and the signal E3 are compared with each other to supply at the output of said operational amplifier 6 a signal S3 called the reference signal. This setpoint signal S3 is connected to one of the inputs of the delay circuit 8. The latter also has as input the signal S1 coming out of the switching means 2.
[0024] Le circuit de délai 8 comprend deux zones distinctes. Une première zone comprend trois moyens de commutation 9, ici des transistors MOSFET. Plus particulièrement, ces trois moyens de commutation 9 sont deux transistors N1 et N2 de type N et un transistor P1 de type P. Ces trois transistors sont montés de sorte que le premier transistor P1 de type P à sa source connectée à la tension d'alimentation Vdd et son drain connecté au drain d'un premier transistor N1 de type N. La source de ce premier transistor N1 de type N est connectée au drain d'un second transistor N2 de type N. Ce dernier voit sa source reliée à la masse Vss du circuit de délai 8. Le signal S1 est relié en même temps sur la grille du premier transistor P1 de type P et sur la grille du premier transistor N1 de type N, la grille du second transistor N2 de type N étant relié au signal S3. The delay circuit 8 comprises two distinct zones. A first zone comprises three switching means 9, here MOSFET transistors. More particularly, these three switching means 9 are two N-type transistors N1 and N2 and a P-type transistor P1. These three transistors are mounted so that the first P-type transistor P1 at its source connected to the voltage of supply Vdd and its drain connected to the drain of a first N-type transistor N1. The source of this first N-type transistor N1 is connected to the drain of a second N-type transistor N2. The latter sees its source connected to the mass Vss of the delay circuit 8. The signal S1 is connected at the same time to the gate of the first P-type transistor P1 and to the gate of the first N-type transistor N1, the gate of the second N-type transistor N2 being connected to the signal S3.
[0025] Le point de connexion entre le premier transistor P1 de type P et le premier transistor N1 de type N est utilisé pour relier cette première zone du circuit de délai à la seconde zone du circuit de délai. Cette seconde zone comprend deux moyens de commutation 9 se présentant sous la forme de deux transistors : un second transistor P2 de type P et un troisième transistor N3 de type N. Le second transistor P2 de type P a sa source connectée à la tension d'alimentation Vdd et son drain connecté à la source du troisième transistor N3 de type N. Ce dernier a son drain connecté à la masse Vss du circuit 8. Les grilles des transistors P2 et N3 sont toutes les deux reliées au point de connexion entre les transistors P1 et N1. The connection point between the first P-type transistor P1 and the first N-type transistor N1 is used to connect this first zone of the delay circuit to the second zone of the delay circuit. This second zone comprises two switching means 9 in the form of two transistors: a second P-type transistor P2 and a third N-type transistor N3. The second P-type transistor P2 has its source connected to the voltage of supply Vdd and its drain connected to the source of the third N-type transistor N3. The latter has its drain connected to ground Vss of circuit 8. The gates of transistors P2 and N3 are both connected to the connection point between the transistors P1 and N1.
[0026] Entre ces deux zones, au moins un condensateur de découplage C1 est agencé en parallèle de sorte que l'entrée du condensateur C1 est reliée au point de connexion entre les transistors P1 et N1 et aux grilles des transistors P2 et N3 alors que la sortie du condensateur C1 est connectée à la masse Vss. Bien entendu, il est envisageable d'avoir plusieurs condensateurs montés en parallèle pour Between these two areas, at least one decoupling capacitor C1 is arranged in parallel so that the input of capacitor C1 is connected to the connection point between transistors P1 and N1 and to the gates of transistors P2 and N3 while the output of capacitor C1 is connected to ground Vss. Of course, it is possible to have several capacitors connected in parallel to
[0027] La sortie du circuit de délai 8 est le point de connexion entre les transistors P2 et N3. Le signal en sortie du circuit de délai 8 est le signal de commande S4 qui est ensuite inversé par un circuit inverseur 10. Une fois ce signal de consigne S4 inversé, il est connecté à l'entrée RESET de la bascule D 2. Cette connexion permet au signal de commande S4 d'agir directement sur le signal S1 pour le modifier. The output of delay circuit 8 is the connection point between transistors P2 and N3. The signal at the output of the delay circuit 8 is the control signal S4 which is then inverted by an inverter circuit 10. Once this setpoint signal S4 has been inverted, it is connected to the RESET input of the D flip-flop 2. This connection allows control signal S4 to act directly on signal S1 to modify it.
[0028] Lors du fonctionnement de ce générateur de signal 1, le rapport cyclique du signal de sortie S1, Sout est modifié et régulé par la boucle de régulation 3. Cette boucle de régulation 3 comprend le circuit de délai 8, le circuit de filtrage 4 et l'amplificateur opérationnel 6. During the operation of this signal generator 1, the duty cycle of the output signal S1, Sout is modified and regulated by the regulation loop 3. This regulation loop 3 comprises the delay circuit 8, the filter circuit 4 and operational amplifier 6.
[0029] En effet, le circuit de filtrage 4 et l'amplificateur opérationnel 6, formant l'ensemble consigne 7, sont utilisés pour comparer le niveau de tension du signal S2, proportionnel à la tension d'alimentation Vdd et représentatif du rapport cyclique α du signal S1, avec le signal E3 de niveau de tension Vref et fournir un signal commandant le circuit de délai 8. Le circuit de délai 8 fonctionne comme expliqué si dessous. Indeed, the filter circuit 4 and the operational amplifier 6, forming the setpoint 7, are used to compare the voltage level of the signal S2, proportional to the supply voltage Vdd and representative of the duty cycle α of signal S1, with voltage level Vref signal E3 and supplying a signal controlling delay circuit 8. Delay circuit 8 operates as explained below.
[0030] Le signal S1 est appliqué à l'entrée E4 du circuit de délai 8 c'est-à-dire appliqué aux grilles des transistors N1 et P1. The signal S1 is applied to the input E4 of the delay circuit 8, that is to say applied to the gates of the transistors N1 and P1.
[0031] Au démarrage, le signal S1, qui est un signal en créneau, est à l'état bas ou niveau logique 0, c'est-à-dire avec un niveau de tension de zéro Volt. Le premier transistor N1 de type N est à l'état bloqué c'est-à-dire non passant alors que le premier transistor P1 de type P est à l'état passant. La tension d'alimentation Vdd passe par le premier transistor P1 de type P et est transmise à la seconde zone. Ce signal est appelé signal intermédiaire Sint. Ce signal Sint, d'état logique 1, est appliqué aux grilles des transistors P2 et N3. Dans ce cas, le second transistor P2 de type P est à l'état non passant et le troisième transistor N3 de type N est à l'état passant. En conséquence, c'est la masse Vss, c'est-à-dire le point zéro volt ou l'état logique 0, qui est relié à la sortie faisant passer le signal de commande S4 du circuit de délai 8 à l'état bas. En passant par l'inverseur 10, ce signal de commande S4 est inversé et passe à l'état haut avant d'être envoyé sur l'entrée RESET de la bascule D 2. Or, cette bascule D 2 est configurée pour que la fonction RESET soit active à l'état bas c'est-à-dire lorsqu'un signal à l'état bas est envoyé sur l'entrée RESET du moyen de basculement 2. Comme le signal S4 inversé est à l'état haut, la fonction de remise à zéro n'est pas activée. At startup, the signal S1, which is a square signal, is in the low state or logic level 0, that is to say with a voltage level of zero volts. The first N-type transistor N1 is in the off state, that is to say off, while the first P-type transistor P1 is in the on state. The supply voltage Vdd passes through the first P-type transistor P1 and is transmitted to the second zone. This signal is called intermediate signal Sint. This signal Sint, of logic state 1, is applied to the gates of transistors P2 and N3. In this case, the second P-type transistor P2 is in the off state and the third N-type transistor N3 is in the on state. Consequently, it is the mass Vss, that is to say the zero volt point or the logic state 0, which is connected to the output causing the control signal S4 of the delay circuit 8 to pass to the state low. Passing through the inverter 10, this control signal S4 is inverted and goes to the high state before being sent to the RESET input of the D flip-flop 2. However, this D flip-flop 2 is configured so that the function RESET is active in the low state, that is to say when a signal in the low state is sent to the RESET input of the switching means 2. As the inverted signal S4 is in the high state, the reset function is not activated.
[0032] Lorsque le signal S1 passe à l'état haut, le transistor P1 cesse d'être passant et passe à l'état bloqué alors qu'au contraire, le transistor N1 passe de l'état bloqué à l'état passant. En supposant que le transistor N2 est également passant, le rôle de ce transistor N2 sera expliqué ultérieurement, c'est le potentiel de la masse Vss c'est-à-dire l'état logique 0, qui est transmise à la seconde zone du circuit de délai 8. Or, le condensateur C1 de découplage est utilisé pour que le passage de l'état haut à l'état bas se fasse progressivement, c'est-à-dire avec une constante de temps. [0032] When signal S1 goes high, transistor P1 ceases to be on and goes off, whereas, on the contrary, transistor N1 goes from off to on. Assuming that transistor N2 is also on, the role of this transistor N2 will be explained later, it is the ground potential Vss, that is to say the logic state 0, which is transmitted to the second zone of the delay circuit 8. However, the decoupling capacitor C1 is used so that the passage from the high state to the low state takes place gradually, that is to say with a time constant.
[0033] Tant que le signal Sint n'a pas franchi le seuil de tension de commutation des transistors N3 et P2, le transistor P2 reste bloqué et le transistor N3 reste passant, le signal de commande S4 ne change donc pas. Mais, lorsque le niveau de tension du signal Sint descend sous le seuil de tension de commutation des transistors N3 et P2, la commutation des transistors P2 et N3 s'opère. Le transistor P2 passe de l'état bloqué à l'état passant et le transistor N3 passe de l'état passant à l'état bloqué. Le signal de commande S4 passe ainsi de l'état bas à l'état haut. Par action de l'inverseur 10, le signal envoyé sur l'entrée RESET du moyen de basculement 2 est un signal à l'état bas. Cet état bas active la fonction de remise à zéro de la bascule 2 de sorte que le signal S1 bascule instantanément de l'état haut à l'état bas. As long as the signal Sint has not crossed the switching voltage threshold of the transistors N3 and P2, the transistor P2 remains off and the transistor N3 remains on, the control signal S4 therefore does not change. However, when the voltage level of the signal Sint drops below the switching voltage threshold of the transistors N3 and P2, the switching of the transistors P2 and N3 takes place. Transistor P2 goes from off state to on state and transistor N3 goes from on state to off state. The control signal S4 thus passes from the low state to the high state. By action of the inverter 10, the signal sent to the RESET input of the switching means 2 is a signal in the low state. This low state activates the reset function of flip-flop 2 so that signal S1 switches instantaneously from the high state to the low state.
[0034] La conséquence est une commutation rapide du transistor P1 qui redevient passant de sorte que le signal Sint repasse à l'état haut. Lorsque le niveau de tension du signal Sint dépasse le seuil de tension des transistors P2 et N3, ces derniers commutent de sorte que le transistor P2 devienne bloqué et le transistor N3 devienne passant. Le signal de commande S4 passe alors à l'état bas et en étant inversé il passe à l'état haut lorsqu'il entre à l'entrée RESET de la bascule D 2. Cet état haut du signal appliqué à l'entrée RESET de la bascule D 2 a pour conséquence un arrêt de la fonction de remise à zéro. The consequence is rapid switching of transistor P1 which becomes on again so that signal Sint returns to the high state. When the voltage level of signal Sint exceeds the voltage threshold of transistors P2 and N3, the latter switch so that transistor P2 becomes blocked and transistor N3 becomes conductive. The control signal S4 then passes to the low state and, being inverted, it passes to the high state when it enters the RESET input of the D flip-flop 2. This high state of the signal applied to the RESET input of the flip-flop D 2 results in a stoppage of the reset function.
[0035] Lors du fonctionnement de ce générateur 1, le réglage du rapport cyclique α est réalisé par le signal S3. Effectivement, ce signal S3 correspond à la comparaison du signal S2, qui est le signal S1 filtré, avec le signal E3 qui est un signal de référence dont le niveau de tension est une tension de référence proportionnelle à la tension d'alimentation, comme le signal S2 d'ailleurs. During the operation of this generator 1, the adjustment of the duty cycle α is carried out by the signal S3. Indeed, this signal S3 corresponds to the comparison of the signal S2, which is the filtered signal S1, with the signal E3 which is a reference signal whose voltage level is a reference voltage proportional to the supply voltage, such as the S2 signal by the way.
[0036] L'amplificateur opérationnel est conçu pour fournir, en sortie, le signal S3 dont le niveau de tension est une tension représentative de la comparaison entre le signal S2 et le signal E3. Le niveau de tension du signal S3 augmente si le signal S2 est supérieur au signal E3 mais elle diminue si le signal S2 est inférieur au signal E3. Ce signal S3 est ensuite envoyé à la grille du transistor N2 afin de régler le rapport cyclique α. The operational amplifier is designed to supply, at output, the signal S3 whose voltage level is a voltage representative of the comparison between the signal S2 and the signal E3. The voltage level of signal S3 increases if signal S2 is higher than signal E3 but it decreases if signal S2 is lower than signal E3. This signal S3 is then sent to the gate of transistor N2 in order to adjust the duty cycle α.
[0037] En effet, le principe utilisé est que la comparaison entre le signal S2 et le signal E3 permet de fournir, en sortie de l'amplificateur opérationnel 6, un signal représentatif de cette comparaison agissant sur le second transistor N2 de type N. Le signal S3 est utilisé pour agir sur le canal du second transistor N2 de type N de sorte que ce canal s'ouvre plus ou moins selon le niveau de tension du signal S3, c'est-à-dire selon le résultat de la comparaison entre le signal S2 et le signal E3. Si le signal S2 est supérieur au signal E3, le niveau de tension du signal S3 augmente et, par conséquent, le transistor N2 voit son canal s'ouvrir de façon plus importante. Cela permet de faire passer un courant plus important. Or, cette ouverture plus importante du canal est perceptible lorsque le premier transistor N1 de type N est également passant c'est-à-dire lorsque le signal S1 passe à l'état haut. Cette arrivée de courant supplémentaire a une influence sur le signal Sint puisqu'en faisant passer plus de courant, la décharge du condensateur C1 est modifiée. Plus précisément, si plus de courant passe dans le second transistor N2 de type N, la décharge du condensateur C1 est plus rapide. Le signal Sint franchi donc le seuil de tension des transistors P2 et N3 plus rapidement. Comme le seuil de tension est franchi plus rapidement, les transistors P2 et N3 commutent eux aussi plus rapidement et la fonction de remise à zéro est activée plus rapidement. Cette activation plus rapide a pour effet de diminuer le rapport cyclique α du signal de sortie Sout. Ce résultat est le but recherché car si le signal S2 est supérieur au signal E3, c'est que le rapport cyclique α du signal S1 est plus important que le rapport cyclique demandé. Indeed, the principle used is that the comparison between the signal S2 and the signal E3 makes it possible to provide, at the output of the operational amplifier 6, a signal representative of this comparison acting on the second N-type transistor N2. The S3 signal is used to act on the channel of the second N-type transistor N2 so that this channel opens more or less depending on the voltage level of the S3 signal, i.e. according to the result of the comparison between signal S2 and signal E3. If signal S2 is greater than signal E3, the voltage level of signal S3 increases and, consequently, transistor N2 sees its channel open more significantly. This allows more current to flow. However, this greater opening of the channel is perceptible when the first N-type transistor N1 is also on, that is to say when the signal S1 goes high. This additional current arrival has an influence on the signal Sint since by passing more current, the discharge of the capacitor C1 is modified. More precisely, if more current passes through the second N-type transistor N2, the discharge of the capacitor C1 is faster. The signal Sint therefore crosses the voltage threshold of the transistors P2 and N3 more quickly. As the voltage threshold is crossed more quickly, transistors P2 and N3 also switch more quickly and the reset function is activated more quickly. This faster activation has the effect of reducing the duty cycle α of the output signal Sout. This result is the desired goal because if the signal S2 is greater than the signal E3, it is because the duty cycle α of the signal S1 is greater than the requested duty cycle.
[0038] Au contraire, si le rapport cyclique doit être augmenté, le signal S2 est inférieur au signal E3. Le signal de sortie S3 de l'amplificateur opérationnel 6 aura un niveau de tension représentatif de cette comparaison plus faible. Ce niveau de tension plus faible a pour conséquence, une ouverture plus faible du canal du transistor N2 et donc une quantité de courant moins importante traversant ledit transistor N2. La décharge du condensateur C1 est ralentie. Le signal Sint franchi donc le seuil de tension de commutation des transistors P2 et N3 plus lentement. Comme le seuil de tension de commutation est franchi plus lentement, les transistors P2 et N3 commutent eux aussi plus lentement et la fonction de remise à zéro est activée plus lentement. Cette activation plus lente a pour effet d'augmenter le rapport cyclique α c'est-à-dire d'augmenter l'état haut du signal S1 par rapport à l'état bas. C'est le but recherché car si le signal S2 est inférieur au signal E3, c'est que le rapport cyclique α du signal S1 est moins important que le rapport cyclique α demandé. On the contrary, if the duty cycle must be increased, the signal S2 is lower than the signal E3. The output signal S3 of the operational amplifier 6 will have a voltage level representative of this lower comparison. This lower voltage level results in a lower opening of the channel of transistor N2 and therefore a lower amount of current flowing through said transistor N2. The discharge of capacitor C1 is slowed down. The signal Sint therefore crosses the switching voltage threshold of the transistors P2 and N3 more slowly. As the switching voltage threshold is crossed more slowly, the transistors P2 and N3 also switch more slowly and the reset function is activated more slowly. This slower activation has the effect of increasing the duty cycle α, that is to say of increasing the high state of the signal S1 with respect to the low state. This is the desired goal because if the signal S2 is less than the signal E3, it means that the duty cycle α of the signal S1 is less important than the duty cycle α requested.
[0039] Cette comparaison du signal S2 et du signal E3 est continue de sorte que le but de cette boucle de régulation est que le signal S2 et le signal E3 soient identiques afin de fournir un signal S3 figeant l'ouverture du canal du second transistor N2 de type N. This comparison of the signal S2 and the signal E3 is continuous so that the purpose of this regulation loop is that the signal S2 and the signal E3 are identical in order to provide a signal S3 freezing the opening of the channel of the second transistor N-type N2.
[0040] On conclut donc que le circuit de délai 8 est utilisé pour fournir, à un moment précis, un signal de commande S4 activant la remise à zéro. L'ensemble comprenant le circuit de filtrage 4 et l'amplificateur opérationnel 6 est agencé pour fournir un signal de consigne S3 qui modifie le moment précis ou le circuit de délai 8 envois le signal de commande S4 activant la remise à zéro. Le moment auquel le signal de commande doit remettre à zéro la bascule D 2 permet de définir le rapport cyclique α et est réglable selon la différence signal S2 et du signal E3. It is therefore concluded that the delay circuit 8 is used to provide, at a specific time, a control signal S4 activating the reset. The assembly comprising the filter circuit 4 and the operational amplifier 6 is arranged to provide a setpoint signal S3 which modifies the precise moment when the delay circuit 8 sends the control signal S4 activating the reset. The moment at which the control signal must reset the D flip-flop 2 makes it possible to define the duty cycle α and is adjustable according to the difference between signal S2 and signal E3.
[0041] On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations et/ou combinaisons évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l'invention exposée ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications annexées. It will be understood that various modifications and / or improvements and / or combinations obvious to those skilled in the art can be made to the different embodiments of the invention described above without departing from the scope of the invention defined by the appended claims.
[0042] On pourra par exemple prévoir que les transistors du circuit de délai 8 sont des transistors de type bipolaire ou JFET. [0042] Provision may for example be made for the transistors of the delay circuit 8 to be bipolar or JFET type transistors.
Claims (7)
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