CN101562442A - 抖频电路及低频三角波发生器 - Google Patents

抖频电路及低频三角波发生器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种抖频电路及低频三角波发生器，该抖频电路用于输出抖频信号，包括低频三角波模块和振荡器，其中，所述振荡器，用于根据低频三角波信号产生抖频信号；所述低频三角波模块包括充放电模块，通过所述低频方波信号和所述抖频信号控制充放电模块进行充放电，产生低频三角波信号。该抖频电路结构简单、容易实现，而且降低了成本。

Description

抖频电路及低频三角波发生器
技术领域
本发明涉及电磁技术领域，特别涉及一种抖频电路及低频三角波发生器。
背景技术
电磁干扰(EMI)是开关电源设计所需关注的一个问题。对于常用的PWM变换器而言，辐射的峰值一般出现在变换器的基础开关频率处，各个高次谐波上的辐射强度逐渐降低，大部分辐射能量只限于基波和较低次的谐波。为了减少EMI，可采用抖频技术，通过适当的波形对开关频率进行调制，使辐射能量分布在较宽的频率范围内。
目前常用的抖频电路分为数字控制和模拟控制两种。图1是现有的一种数字电路控制的抖频电路(Power Integration，Inc)，其原理是通过计数器对开关频率进行计数得到一组二进制数，不同的二进制数对应不同的电流对振荡器的电容进行充放电，从而实现输出信号的频率的抖动。其缺点主要有2个，一是频率抖动的不连续性，例如图1所示的电路每个计数周期计数器得到的二进制数增加1个单位，对应的输出信号的频率变化1次。每32个周期二进制数循环一次，也就是每32个周期为1个抖频周期，但在1个抖频周期内所述频率一共变化32次，每次频率跳变的幅度较大，不具有连续性，这种所述频率的不连续变化能会引起电源的输出纹波增大。另一个缺点是计数器数量较多，占用很大芯片面积，特别是为了改善所述频率变化的连续性，需要进一步增加计数器的个数。
相对于数字控制，采用模拟控制的抖频电路可以轻易的实现频率抖动的连续性，有利于提高电源的输出精度。图2是通过模拟的方式实现的抖频电路，其原理是先产生一个低频的三角波，再用这个三角波来调制振荡器的充放电电流，进而调制开关频率。三角波的连续性可以使抖频时开关频率随时间连续变化，避免了在数字控制中开关频率的跳变。针对图2中的低频三角波，现有技术中提出采用一个小电流在每个周期以1个很小的脉冲给电容充放电来实现，但是这种实现方法要求精确度高较难实现困难，而且电路较复杂、成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种抖频电路，结构简单、容易实现，而且降低了成本。
本发明提供了一种抖频电路，用于输出抖频信号，包括低频三角波模块和振荡器，其中，所述振荡器，用于根据低频三角波信号产生抖频信号；所述低频三角波模块包括充放电模块，通过所述低频方波信号和所述抖频信号控制充放电模块进行充放电，产生低频三角波信号。
优选的，所述振荡器包括：电流源，用于为翻转模块提供电流；翻转模块，用于通过比较所述低频三角波信号和电流源提供的电流对应的比较电压，输出所述抖频信号。
优选的，所述电流源还包括充电电流开关和放电电流开关；所述抖频信号控制充电电流开关和放电电流开关的开关；当充电电流开关闭合，放电电流开关打开，所述电流源输出放电电流；当充电电流开关打开，放电电流开关闭合，所述电流源输出充电电流。
优选的，所述比较电压包括第一电压和第二电压；所述翻转模块还包括：转化电容，当所述电流源输出充电电流，所述转化电容对应输出第一电压；当所述电流源输出放电电流，所述转化电容对应输出第二电压；第一比较器，第一同相输入端输入低压比较参考电压；第二同相输入端输入低频三角波信号；反向输入端输入所述第一电压或所述第二电压；控制端输入抖频信号；输出端输出所述抖频信号，当第一电压大于低频三角波信号时，输出端输出高电平抖频信号；当所述第二电压小于低压比较参考电压，输出端输出低电平抖频信号，其中所述低频三角波信号的最小值大于低压比较参考电压。
优选的，所述比较电压包括第一电压和第二电压；所述翻转模块还包括：转化电容，当所述电流源输出充电电流，所述转化电容对应输出第一电压；当所述电流源输出放电电流，所述转化电容对应输出第二电压；第一比较器，第一同相输入端输入高压比较参考电压，第二同相输入端输入低频三角波信号，反向输入端输入所述第一电压或所述第二电压，控制端输入抖频信号，输出端输出所述抖频信号，当第二电压小于低频三角波信号时，输出端输出低电平抖频信号，当所述第一电压大于高压比较参考电压，输出端输出高电平抖频信号，其中所述低频三角波信号的最大值小于高压比较参考电压。
优选的，所述振荡器还包括：电流源，输入端和低频三角波模块的输出端耦接，用于根据低频三角波模块输出的低频三角波信号输出电流；振荡充放电模块，用于根据所述电流源输出的电流，进行充电或放电，并输出抖频信号。
优选的，所述电流源还包括充电电流开关和放电电流开关；所述抖频信号控制充电电流开关和放电电流开关的开或闭；当充电电流开关闭合，放电电流开关打开，所述电流源输出放电电流；当充电电流开关打开，放电电流开关闭合，所述电流源输出充电电流。
优选的，所述比较电压包括第一电压和第二电压；所述翻转模块还包括：转化电容，当所述电流源输出充电电流，所述转化电容对应输出第一电压，当所述电流源输出放电电流，所述转化电容对应输出第二电压；第一比较器，第一同相输入端输入低压比较参考电压，第二同相输入端输入低频三角波信号，反向输入端输入所述第一电压或所述第二电压，控制端输入抖频信号，输出端输出所述抖频信号，当第一电压大于低频三角波信号时，输出端输出高电平抖频信号，当所述第二电压小于低压比较参考电压，输出端输出低电平抖频信号，其中所述低频三角波信号的最小值大于低压比较参考电压。
优选的，所述比较电压包括第一电压和第二电压；所述翻转模块还包括：转化电容，当所述电流源输出充电电流，所述转化电容对应输出第一电压，当所述电流源输出放电电流，所述转化电容对应输出第二电压；第一比较器，第一同相输入端输入高压比较参考电压，第二同相输入端输入低频三角波信号，反向输入端输入所述第一电压或所述第二电压，控制端输入抖频信号，输出端输出所述抖频信号，当第二电压小于低频三角波信号时，输出端输出低电平抖频信号，当所述第一电压大于高压比较参考电压，输出端输出高电平抖频信号，其中所述低频三角波信号的最大值小于高压比较参考电压。
优选的，所述低频三角波模块包括：至少一个充放电模块，用于通过电容的充放电输出所述低频三角波信号；开关模块，用于控制所述充放电模块的开或关；充放电控制模块，用于控制充放电模块进行充电或放电。
优选的，充放电模块包括：第一充放电模块，包括第一开关模块，所述第一开关模块的输入端耦接充放电模块的输入端，所述第一开关模块的输出端和第一电容的一端耦接；所述第一电容的另一端耦接低电平；当所述第一开关模块打开，所述第一电容开始充电或放电；第二充放电模块，包括第二开关模块，所述第二开关模块的输入端和第一开关的输出端耦接，输出端和第二电容耦接；第二电容的另一端耦接低电平；当所述第二开关模块打开，所述第二电容开始充电或放电，所述第二开关模块的输出端和第二电容耦接的节点耦接充放电模块的输出端。
优选的，所述低频三角波模块包括：串联的复数个所述充放电模块。
优选的，所述充放电控制模块包括：高压参考电压输入端耦接高压开关的一端；高压开关的另一端耦接所述第一开关的输入端；低压参考电压输入端耦接低压开关的一端，低压开关的另一端耦接第一开关的输入端，低压开关的控制端耦接第一反相器的输出端，第一反相器的输入端输入低频方波信号，第二反相器的输入端耦接第一反相器的输出端，第二反相器的输出端耦接高压开关控制端。
优选的，所述低频三角波模块还包括：第二比较器，用于根据所述低频三角波信号及参考电压输出和所述低频三角波同频率的低频方波信号。
优选的，所述低频三角波模块还包括：第二比较器，用于根据所述低频三角波信号及参考电压输出和所述低频三角波同频率的第一时钟信号；同步模块，用于根据所述振荡器输出的所述抖频信号和第一时钟信号产生低频方波信号。
优选的，所述第一比较器/第二比较器包括：参考电压比较器的反向输入端为第一比较器/第二比较器的第一正相输入端，参考电压比较器的正向输入端和低频三角波比较器的反相输入端为第一比较器/第二比较器的反相输入端，低频三角波比较器的正相输入端为第一比较器/第二比较器的第二正相输入端，参考电压比较器的输出端耦接RS触发器的S端，低频三角波比较器的输出端耦接RS触发器的R端，其中RS触发器的输出端为第一比较器/第二比较器的输出端。
相应的本发明还提供了一种低频三角波发生器，包括：至少一个充放电模块，用于通过电容的充放电输出所述低频三角波信号；开关模块，用于控制所述充放电模块的开或关；充放电控制模块，用于控制充放电模块进行充电或放电。
优选的，所述充放电模块包括：第一充放电模块，包括第一开关模块，所述第一开关模块的输入端耦接充放电模块的输入端，所述第一开关模块的输出端和第一电容的一端耦接；所述第一电容的另一端耦接低电平；当所述第一开关模块打开，所述第一电容开始充电或放电；第二充放电模块，包括第二开关模块，所述第二开关模块的输入端和第一开关的输出端耦接，输出端和第二电容耦接；第二电容的另一端耦接低电平；当所述第二开关模块打开，所述第二电容开始充电或放电，所述第二开关模块的输出端和第二电容耦接的节点耦接充放电模块的输出端。
优选的，所述低频三角波模块包括：串联的复数个所述充放电模块。
优选的，所述充放电控制模块包括：高压参考电压输入端耦接高压开关的一端；高压开关的另一端耦接所述第一开关的输入端；低压参考电压输入端耦接低压开关的一端，低压开关的另一端耦接第一开关的输入端，低压开关的控制端耦接第一反相器的输出端，第一反相器的输入端输入低频方波信号，第二反相器的输入端耦接第一反相器的输出端，第二反相器的输出端耦接高压开关控制端。
优选的，所述低频三角波模块还包括：第二比较器，用于根据所述低频三角波信号及参考电压输出和所述低频三角波同频率的低频方波信号。
优选的，所述低频三角波模块还包括：第二比较器，用于根据所述低频三角波信号及参考电压输出和所述低频三角波同频率的第一时钟信号；同步模块，用于根据所述振荡器输出的所述抖频信号和第一时钟信号产生低频方波信号。
优选的，所述第一比较器/第二比较器包括：参考电压比较器的反向输入端为第一比较器/第二比较器的第一正相输入端，参考电压比较器的正向输入端和低频三角波比较器的反相输入端为第一比较器/第二比较器的反相输入端，低频三角波比较器的正相输入端为第一比较器/第二比较器的第二正相输入端，参考电压比较器的输出端耦接RS触发器的S端，低频三角波比较器的输出端耦接RS触发器的R端，其中RS触发器的输出端为第一比较器/第二比较器的输出端。
上述技术方案，通过所述同步信号和所述抖频信号控制充放电模块进行充放电，产生低频三角波信号，从而为抖频电路提供了连续变化的低频三角波信号，因此可以得到频率的连续变化抖频信号，并且，结构简单、容易实现，而且降低了成本。
附图说明
通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1是现有的一种数字电路控制的抖频电路；
图2是现有的一种模拟电路控制的抖频电路；
图3是本发明的抖频电路第一实施例的结构图；
图4是本发明的抖频电路第一实施例的振荡器电路图；
图5是本发明的抖频电路第一实施例的低频三角波模块电路图；
图6是本发明的抖频电路另一实施例的低频三角波模块电路图；
图7是本发明的抖频电路第二实施例的同步模块电路图；
图8是本发明的抖频电路第三实施例的振荡器电路图；
图9是本发明的抖频电路第四实施例的低频三角波模块电路图；
图10是本发明的抖频电路第五实施例的振荡器电路图；
图11是本发明的抖频电路第六实施例的振荡器及低频三角波模块电路图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
图3是本发明的抖频电路一实施例的结构图，如图3所示，包括振荡器100、低频三角波模块200。
其中，振荡器100用于根据所述低频三角波信号VM产生抖频信号CLK；低频三角波模块200包括充放电模块，通过低频方波信号Lowfreq和抖频信号CLK控制充放电模块进行充放电，产生低频三角波信号VM。
下面分别对振荡器100和低频三角波模块200的结构及工作原理进行详细说明。
图4是本发明的抖频电路一实施例的振荡器电路图。如图4所示，其包括电流源11和翻转模块13。
该电流源11用于为翻转模块13提供电流。其结构具体为：充电电流开关101的一端耦接充电电流源106，充电电流开关101的另一端耦接第一节点SAW。放电电流开关102的一端耦接第一节点SAW，另一端耦接放电电流源107。其中通过对充电电流开关101和放电电流开关102控制使该电流源11通过第一节点SAW向翻转模块13提供充电电流106或放电电流107。
该翻转模块13用于输出抖频信号CLK，其结构具体为：转化电容108的一端接低电平VSS，另一端耦接第一节点SAW，从而将充电电流106或放电电流107转化为对应的比较电压V-SAW，其中充电电流106对应的为第一电压，放电电流107对应的为第二电压。
第一比较器103包括2个同相输入端，1个反相输入端，和1个输出端，其中反相输入端输入所述比较电压V-SAW，第一正相输入端输入低频三角波信号VM，第二正相输入端输入低压比较参考电压VL1，控制端输入抖频信号CLK；其中抖频信号CLK作为第一比较器103的内部控制信号，用于决定第一正向输入端和第二正向输入端何者为有效输入端。第一比较器103的输出端串接两级反相器14和反相器15，反相器14的输出端为抖频信号CLK，反相器15的输出端为抖频信号CLK的反相位信号CLKB，当第一电压大于低频三角波信号时，输出端输出高电平抖频信号；当所述第二电压小于低压比较参考电压，输出端输出低电平抖频信号，其中所述低频三角波信号VM的最小值大于低压比较参考电压VL1。换言之，利用低频三角波信号VM作为振荡器的上限参考电压。
在本实施例中，振荡器100的工作原理为：当转化电容108上的电压(第一节点SAW电压)小于低频三角波信号VM时，抖频信号CLK信号为低电平，充电电流开关101导通，放电电流开关102关断，充电电流106给转化电容108充电，比较电压V-SAW慢慢升高。当比较电压V-SAW升高到大于低频三角波信号VM时，第一比较器103输出的抖频信号CLK翻转，同时其有效正输入端切换成第二正相输入端，也就是低压比较参考电压为VL1一端，这时抖频信号CLK为高电平，充电电流开关101关断，放电电流开关102导通，放电电流107给电容108放电，比较电压V-SAW慢慢下降；当比较电压V-SAW下降到小于第二正相输入端的低压比较参考电压VL1时，比较器103输出的抖频信号CLK再次翻转，同时其有效正输入端切换成第一正相输入端，抖频信号CLK变成高电平，充电电流106给转化电容108充电，如此反复，则输出抖频信号。
图5是本发明的抖频电路一实施例的低频三角波模块电路图如图5所示，低频三角波模块包括：充放电模块26及充放电控制模块24，在本实施例中，充放电模块26包括第一充放电模块21、第二充放电模块22，第二比较器204，优选的还包括非交叠时钟电路23。
第二充放电模块22用于根据充放电的电量为所述第一充放电模块21提供充电电压和放电电压，其结构具体包括：第一开关模块，第一开关模块的输入端和充放电控制模块24耦接，第一开关模块的输出端和第一电容213耦接；第一电容213的另一端耦接低电平VSS；当所述第一开关模块打开，所述第一电容213开始充电或放电。第一开关模块包括开关207，用于控制所述第二充放电模块22的开关。
第一充放电模块21用于根据充放电的电量输出所述低频三角波的电压信号，其结构具体包括：第二开关模块，第二开关模块的输入端和第一开关模块的输出端耦接，第二开关模块的输出端和第二电容214耦接；第二电容214的另一端耦接低电平VSS；当所述第二开关模块打开，所述第二电容214开始充电或放电。第二开关模块21包括开关208，用于控制所述第一充放电模块21的开关。
当然，在其它实施例中，如图6所示，所述低频三角波模块也可以包括：串联的复数个所述充放电模块，例如充放电模块21a和充放电模块21b。工作原理和本实施例中相同不再赘述。
继续参考图5，在本实施例中，具体的，第一开关207和开关208的控制端分别连接抖频信号CLK产生的非交叠反相方波信号。第一开关207的一端耦接充放电控制模块24的输出端，第一开关207的另一端为第一开关模块22的输出端210。第二开关208的一端耦接第一开关模块22的输出端210，第二开关208的另一端为第二开关模块21的输出端。
充放电控制模块24，用于控制第一充放电模块22和第二充放电模块21进行充电或放电，其包括：高压参考电压VH3输入端，低压参考电压VL3输入端、低频方波信号Lowfreq输入端。高压开关205的一端耦接高压参考电压VH3输入端，另一端耦接节点209。低压开关206的一端耦接低压参考电压VL3输入端，另一端耦接节点209。第二反相器201的输入端耦接低频方波信号Lowfreq输入端，第一反相器202的输入端耦接第二反相器201的输出端，第一反相器202的输出端耦接高压开关205的控制端。
第二比较器204，第一同相位输入端输入第三参考电压VH2，第二同相位输入端输入第四参考电压VL2，反相位输入端输入低频三角波信号VM。
非交叠时钟电路23用于使第一开关模块和第二开关模块不会出现同时导通。该具体结构为本领域技术人员熟知的结构，因此不再赘述。
为了便于说明下面将低频三角波模块200通过电荷泵产生低频三角波信号VM的原理和同步模块300的工作原理一起进行说明：
当低频三角波信号VM小于第三参考电压VH2时第二比较器204的输出为高电平，即低频方波信号Lowfreq为高电平，高压开关205导通，低压开关206关断，充电输入端输入的高压参考电压VH3(VH3＞VH2)输入到节点209，当抖频信号CLK信号为高电平时第一开关207导通，第二开关208关断，节点210被充电到高压参考电压VH3，当抖频信号CLK为低电平时，第一开关207关断，第二开关208导通，第一电容213上储存的电荷部分转移到第二电容214上，使两个电容上电压相等。这样，每个周期第一电容213都会向第二电容214转移部分电荷，使低频三角波信号VM的电压逐周期增加。当低频三角波信号VM的电压增加到高于第三参考电压VH2时，第二比较器204的输出翻转，即低频方波信号Lowfreq为低电平，同时其有效正输入端切换成第四参考电压VL2，低压开关206导通，高压开关205关断，放电输入端输入的低压参考电压VL3(VL3＜VL2)输入到节点209，与上述充电过程类似，每个周期第二电容214都会向第一213转移部分电荷进行放电。这样低频三角波信号VM逐周期降低。当低频三角波信号VM降低到小于第四参考电压VL2时，第二比较器204输出翻转，同时其有效正输入端切换成第一同相位输入端，而低频方波信号Lowfreq变为高电平，进入下一个充电阶段，如此反复。
在上述抖频电路中，低频三角波信号VM是一个频率较低(约500Hz)的三角波，这样第一比较器103的正输入端即振荡器100的三角波的上限电平时随时间周期性变化的，振荡频率也会随时间周期性地变化。低频三角波信号VM的上下限第三参考电压VH2和第四参考电压VL2的值取决于抖频范围的大小，而其周期就是抖频的周期。
其中，低压比较参考电压VL1＜低压参考电压VL3＜第四参考电压VL2＜高压比较参考电压VH1＜第三参考电压VH2＜高压参电压VH3。
实施例二
本实施例中和第一实施例中相同部分不再赘述，不同在于：
所述低频三角波模块还包括：第二比较器，用于根据所述低频三角波信号VM及参考电压输出和所述低频三角波同频率的第一时钟信号LOW CLK；同步模块，用于根据所述振荡器输出的所述抖频信号CLK和第一时钟信号产生低频方波信号Lowfreq。
具体的，如图7所示，同步模块的结构包括：PMOS管P11的源极耦接高电平VDD，PMOS管P11的栅极耦接第三比较器204的输出；PMOS管P12的源极耦接PMOS管P11的漏极，PMOS管P12的栅极耦接抖频信号CLKB；MMOS管N11的源极耦接PMOS管P12的漏极，NMOS管N11的栅极耦接抖频信号的反相位信号CLK；MMOS管N12的源极耦接NMOS管N11的漏极；MMOS管N12的栅极耦接第三比较器204的输出，MMOS管N12的漏极接低电平VSS。反相器301的输入端耦接PMOS管P12的漏极，反相器301的输出端为同步信号Lowfreq输出端。PMOS管P13的源极耦接高电平VDD，PMOS管P13的栅极耦接同步耦接时钟信号输出端；PMOS管P14的源极耦接PMOS管P13的漏极，PMOS管P14的栅极耦接抖频信号的反相位信号CLK；MMOS管N13的源极耦接PMOS管P14的漏极，NMOS管N13的栅极耦接抖频信号CLKB；MMOS管N14的源极耦接NMOS管N13的漏极；MMOS管N14的栅极耦接同步耦接时钟信号输出端，MMOS管N14的漏极接低电平VSS。
第三实施例
在本实施例中与第一实施例相同的部分不再赘述，不同在于：在所述第一比较器包括：参考电压比较器的正向输入端和比较器的反相输入端为第一比较器的第一正相输入端，低频三角波比较器的正相输入端为第一比较器的第二正相输入端，参考电压比较器的输出端耦接RS触发器的S端，低频三角波比较器的输出端耦接RS触发器的R端，其中RS触发器的输出端为第一比较器的输出端。
如图8所示，具体的，参考电压比较器121的正向输入端和低频三角波比较器122的反向输入端耦接第一节点SAW，输入比较电压V-SAW，参考电压比较器121的反相输入端输入低压比较参考电压VL1，低频三角波比较器122的正相输入端输入低频三角波信号VM。参考电压比较器121的输出端耦接RS触发器的S端，低频三角波比较器122的输出端耦接RS触发器的R端，RS触发器的输出端为输出端。
当CLK为低电平时，充电电流开关101导通，放电电流开关102关断，充电电流源106给转化电容108充电，比较电压V-SAW慢慢升高。当比较电压V-SAW升高到大于低频三角波信号VM时，低频三角波比较器121输出为低电平，RS触发器置“1”，CLK翻转为高电平，充电电流开关101关断，放电电流开关102导通，放电电流源107给转化电容108放电，比较电压V-SAW慢慢下降。当比较电压V-SAW下降到小于第二正相输入端的低压比较参考电压VL1时，参考电压比较器121输出低电平，RS触发器清零，CLK变为高低平，进入下一个循环，如此反复输出抖频信号。
第四实施例
在本实施例中与第一实施例相同的部分不再赘述，不同在于：
如图9所示，在所述第二比较器包括：比较器221的正向输入端和比较器222的反相输入端为第二比较器的反相输入端，比较器222的正相输入端为第二比较器的第二正相输入端，比较器221的负相输入端为第二比较器的第一正相输入端，比较器221的输出端耦接RS触发器的S端，比较器222的输出端耦接RS触发器的R端，其中RS触发器的输出端为第二比较器的输出端。
比较器221的正向输入端和比较器222的反向输入端输入低频方波信号VM，比较器221的反相输入端输入第四参考电压VL2，比较器222的正相输入端输入第三参考电压VH2。比较器221的输出端耦接RS触发器的S端，比较器222的输出端耦接RS触发器的R端，RS触发器的输出端为输出端。
当低频方波信号Lowfreq为高电平高压开关205导通，低压开关206关断，充电输入端输入的高压参考电压VH3(VH3＞VH2)输入到节点209，当抖频信号的反相位信号CLK信号为高电平时第一开关207导通，第二开关208关断，节点210被充电到高压参考电压VH3，当抖频信号信号CLK为低电平时，第一开关207关断，第二开关208导通，第一电容213上储存的电荷部分转移到第二电容214上，使两个电容上电压相等。这样，每个周期第一电容213都会向第二电容214转移部分电荷，使低频三角波信号VM的电压逐周期增加。当低频三角波信号VM的电压增加到高于第三参考电压VH2时，低频三角波比较器222输出低电平，RS触发器置“1”，低频方波信号Lowfreq变为为低电平，低压开关206导通，高压开关205关断，放电输入端输入的低压参考电压VL3(VL3＜VL2)输入到节点209，与上述充电过程类似，每个周期第二电容214都会向第一电容213转移部分电荷进行放电。这样低频三角波信号VM逐周期降低。当低频三角波信号VM降低到小于第四参考电压VL2时，参考电压比较器221输出低电平，RS触发器223清零低频方波信号Lowfreq变为高电平，进入下一个充电阶段，如此反复。
第五实施例
在本实施例中与第一实施例相同的部分不再赘述，不同在于：
如图10所示，所述振荡器的第一比较器103的第一同相输入端输入高压比较参考电压VH1，第二同相输入端输入低频三角波信号VM，反向输入端输入所述第一电压或所述第二电压，控制端输入抖频信号CLK，输出端输出所述抖频信号CLK，当第二电压小于低频三角波信号VM时，输出端输出低电平抖频信号CLK，当所述第一电压大于高压比较参考电压VH1，输出端输出高电平抖频信号CLK，其中所述低频三角波信号VM的最大值小于高压比较参考电压VH1。换言之，利用低频三角波信号VM作为振荡器的下限参考电压。工作原理和本实施例中相同不再赘述。
第六实施例
在本实施例中与第一实施例相同的部分不再赘述，不同在于：
所述振荡器还包括：电流源1110，输入端和低频三角波模块的输出端耦接，用于根据低频三角波模块输出的低频三角波信号输出电流；振荡充放电模块1120，用于根据所述电流源1110输出的电流，进行充电或放电，并输出抖频信号CLK。
如图11所示，电流源包括电压-电流转换器320，用于把低频三角波模块200输出的电压信号转变为电流信号。
优选的，所述振荡器还包括：所述电流源还包括充电电流开关和放电电流开关；所述抖频信号控制充电电流开关和放电电流开关的开关；当充电电流开关闭合，放电电流开关打开，所述电流源输出放电电流；当充电电流开关打开，放电电流开关闭合，所述电流源输出充电电流。例如可以将图4中的电流源106或107替换为本实施例中的电流源。
优选的，所述翻转模块还包括：转化电容，当所述电流源输出充电电流，所述转化电容对应输出第一电压，当所述电流源输出放电电流，所述转化电容对应输出第二电压；第一比较器，第一同相输入端输入低压比较参考电压，第二同相输入端输入低频三角波信号，反向输入端输入所述第一电压或所述第二电压，控制端输入抖频信号，输出端输出所述抖频信号，当第一电压大于低频三角波信号时，输出端输出高电平抖频信号，当所述第二电压小于低压比较参考电压，输出端输出低电平抖频信号。
优选的，所述翻转模块还包括：转化电容，当所述电流源输出充电电流，所述转化电容对应输出第一电压，当所述电流源输出放电电流，所述转化电容对应输出第二电压；第一比较器，第一同相输入端输入高压比较参考电压，第二同相输入端输入低频三角波信号，反向输入端输入所述第一电压或所述第二电压，控制端输入抖频信号，输出端输出所述抖频信号，当第二电压小于低频三角波信号时，输出端输出低电平抖频信号，当所述第一电压大于高压比较参考电压，输出端输出高电平抖频信号。
低频三角波发生器200的工作原理与原来一样，这里不再详述。电流转换器320把低频三角波转换成与其频率相同的低频三角波电流305，通过由晶体管301和晶体管302组成的电流镜镜像到电流306，电流306和恒定电流源307组成振荡器300的充放电电流。下面对振荡器300的原理做一下说明：一开始电容314上电压为0，阈值比较器315输出CLK为低电平，反相器309输出为高电平，晶体管310关断，晶体管311导通，电流308全部流过晶体管311，另外由于310关断，其漏端电压为低电平，即312和313的栅极电压为低电平，故晶体管312和313均关断，充电电流308全部流入电容314，对其进行充电，这样电容314上的电压(即节点316的电压)慢慢升高；当节点316电压升高到超过阈值比较器315的高阈值时，CLK翻转变为高电平，反相器309输出低电平，晶体管310导通，晶体管311关断，晶体管312的栅极电压为高，电流308全部流过节点310和节点312，并通过有节点312和节点313组成的电流镜镜像过来对电容314进行放电，节点316电压慢慢降低；当316电压下降到低于阈值比较器315的低阈值时，CLK翻转变为低电平，进入下一个充电周期，如此反复。由于充放电电流308是随时间周期性变化的，其频率与低频三角波一致，故电容314的充放电时间也随时间连续变化，从而使输出信号CLK也随时间周期性变化，即输出抖频信号。
在本实施例中，低频三角波的发生电路，不是一个独立的低频振荡器，而是同时受抖频信号控制，因此所以可以大大减小其占用的面积。
另外本发明还提供了一种低频三角波发生器，包括：至少一个充放电模块，用于通过电容的充放电输出所述低频三角波信号；开关模块，用于控制所述充放电模块的开或关；充放电控制模块，用于控制充放电模块进行充电或放电。
优选的，所述充放电模块包括：第一充放电模块，包括第一开关模块，所述第一开关模块的输入端耦接充放电模块的输入端，所述第一开关模块的输出端和第一电容的一端耦接；所述第一电容的另一端耦接低电平；当所述第一开关模块打开，所述第一电容开始充电或放电；
第二充放电模块，包括第二开关模块，所述第二开关模块的输入端和第一开关的输出端耦接，输出端和第二电容耦接；第二电容的另一端耦接低电平；当所述第二开关模块打开，所述第二电容开始充电或放电，所述第二开关模块的输出端和第二电容耦接的节点耦接充放电模块的输出端。
优选的，所述低频三角波模块还包括：串联的复数个所述充放电模块。
优选的，所述充放电模块还包括：非交叠时钟电路，用于根据抖频信号输出相对抖频信号没有交叠的的反相位信号。
优选的，所述充放电控制模块包括：高压参考电压输入端耦接高压开关的一端；高压开关的另一端耦接所述第一开关的输入端；低压参考电压输入端耦接低压开关的一端，低压开关的另一端耦接第一开关的输入端，低压开关的控制端耦接第一反相器的输出端，第一反相器的输入端输入低频方波信号，第二反相器的输入端耦接第一反相器的输出端，第二反相器的输出端耦接高压开关控制端。
优选的，所述低频三角波模块还包括：第二比较器，用于根据所述低频三角波信号及参考电压输出和所述低频三角波同频率的低频方波信号。
优选的，所述低频三角波模块还包括：
第二比较器，用于根据所述低频三角波信号及参考电压输出和所述低频三角波同频率的第一时钟信号；
同步模块，用于根据所述振荡器输出的所述抖频信号和第一时钟信号产生低频方波信号。
该低频三角波发生器和上述实施例中的低频三角波模块形同，因此不再赘述。该低频三角波发生器可以产生低频三角波信号和低频方波信号，因此不光可以用在抖频电路，还具有其他用途，比如低频方波信号Lowfreq还可以用来计数，由于其周期是高频信号的100倍左右，这样得到相同计时时间所需要的计数器可以减少7个，对于节省芯片面积意义重大。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (23)

1、一种抖频电路，用于输出抖频信号，其特征在于，包括低频三角波模块和振荡器，其中，
所述振荡器，用于根据低频三角波信号产生抖频信号；
所述低频三角波模块包括充放电模块，通过所述低频方波信号和所述抖频信号控制充放电模块进行充放电，产生低频三角波信号。
2、根据权利要求1所述的抖频电路，其特征在于，所述振荡器包括：
电流源，用于为翻转模块提供电流；
翻转模块，用于通过比较所述低频三角波信号和电流源提供的电流对应的比较电压，输出所述抖频信号。
3、根据权利要求1所述的抖频电路，其特征在于，所述电流源还包括充电电流开关和放电电流开关；所述抖频信号控制充电电流开关和放电电流开关的开关；当充电电流开关闭合，放电电流开关打开，所述电流源输出放电电流；当充电电流开关打开，放电电流开关闭合，所述电流源输出充电电流。
4、根据权利要求3所述的抖频电路，其特征在于，所述比较电压包括第一电压和第二电压；所述翻转模块还包括：
转化电容，当所述电流源输出充电电流，所述转化电容对应输出第一电压；当所述电流源输出放电电流，所述转化电容对应输出第二电压；
第一比较器，第一同相输入端输入低压比较参考电压；第二同相输入端输入低频三角波信号；反向输入端输入所述第一电压或所述第二电压；控制端输入抖频信号；输出端输出所述抖频信号，当第一电压大于低频三角波信号时，输出端输出高电平抖频信号；当所述第二电压小于低压比较参考电压，输出端输出低电平抖频信号，其中所述低频三角波信号的最小值大于低压比较参考电压。
5、根据权利要求3所述的抖频电路，其特征在于，所述比较电压包括第一电压和第二电压；所述翻转模块还包括：
转化电容，当所述电流源输出充电电流，所述转化电容对应输出第一电压；当所述电流源输出放电电流，所述转化电容对应输出第二电压；
第一比较器，第一同相输入端输入高压比较参考电压，第二同相输入端输入低频三角波信号，反向输入端输入所述第一电压或所述第二电压，控制端输入抖频信号，输出端输出所述抖频信号，当第二电压小于低频三角波信号时，输出端输出低电平抖频信号，当所述第一电压大于高压比较参考电压，输出端输出高电平抖频信号，其中所述低频三角波信号的最大值小于高压比较参考电压。
6、根据权利要求1所述的抖频电路，其特征在于，所述振荡器还包括：
电流源，输入端和低频三角波模块的输出端耦接，用于根据低频三角波模块输出的低频三角波信号输出电流；
振荡充放电模块，用于根据所述电流源输出的电流，进行充电或放电，并输出抖频信号。
7、根据权利要求6所述的抖频电路，其特征在于，所述电流源还包括充电电流开关和放电电流开关；所述抖频信号控制充电电流开关和放电电流开关的开或闭；当充电电流开关闭合，放电电流开关打开，所述电流源输出放电电流；当充电电流开关打开，放电电流开关闭合，所述电流源输出充电电流。
8、根据权利要求7所述的抖频电路，所述翻转模块还包括：
转化电容，当所述电流源输出充电电流，所述转化电容对应输出第一电压，当所述电流源输出放电电流，所述转化电容对应输出第二电压；
第一比较器，第一同相输入端输入低压比较参考电压，第二同相输入端输入低频三角波信号，反向输入端输入所述第一电压或所述第二电压，控制端输入抖频信号，输出端输出所述抖频信号，当第一电压大于低频三角波信号时，输出端输出高电平抖频信号，当所述第二电压小于低压比较参考电压，输出端输出低电平抖频信号，其中所述低频三角波信号的最小值大于低压比较参考电压。
9、根据权利要求7所述的抖频电路，其特征在于，所述比较电压包括第一电压和第二电压；所述翻转模块还包括：
转化电容，当所述电流源输出充电电流，所述转化电容对应输出第一电压，当所述电流源输出放电电流，所述转化电容对应输出第二电压；
第一比较器，第一同相输入端输入高压比较参考电压，第二同相输入端输入低频三角波信号，反向输入端输入所述第一电压或所述第二电压，控制端输入抖频信号，输出端输出所述抖频信号，当第二电压小于低频三角波信号时，输出端输出低电平抖频信号，当所述第一电压大于高压比较参考电压，输出端输出高电平抖频信号，其中所述低频三角波信号的最大值小于高压比较参考电压。
10、根据权利要求1所述的抖频电路，其特征在于，所述低频三角波模块包括：
至少一个充放电模块，用于通过电容的充放电输出所述低频三角波信号；
开关模块，用于控制所述充放电模块的开或关；
充放电控制模块，用于控制充放电模块进行充电或放电。
11、根据权利要求6所述的抖频电路，其特征在于，充放电模块包括：
第一充放电模块，包括第一开关模块，所述第一开关模块的输入端耦接充放电模块的输入端，所述第一开关模块的输出端和第一电容的一端耦接；所述第一电容的另一端耦接低电平；当所述第一开关模块打开，所述第一电容开始充电或放电；
第二充放电模块，包括第二开关模块，所述第二开关模块的输入端和第一开关的输出端耦接，输出端和第二电容耦接；第二电容的另一端耦接低电平；当所述第二开关模块打开，所述第二电容开始充电或放电，所述第二开关模块的输出端和第二电容耦接的节点耦接充放电模块的输出端。
12、根据权利要求11所述的抖频电路，其特征在于，所述低频三角波模块包括：串联的复数个所述充放电模块。
13、根据权利要求12所述的抖频电路，其特征在于，所述充放电控制模块包括：高压参考电压输入端耦接高压开关的一端；高压开关的另一端耦接所述第一开关的输入端；低压参考电压输入端耦接低压开关的一端，低压开关的另一端耦接第一开关的输入端，低压开关的控制端耦接第一反相器的输出端，第一反相器的输入端输入低频方波信号，第二反相器的输入端耦接第一反相器的输出端，第二反相器的输出端耦接高压开关控制端。
14、根据权利要求13所述的抖频电路，其特征在于，所述低频三角波模块还包括：第二比较器，用于根据所述低频三角波信号及参考电压输出和所述低频三角波同频率的低频方波信号。
15、根据权利要求13所述的抖频电路，其特征在于，所述低频三角波模块还包括：
第二比较器，用于根据所述低频三角波信号及参考电压输出和所述低频三角波同频率的第一时钟信号；
同步模块，用于根据所述振荡器输出的所述抖频信号和第一时钟信号产生低频方波信号。
16、根据权利要求4、5、14、15任意一项所述的抖频电路，其特征在于，所述第一比较器/第二比较器包括：
参考电压比较器的反向输入端为第一比较器/第二比较器的第一正相输入端，参考电压比较器的正向输入端和低频三角波比较器的反相输入端为第一比较器/第二比较器的反相输入端，低频三角波比较器的正相输入端为第一比较器/第二比较器的第二正相输入端，参考电压比较器的输出端耦接RS触发器的S端，低频三角波比较器的输出端耦接RS触发器的R端，其中RS触发器的输出端为第一比较器/第二比较器的输出端。
17、一种低频三角波发生器，其特征在于，包括：
至少一个充放电模块，用于通过电容的充放电输出所述低频三角波信号；
开关模块，用于控制所述充放电模块的开或关；
充放电控制模块，用于控制充放电模块进行充电或放电。
18、根据权利要求17所述的低频三角波发生器，其特征在于，所述充放电模块包括：
第一充放电模块，包括第一开关模块，所述第一开关模块的输入端耦接充放电模块的输入端，所述第一开关模块的输出端和第一电容的一端耦接；所述第一电容的另一端耦接低电平；当所述第一开关模块打开，所述第一电容开始充电或放电；
第二充放电模块，包括第二开关模块，所述第二开关模块的输入端和第一开关的输出端耦接，输出端和第二电容耦接；第二电容的另一端耦接低电平；当所述第二开关模块打开，所述第二电容开始充电或放电，所述第二开关模块的输出端和第二电容耦接的节点耦接充放电模块的输出端。
19、根据权利要求17所述的低频三角波发生器，其特征在于，所述低频三角波模块包括：串联的复数个所述充放电模块。
20、根据权利要求18所述的低频三角波发生器，其特征在于，所述充放电控制模块包括：高压参考电压输入端耦接高压开关的一端；高压开关的另一端耦接所述第一开关的输入端；低压参考电压输入端耦接低压开关的一端，低压开关的另一端耦接第一开关的输入端，低压开关的控制端耦接第一反相器的输出端，第一反相器的输入端输入低频方波信号，第二反相器的输入端耦接第一反相器的输出端，第二反相器的输出端耦接高压开关控制端。
21、根据权利要求20所述的低频三角波发生器，其特征在管于，所述低频三角波模块还包括：第二比较器，用于根据所述低频三角波信号及参考电压输出和所述低频三角波同频率的低频方波信号。
22、根据权利要求21所述的低频三角波发生器，其特征在于，所述低频三角波模块还包括：
第二比较器，用于根据所述低频三角波信号及参考电压输出和所述低频三角波同频率的第一时钟信号；
同步模块，用于根据所述振荡器输出的所述抖频信号和第一时钟信号产生低频方波信号。
23、根据权利要求21或22所述的低频三角波发生器，其特征在于，所述第一比较器/第二比较器包括：
参考电压比较器的反向输入端为第一比较器/第二比较器的第一正相输入端，参考电压比较器的正向输入端和比较器的反相输入端为第一比较器/第二比较器的反相输入端，低频三角波比较器的正相输入端为第一比较器/第二比较器的第二正相输入端，参考电压比较器的输出端耦接RS触发器的S端，低频三角波比较器的输出端耦接RS触发器的R端，其中RS触发器的输出端为第一比较器/第二比较器的输出端。
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