CN102624360A - 具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路及系统 - Google Patents

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Abstract

一种具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路，包括一输入端、一倍频控制单元、一输出端、一第一检测单元、一第二检测单元、一占空比调节单元及一接地端，所述倍频控制单元包括一第一缓冲器、一与门、一第一或非门及一第二或非门，所述第一检测单元包括一反向器、一第一电阻及一第一电容，所述第二检测单元包括一第二缓冲器、一第二电阻及一第二电容，所述占空比调节单元包括一与第一电阻、第一电容、第二电阻、第二电容及第一缓冲器相连的比较器。本发明还提供一种具有自动调节输出信号占空比功能的倍频系统。本发明能够自动将输出信号的占空比调节为50%。

Description

具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路及系统
技术领域
本发明涉及一种倍频电路及系统，尤指一种具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路及系统。
背景技术
倍频器是一种能够使得输出信号的频率等于输入信号的频率整数倍的电路。
在现有技术中，倍频器输出信号的占空比往往会随着工艺角、温度及电源电压的变化而变化，从而导致在各种工艺角、温度及电源电压的组合下，倍频器的倍频功能失效，且现有的倍频器的电路结构较复杂，不易于级联。因此，有必要提供一种结构简单且具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路及系统。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种结构简单且具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路及系统。
一种具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路，所述具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路包括一输入端、一与所述输入端相连的倍频控制单元、一与所述倍频控制单元相连的输出端、一与所述倍频控制单元及所述输出端相连的第一检测单元、一与所述倍频控制单元及所述输出端相连的第二检测单元、一与所述第一检测单元、所述第二检测单元及所述倍频控制单元相连的占空比调节单元及一与所述第一检测单元及所述第二检测单元相连的接地端，所述倍频控制单元包括一与所述输入端相连的第一缓冲器、一与所述输入端及所述第一缓冲器相连的与门、一与所述输入端及所述第一缓冲器相连的第一或非门及一与所述与门及所述第一或非门相连的第二或非门，所述第一检测单元包括一与所述第二或非门及所述输出端相连的反向器、一与所述反向器相连的第一电阻及一与所述第一电阻相连的第一电容，所述第二检测单元包括一与所述第二或非门及所述输出端相连的第二缓冲器、一与所述第二缓冲器相连的第二电阻及一与所述第二电阻相连的第二电容，所述占空比调节单元包括一与所述第一电阻、所述第一电容、所述第二电阻、所述第二电容及所述第一缓冲器相连的比较器。
一种具有自动调节输出信号占空比功能的倍频系统，所述具有自动调节输出信号占空比功能的倍频系统包括一输入端、一与所述输入端相连用于实现倍频功能的倍频控制单元、一与所述倍频控制单元相连的输出端、一与所述倍频控制单元及所述输出端相连的第一检测单元、一与所述倍频控制单元及所述输出端相连的第二检测单元、一与所述第一检测单元、所述第二检测单元及所述倍频控制单元相连的占空比调节单元及一与所述第一检测单元及所述第二检测单元相连的接地端，所述第一检测单元用于检测一与所述输出端的输出信号反相的第一信号的占空比，并将其转换为一第一电压传送至所述占空比调节单元，所述第二检测单元用于检测一与所述输出端的输出信号同相的第二信号的占空比，并将其转换为一第二电压传送至所述占空比调节单元，所述占空比调节单元比较所述第一检测单元输出的第一电压与所述第二检测单元输出的第二电压之间的差值，产生一控制电压至所述倍频控制单元来实现对所述输出端输出信号的占空比的自动调节直至第一电压与第二电压相等。
相对现有技术，本发明具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路及系统能够自动将输出信号的占空比调节为50%，使得输出信号的占空比不会随着工艺角、温度及电源电压的变化而变化，从而保证实现倍频的功能，且本发明的电路结构简单，易于级联。
附图说明
图1为本发明具有自动调节输出信号占空比功能的倍频系统较佳实施方式的系统框图。
图2为本发明具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路较佳实施方式的电路图。
具体实施方式
请参阅图1，本发明具有自动调节输出信号占空比功能的倍频系统较佳实施方式包括一输入端、一与该输入端相连的倍频控制单元、一与该倍频控制单元相连的输出端、一与该倍频控制单元及该输出端相连的第一检测单元、一与该倍频控制单元及该输出端相连的第二检测单元、一与该第一检测单元、该第二检测单元及该倍频控制单元相连的占空比调节单元及一与该第一检测单元及该第二检测单元相连的接地端。
请同时参阅图2，图2为本发明具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路较佳实施方式的具体电路图。其中，该输入端为一输入端VIN；该倍频控制单元包括一第一缓冲器BUF1、一与门AND、一第一或非门NOR1及一第二或非门NOR2；该输出端为一输出端VOUT；该第一检测单元包括一反向器INV、一第一电阻R1及一第一电容C1；该第二检测单元包括一第二缓冲器BUF2、一第二电阻R2及一第二电容C2；该占空比调节单元包括一比较器CMP；该接地端为一接地端GND。
该倍频控制单元用于实现倍频功能，使得该输出端一输出信号的频率等于该输入端一输入信号的频率的整数倍，在本实施方式中，该具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路及系统用于实现二倍频的功能；该第一检测单元用于检测一与该输出端的输出信号反相的第一信号的占空比，并将其转换为一第一电压V1传送至该占空比调节单元；该第二检测单元用于检测一与该输出端的输出信号同相的第二信号的占空比，并将其转换为一第二电压V2传送至该占空比调节单元；该占空比调节单元比较该第一检测单元输出的第一电压V1与该第二检测单元输出的第二电压V2之间的差值，产生一控制电压VP至该倍频控制单元来实现对该输出端输出信号的占空比的自动调节直至该第一电压V1与该第二电压V2相等。
本发明具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路较佳实施方式的具体电路连接关系如下：该输入端VIN与该与门AND的一第一输入端、该第一或非门NOR1的一第一输入端及该第一缓冲器BUF1的一输入端相连，该第一缓冲器BUF1的一输出端与该与门AND的一第二输入端及该第一或非门NOR1的一第二输入端相连，并输出一电压VINB至该与门AND的第二输入端及该第一或非门NOR1的第二输入端。该与门AND的一输出端与该第二或非门NOR2的一第一输入端相连，并输出一电压VA至该第二或非门NOR2的第一输入端，该第一或非门NOR1的一输出端与该第二或非门NOR2的一第二输入端相连，并输出一电压VN至该第二或非门NOR2的第二输入端，该第二或非门NOR2的一输出端与该输出端VOUT、该反向器INV的一输入端及该第二缓冲器BUF2的一输入端相连。该反向器INV的一输出端与该第一电阻R1的一端相连，该第一电阻R1的另一端与该第一电容C1的一端及该比较器CMP的一正相输入端相连，并输入第一电压V1至该比较器CMP的正相输入端，该第二缓冲器BUF2的一输出端与该第二电阻R2的一端相连，该第二电阻R2的另一端与该第二电容C2的一端及该比较器CMP的一反相输入端相连，并输入第二电压V2至该比较器CMP的反相输入端，该第一电容C1的另一端与该第二电容C2的另一端共同连接该接地端GND。该比较器CMP的一输出端与该第一缓冲器BUF1的一控制端相连，并输出控制电压VP至该第一缓冲器BUF1的控制端。
本发明具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路及系统较佳实施方式用于实现二倍频的功能，即使得该输出端输出信号的频率等于该输入端输入信号的频率的二倍，具体工作原理如下所述：
该倍频控制单元用于实现二倍频的功能，其中，该第一缓冲器BUF1的延迟时间是可调的，该第一缓冲器BUF1的控制端受该比较器CMP输出端输出的控制电压VP的控制；该第一检测单元中的第一电阻与该第二检测单元中的第二电阻的阻值相等，该第一检测单元中的第一电容与该第二检测单元中的第二电容的电容值相等，该第一检测单元检测与该输出端的输出信号反相的第一信号的占空比，并将其转换为第一电压V1传送至该占空比调节单元，该第二检测单元用于检测与该输出端的输出信号同相的第二信号的占空比，并将其转换为第二电压V2传送至该占空比调节单元，该占空比调节单元比较该第一电压V1与该第二电压V2之间的差值，产生控制电压VP至该第一缓冲器BUF1，通过调节该第一缓冲器BUF1的延迟时间来调节该输出端输出信号的占空比。
现分三种情况对本发明自动调节输出信号占空比的功能进行分析：
（1）当该输出端VOUT输出信号的占空比小于50%时，该第一电压V1的电压值必然大于该第二电压V2的电压值，该比较器CMP输出的控制电压VP必然升高，设定该第一缓冲器BUF1的延迟时间Tdelay随控制电压VP的升高而增大，则此时电压VINB相对该输入端VIN输入信号的电压的延迟增大，该与门AND输出端输出的电压VA的占空比减小，该第一或非门NOR1输出端输出的电压VN的占空比减小，从而得到该第二或非门NOR2输出端输出的电压，即该输出端VOUT输出信号的占空比增大。通过反馈环路调节使得该输出端VOUT输出信号的占空比增大，当该输出端VOUT输出信号的占空比等于50%时，该第一电压V1的电压值必然等于该第二电压V2的电压值，使得控制电压VP保持不变，即该第一缓冲器BUF1的延迟时间Tdelay保持不变，整个反馈环路保持稳定。
（2）当该输出端VOUT输出信号的占空比大于50%时，该第一电压V1的电压必然小于该第二电压V2的电压，该比较器CMP输出的控制电压VP必然降低，设定该第一缓冲器BUF1的延迟时间Tdelay随控制电压VP的降低而减小，则此时电压VINB相对该输入端VIN输入信号的电压的延迟减小，该与门AND输出端输出的电压VA的占空比增大，该第一或非门NOR1输出端输出的电压VN的占空比增大，从而得到该第二或非门NOR2输出端输出的电压，即该输出端VOUT输出信号的占空比减小。通过反馈环路调节使得该输出端VOUT输出信号的占空比减小，当该输出端VOUT输出信号的占空比等于50%时，该第一电压V1的电压值必然等于该第二电压V2的电压值，使得控制电压VP保持不变，即该第一缓冲器BUF1的延迟时间Tdelay保持不变，整个反馈环路保持稳定。
（3）当该输出端VOUT输出信号的占空比等于50%时，该第一电压V1的电压值必然等于该第二电压V2的电压值，该比较器CMP输出的控制电压VP保持不变，即该第一缓冲器BUF1的延迟时间Tdelay保持不变，整个反馈环路保持稳定。从而使得该输出端VOUT输出信号的占空比始终为50%。
由此可以看出，本发明具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路及系统能够自动将输出信号的占空比调节为50%，使得输出信号的占空比不会随着工艺角、温度及电源电压的变化而变化，从而保证实现倍频的功能，且本发明的电路结构简单，易于级联，以实现四倍频、八倍频等。

Claims (10)

1. 一种具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路，其特征在于：所述具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路包括一输入端、一与所述输入端相连的倍频控制单元、一与所述倍频控制单元相连的输出端、一与所述倍频控制单元及所述输出端相连的第一检测单元、一与所述倍频控制单元及所述输出端相连的第二检测单元、一与所述第一检测单元、所述第二检测单元及所述倍频控制单元相连的占空比调节单元及一与所述第一检测单元及所述第二检测单元相连的接地端，所述倍频控制单元包括一与所述输入端相连的第一缓冲器、一与所述输入端及所述第一缓冲器相连的与门、一与所述输入端及所述第一缓冲器相连的第一或非门及一与所述与门及所述第一或非门相连的第二或非门，所述第一检测单元包括一与所述第二或非门及所述输出端相连的反向器、一与所述反向器相连的第一电阻及一与所述第一电阻相连的第一电容，所述第二检测单元包括一与所述第二或非门及所述输出端相连的第二缓冲器、一与所述第二缓冲器相连的第二电阻及一与所述第二电阻相连的第二电容，所述占空比调节单元包括一与所述第一电阻、所述第一电容、所述第二电阻、所述第二电容及所述第一缓冲器相连的比较器。
2. 如权利要求1所述的具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路，其特征在于：所述输入端与所述与门的一第一输入端、所述第一或非门的一第一输入端及所述第一缓冲器的一输入端相连，所述第一缓冲器的一输出端与所述与门的一第二输入端及所述第一或非门的一第二输入端相连。
3. 如权利要求1所述的具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路，其特征在于：所述与门的一输出端与所述第二或非门的一第一输入端相连，所述第一或非门的一输出端与所述第二或非门的一第二输入端相连，所述第二或非门的一输出端与所述输出端、所述反向器的一输入端及所述第二缓冲器的一输入端相连。
4. 如权利要求3所述的具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路，其特征在于：所述反向器的一输出端与所述第一电阻的一端相连，所述第一电阻的另一端与所述第一电容的一端及所述比较器的一正相输入端相连，所述第二缓冲器的一输出端与所述第二电阻的一端相连，所述第二电阻的另一端与所述第二电容的一端及所述比较器的一反相输入端相连，所述第一电容的另一端与所述第二电容的另一端共同连接所述接地端。
5. 如权利要求4所述的具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路，其特征在于：所述比较器的一输出端与所述第一缓冲器的一控制端相连，并输出一控制电压至所述第一缓冲器的控制端。
6. 如权利要求1所述的具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路，其特征在于：所述第一检测单元检测一与所述输出端的一输出信号反相的第一信号的占空比，并将其转换为一第一电压传送至所述占空比调节单元，所述第二检测单元检测一与所述输出端的输出信号同相的第二信号的占空比，并将其转换为一第二电压传送至所述占空比调节单元。
7. 如权利要求6所述的具有自动调节输出信号占空比功能的倍频电路，其特征在于：所述占空比调节单元比较所述第一检测单元输出的第一电压与所述第二检测单元输出的第二电压之间的差值，产生一控制电压至所述倍频控制单元来实现对所述输出端输出信号的占空比的自动调节。
8. 一种具有自动调节输出信号占空比功能的倍频系统，其特征在于：所述具有自动调节输出信号占空比功能的倍频系统包括一输入端、一与所述输入端相连用于实现倍频功能的倍频控制单元、一与所述倍频控制单元相连的输出端、一与所述倍频控制单元及所述输出端相连的第一检测单元、一与所述倍频控制单元及所述输出端相连的第二检测单元、一与所述第一检测单元、所述第二检测单元及所述倍频控制单元相连的占空比调节单元及一与所述第一检测单元及所述第二检测单元相连的接地端，所述第一检测单元用于检测一与所述输出端的输出信号反相的第一信号的占空比，并将其转换为一第一电压传送至所述占空比调节单元，所述第二检测单元用于检测一与所述输出端的输出信号同相的第二信号的占空比，并将其转换为一第二电压传送至所述占空比调节单元，所述占空比调节单元比较所述第一检测单元输出的第一电压与所述第二检测单元输出的第二电压之间的差值，产生一控制电压至所述倍频控制单元来实现对所述输出端输出信号的占空比的自动调节直至第一电压与第二电压相等。
9. 如权利要求8所述的具有自动调节输出信号占空比功能的倍频系统，其特征在于：所述倍频控制单元包括一与所述输入端相连的第一缓冲器、一与所述输入端及所述第一缓冲器相连的与门、一与所述输入端及所述第一缓冲器相连的第一或非门及一与所述与门及所述第一或非门相连的第二或非门。
10. 如权利要求9所述的具有自动调节输出信号占空比功能的倍频系统，其特征在于：所述第一检测单元包括一与所述第二或非门及所述输出端相连的反向器、一与所述反向器相连的第一电阻及一与所述第一电阻相连的第一电容，所述第二检测单元包括一与所述第二或非门及所述输出端相连的第二缓冲器、一与所述第二缓冲器相连的第二电阻及一与所述第二电阻相连的第二电容，所述占空比调节单元包括一与所述第一电阻、所述第一电容、所述第二电阻、所述第二电容及所述第一缓冲器相连的比较器。
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