CN108736865B - 具有低功耗功能的高频多通道脉冲宽度调制控制设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种具有低功耗功能的高频多通道脉冲宽度调制(PWM)控制设备，包括：预定标器，被配置为对主时钟信号的频率进行分频以产生第一时钟信号；及多通道PWM产生器，包括第一至第n PWM产生器，PWM产生器包括相应的周期和占空并且被配置为通过使用第一时钟信号对主时钟信号进行第一N/2位计数和第二N/2位计数以分别产生第一至第n PWM信号，其中，第一至第n PWM产生器中的每个基于第一时钟信号、相应的粗调占空值和相应的粗调周期值对主时钟信号执行第一N/2位计数以产生细调时钟信号，并且基于相应的细调占空值和相应的细调周期值对细调时钟信号执行第二N/2位计数以产生相应的PWM信号。

Description

具有低功耗功能的高频多通道脉冲宽度调制控制设备

本申请要求于2017年4月13日提交到韩国知识产权局的第10-2017-0048048号韩国专利申请的优先权的权益，所述韩国专利申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。

技术领域

以下描述涉及一种具有低功耗功能的高频(HF)多通道脉冲宽度调制(PWM)控制设备。

背景技术

通常，为了控制诸如音圈马达的致动器，已经使用脉冲宽度调制(PWM)方法。

近来，已经使用PWM周期为1MHz或更大以及分辨率为八位或更大的PWM方式。例如，当PWM周期为1MHz并且分辨率为十位时，PWM脉冲可使用1GHz时钟。

当现有的PWM控制设备具有高频多通道结构时，为了对高频时钟进行计数，现有的PWM控制设备可包括为每个通道设置的高频计数器。

作为示例，使用1GHz时钟的PWM方式可应用到下一代光学图像稳定器(OIS)驱动器集成电路(IC)，并且可在这样的示例中使用1GHz时钟。

在这样的示例中，高频计数器根据高频时钟(例如，1GHz时钟)的移位消耗电流。因此，随着通道的数量增大并且分辨率变得更高，所消耗的电流量增大。

作为示例，虽然当使用超精细工艺时，可容易地实现高速计数器，但是当使用0.18μm或0.13μm的工艺时，元件的延时时间会相对地长。因此，会不容易使用1GHz时钟实现具有高分辨率(例如，十位)的计数器。此外，随着分辨率增大，所消耗的电流也增大。

发明内容

提供本发明内容以按照简化的形式对所选择的构思进行介绍，并在以下具体实施方式中进一步描述所述构思。本发明内容既不意在限定所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

在一个总体方面，一种高频多通道脉冲宽度调制(PWM)控制设备，包括：预定标器，被配置为对主时钟信号的频率进行分频以产生第一时钟信号；及多通道PWM产生器，包括第一PWM产生器至第n PWM产生器，其中，n为2或更大的自然数，所述PWM产生器包括相应的周期和占空并且被配置为通过使用所述第一时钟信号对所述主时钟信号进行第一N/2位计数和第二N/2位计数以分别产生第一PWM信号至第n PWM信号，其中，N为所述高频多通道PWM控制设备的分辨率的位数，其中，所述第一PWM产生器至所述第n PWM产生器中的每个基于所述第一时钟信号、相应的粗调占空值和相应的粗调周期值对所述主时钟信号执行所述第一N/2位计数以产生细调时钟信号，并且基于相应的细调占空值和相应的细调周期值对所述细调时钟信号执行所述第二N/2位计数以产生相应的PWM信号。

所述第一PWM产生器至第n PWM产生器中的每个可包括：第k粗调控制器，被配置为基于所述主时钟信号、所述第一时钟信号、所述相应的粗调占空值和所述相应的粗调周期值产生所述细调时钟信号；及第k细调控制器，被配置为基于所述细调时钟信号、所述相应的细调占空值和所述相应的细调周期值产生所述相应的PWM信号，其中，k为至少为1最大为n的自然数。

所述第k粗调控制器可包括：第一N/2位计数器，被配置为基于对所述第一时钟信号的计数提供第一计数值；第一比较器，被配置为基于对所述第一计数值和第k粗调占空值的比较提供第一比较信号；第二比较器，被配置为基于对所述第一计数值和第k粗调周期值的比较提供第二比较信号；第一或电路，被配置为基于对所述第一比较信号和所述第二比较信号执行或操作来提供时钟使能信号；第一与电路，被配置为基于所述时钟使能信号和所述主时钟信号提供第k细调时钟信号。

所述第k细调控制器可包括：第二N/2位计数器，被配置为基于对所述第k细调时钟信号的计数提供第二计数值；第三比较器，被配置为基于对所述第二计数值和第k细调占空值的比较提供清零信号；第四比较器，被配置为基于对所述第二计数值和第k细调周期值的比较提供设定信号；第二或电路，被配置为对所述设定信号和开始信号执行或操作；及保持电路，被配置为基于来自所述第二或电路的输出信号设定输出端子，基于所述清零信号复位所述输出端子，并且提供第kPWM信号。

响应于所述第二计数值和所述第k细调占空值相同，所述第三比较器可提供具有有效电平的所述清零信号，并且响应于所述第二计数值和所述第k细调周期值相同，所述第四比较器可提供具有有效电平的所述设定信号。

响应于来自所述第二或电路的所述输出信号的电平为有效电平，所述保持电路可设定所述输出端子，并且响应于所述清零信号的电平为有效电平，所述保持电路可复位所述输出端子，并且可提供所述第k PWM信号。

所述保持电路可为RS触发器或RS锁存器。

响应于开始信号或设定信号中的任意一者或两者具有有效电平，所述第一N/2位计数器可被初始化，并且响应于所述开始信号具有有效电平，所述第二N/2位计数器可被初始化。

响应于所述第一计数值和所述第k粗调占空值相同，所述第一比较器可提供具有有效电平的所述第一比较信号，并且响应于所述第一计数值和所述第k粗调周期值相同，所述第二比较器可提供具有有效电平的所述第二比较信号。

所述第一与电路可包括与门，所述与门被配置为对所述时钟使能信号和所述主时钟信号执行与操作并且基于所述与操作的结果提供第k细调时钟信号。

在另一总体方面，一种高频多通道脉冲宽度调制(PWM)控制设备，包括：预定标器，被配置为对主时钟信号的频率进行分频以产生第一时钟信号；及多通道PWM产生器，包括第一PWM产生器至第n PWM产生器，其中，n是2或更大的自然数，所述PWM产生器包括相应的周期和占空并且被配置为通过使用所述第一时钟信号对所述主时钟信号进行第一N/2位计数和第二N/2位计数以分别产生第一PWM信号至第n PWM信号，其中，N是所述高频多通道PWM控制设备的分辨率的位数，其中，所述第一PWM产生器包括：第一粗调控制器，被配置为基于所述第一时钟信号、第一粗调占空值和第一粗调周期值对所述主时钟信号执行所述第一N/2位计数以产生第一细调时钟信号；及第一细调控制器，被配置为基于第一细调占空值和第一细调周期值对所述第一细调时钟信号执行所述第二N/2位计数以产生第一PWM信号，并且所述第n PWM产生器包括：第n粗调控制器，被配置为基于所述第一时钟信号、第n粗调占空值和第n粗调周期值对所述主时钟信号执行所述第一N/2位计数以产生第n细调时钟信号；及第n细调控制器，被配置为基于第n细调占空值和第n细调周期值对所述第n细调时钟信号执行所述第二N/2位计数以产生第n PWM信号。

第k粗调控制器包括：第一N/2位计数器，被配置为通过对所述第一时钟信号计数来提供第一计数值；第一比较器，被配置为通过比较所述第一计数值和第k粗调占空值来提供第一比较信号；第二比较器，被配置为通过比较所述第一计数值和第k粗调周期值来提供第二比较信号；第一或电路，被配置为通过对所述第一比较信号和所述第二比较信号执行或操作来提供时钟使能信号；第一与电路，被配置为基于所述时钟使能信号和所述主时钟信号提供第k细调时钟信号，其中，k为至少为1最大为n的自然数。

第k细调控制器可包括：第二N/2位计数器，被配置为通过对所述第k细调时钟信号进行计数来提供第二计数值；第三比较器，被配置为通过对所述第二计数值和第k细调占空值进行比较来提供清零信号；第四比较器，被配置为通过对所述第二计数值和第k细调周期值进行比较来提供设定信号；第二或电路，被配置为对所述设定信号和开始信号执行或操作；及保持电路，被配置为基于来自所述第二或电路的输出信号设定输出端子，基于所述清零信号复位所述输出端子，并且提供第k PWM信号。

响应于所述第二计数值和所述第k细调占空值相同，所述第三比较器可提供具有有效电平的所述清零信号，并且响应于所述第二计数值和所述第k细调周期值相同，所述第四比较器可提供具有有效电平的所述设定信号。

响应于来自所述第二或电路的所述输出信号的电平为有效电平，所述保持电路可设定所述输出端子，并且响应于所述清零信号的电平为有效电平，所述保持电路可复位所述输出端子，并且可提供所述第k PWM信号。

所述保持电路可为RS触发器或RS锁存器。

响应于开始信号或设定信号中的任意一者或两者具有有效电平，所述第一N/2位计数器可被初始化，并且响应于所述开始信号具有有效电平，所述第二N/2位计数器可被初始化。

响应于所述第一计数值和所述第k粗调占空值相同，所述第一比较器可提供具有有效电平的所述第一比较信号，并且响应于所述第一计数值和所述第k粗调周期值相同，所述第二比较器可提供具有有效电平的所述第二比较信号。

所述第一与电路可包括与门，所述与门被配置为对所述时钟使能信号和所述主时钟信号执行与操作并且基于所述与操作的结果提供第k细调时钟信号。

通过以下具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是明显的。

附图说明

图1是示出根据示例的高频多通道脉冲宽度调制(PWM)控制设备的框图。

图2包括示出根据示例的主时钟信号、第一时钟信号和开始信号的时序图。

图3是示出根据示例的第k PWM产生器的示例的框图。

图4包括根据示例的高频多通道PWM控制设备的操作时序图。

图5是示出根据示例的第k粗调占空值、第k粗调周期值、第k细调占空值和第k细调周期值的示意图。

图6是示出根据示例的第k粗调占空值、第k粗调周期值、第k细调占空值、第k细调周期值和N位寄存器的示意图。

在所有的附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，为了清楚、说明及便利起见，可夸大附图中的元件的相对尺寸、比例和描绘。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种变换、修改及等同物将是明显的。例如，这里所描述的操作顺序仅仅是示例，并不局限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可如在理解本申请的公开内容后将是明显的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。

这里所描述的特征可按照不同的形式实现，并且将不被解释为被这里所描述的示例所限制。更确切的说，已提供这里所描述的示例仅仅为示出在理解本申请的公开内容后将是明显的实现这里所描述的方法、设备和/或系统的很多可行的方式中的一些方式。

在整个说明书中，当诸如层、区域或基板的元件被描述为“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件时，该元件可以直接“位于”另一元件“上”、“连接到”另一元件或“结合到”另一元件，或者可存在介于两者之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件或“直接结合到”另一元件时，可能不存在介于两者之间的其他元件。

如这里所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任意一个和任意两个或更多个的任意组合。

尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语的限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因而，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分还可以被称为第二构件、组件、区域、层或部分。

为了易于描述，这里可以使用诸如“在……上方”、“上”、“在……下方”以及“下”的空间相对术语，以描述如图所示的一个元件相对于另一元件的关系。这些空间相对术语意图包含除了图中所描绘的方位以外装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置翻转，则被描述为相对于另一元件位于“上方”或“上”的元件于是将随后相对于另一元件位于“下方”或“下”。因而，术语“在……上方”根据装置的空间方位包括上方和下方两种方位。装置还可以其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并且对这里使用的空间相对术语做出相应解释。

这里使用的术语仅用于描述各种示例，并且不用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式也意图包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”列举存在所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但是不排除存在或添加的一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，附图中所示的形状会发生变型。因而，这里所描述的示例不局限于附图中所示的特定形状，而是包括制造期间所发生的形状的变化。

这里所描述的示例的特征可以以在理解本申请的公开内容后将是明显的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种配置，但是在理解本申请的公开内容后将是明显的其他配置是可能的。

图1是示出根据示例的高频多通道脉冲宽度调制(PWM)控制设备的框图。

参照图1的示例，根据示例的高频多通道PWM控制设备包括预定标器100和多通道PWM产生器200。

预定标器100(对主时钟信号clk的频率进行分频的分频器)对主时钟信号clk的频率进行分频以产生具有低于主时钟信号clk的频率的频率的第一时钟信号f_clk。

作为示例，当主时钟信号clk的频率为1GHz并且预定标器100的分频比为4时，第一时钟信号f_clk的频率为250MHz。

例如，多通道PWM产生器200包括第一PWM产生器200-1至第n PWM产生器200-n。第一PWM产生器200-1至第n PWM产生器200-n分别产生第一PWM信号PWM1至第n PWM信号PWMn，其中，n是2或更大的自然数。第一PWM信号PWM1至第n PWM信号PWMn通过使用第一时钟信号f_clk对主时钟信号进行的第一N/2位计数和第二N/2位计数而具有相应的周期和占空。

作为示例，第一PWM产生器200-1至第n PWM产生器200-n中的每个基于第一时钟信号f_clk、第k粗调占空值Ck_duty和第k粗调周期值Ck_per对主时钟信号clk执行第一N/2位计数，以产生第k细调时钟信号gk_clk。此外，在这样的示例中，第一PWM产生器200-1至第nPWM产生器200-n中的每个基于第k细调占空值Fk_duty和第k细调周期值Fk_per对第k细调时钟信号gk_clk执行第二N/2位计数以产生第k PWM信号PWMk。

例如，第一PWM产生器200-1包括第一粗调控制器210-1和第一细调控制器220-1。

第一粗调控制器210-1基于第一时钟信号f_clk、第一粗调占空值C1_duty和第一粗调周期值C1_per对主时钟信号clk执行第一N/2位计数。结果，第一粗调控制器210-1产生了第一细调时钟信号g1_clk。

相应地，第一细调控制器220-1基于第一细调占空值F1_duty和第一细调周期值F1_per对第一细调时钟信号g1_clk执行第二N/2位计数。结果，第一细调控制器220-1产生了第一PWM信号PWM1。

同样地，按照这样的方式，第二PWM产生器200-2包括第二粗调控制器210-2和第二细调控制器220-2。

类似地，第二粗调控制器210-2基于第一时钟信号f_clk、第二粗调占空值C2_duty和第二粗调周期值C2_per对主时钟信号clk执行第一N/2位计数，以产生第二细调时钟信号g2_clk。

此外，类似地，第二细调控制器220-2基于第二细调占空值F2_duty和第二细调周期值F2_per对第二细调时钟信号g2_clk执行第二N/2位计数，以产生第二PWM信号PWM2。

相应地，第n PWM产生器200-n包括第n粗调控制器210-n和第n细调控制器220-n。

按照类似的方式，第n粗调控制器210-n基于第一时钟信号f_clk、第n粗调占空值Cn_duty和第n粗调周期值Cn_per对主时钟信号clk执行第一N/2位计数，以产生第n细调时钟信号gn_clk。

继续按照类似操作的模式，第n细调控制器220-n基于第n细调占空值Fn_duty和第n细调周期值Fn_per对第n细调时钟信号gn_clk执行第二N/2位计数，以产生第n PWM信号PWMn。因此，PWM产生器中的每个利用类似的操作模式按照大体类似的方式进行操作。

另外，在示例中，当第一PWM产生器200-1至第n PWM产生器200-n中的每个与第kPWM产生器200-k相对应时，其中，k为至少为1最大为n的自然数，第k PWM产生器200-k包括第k粗调控制器210-k和第k细调控制器220-k。

因此，第k粗调控制器210-k基于第一时钟信号f_clk、第k粗调占空值Ck_duty和第k粗调周期值Ck_per对主时钟信号clk执行第一N/2位计数，以产生第k细调时钟信号gk_clk。

此外，在这样的示例中，第k细调控制器220-k基于第k细调占空值Fk_duty和第k细调周期值Fk_per对第k细调时钟信号gk_clk执行第二N/2位计数，以产生第k PWM信号PWMk。

在本公开的各个附图中，为简洁起见，省略了对由相同标号表示并且具有相同功能的组件的不必要的冗余描述。然而，相对于各个附图描述彼此不同的内容。

图2包括示出根据示例的主时钟信号、第一时钟信号和开始信号的时序图。

参照图1和图2的示例，当高频多通道PWM控制设备的分辨率为四位时，预定标器100的分频比为4。在这样的示例中，预定标器100对主时钟信号clk的频率(1GHz)进行4分频，以产生具有250MHz的频率的第一时钟信号f_clk。

需注意的是，图2示出了主时钟信号clk和第一时钟信号f_clk的示例。然而，主时钟信号clk和第一时钟信号f_clk不限于图2中示出的示例，并且主时钟信号clk和第一时钟信号f_clk的其他示例落入可能的示例的范围内。

图3是示出根据示例的第k PWM产生器的示例的框图。

参照图3的示例，第k粗调控制器210-k包括第一N/2位计数器211(其中，N是分辨率的位数)、第一比较器212、第二比较器213、第一或电路214和第一与电路215。

在图3的示例中，第一N/2位计数器211对第一时钟信号f_clk进行计数并且提供第一计数值。

作为示例，当高频多通道PWM控制设备的分辨率为八位时，第一N/2位计数器211为四位计数器。

例如，第一比较器212将第一计数值和第k粗调占空值Ck_duty彼此比较并且提供第一比较信号com1。此外，第二比较器213将第一计数值和第k粗调周期值Ck_per彼此比较并且提供第二比较信号com2。

作为示例，响应于第一计数值和第k粗调占空值Ck_duty彼此相同，第一比较器212提供具有有效电平(例如，1或高电平)的第一比较信号com1。此外，响应于第一计数值和第k粗调周期值Ck_per彼此相同，第二比较器213提供具有有效电平(例如，1)的第二比较信号com2。

作为示例，当高频多通道PWM控制设备的分辨率为十位时，第k粗调占空值Ck_duty为499，第k粗调周期值Ck_per为999，第一计数值为0至999中的任意一个值。

作为另一示例，当高频多通道PWM控制设备的分辨率为两位时，第k粗调占空值Ck_duty为2，第k粗调周期值Ck_per为3，第一计数值为0至3中的任意一个值。

第一或电路214对第一比较信号com1和第二比较信号com2执行或操作并且提供时钟使能信号clk_en。

作为示例，第一或电路214包括对第一比较信号com1和第二比较信号com2执行或操作的或门。

第一与电路215基于时钟使能信号clk_en和主时钟信号clk提供第k细调时钟信号gk_clk。

作为示例，第一与电路215包括对时钟使能信号clk_en和主时钟信号clk执行与操作的与门并且提供第k细调时钟信号gk_clk。

另外，参照图3的示例，第k细调控制器220-k包括第二N/2位计数器221、第三比较器222、第四比较器223、第二或电路224和保持电路225。

在这样的示例中，第二N/2位计数器221对第k细调时钟信号gk_clk进行计数并且提供第二计数值。

作为示例，当高频多通道PWM控制设备的分辨率为八位时，第二N/2位计数器221为四位计数器。

在这样的示例中，第一N/2位计数器211执行第一N/2位计数，并且第二N/2位计数器221执行第二N/2位计数。

在图3的示例中，第三比较器222将第二计数值和第k细调占空值Fk_duty彼此比较。基于该比较，第三比较器222提供清零信号clear。第四比较器223将第二计数值和第k细调周期值Fk_per彼此比较并且提供设定信号set。

作为示例，响应于第二计数值和第k细调占空值Fk_duty彼此相同，第三比较器222提供具有有效电平(例如，1)的清零信号clear。响应于第二计数值和第k细调周期值Fk_per彼此相同，第四比较器223提供具有有效电平(例如，1)的设定信号set。

第二或电路224对设定信号set和开始信号begin执行或操作并且向保持电路225的设定端子提供输出信号。

作为示例，或电路224包括对设定信号set和开始信号begin执行或操作的或门。

因此，保持电路225基于来自第二或电路224的输出信号设定输出端子，基于清零信号复位输出端子并且提供第k PWM信号PWMk。

作为示例，保持电路225为基于来自第二或电路224的输出信号设定输出端子并且基于清零信号复位输出端子的RS锁存器或RS触发器。

例如，响应于来自第二或电路224的输出信号的电平为有效电平(例如，1)，保持电路225设定输出端子，响应于清零信号clear的电平为有效电平(例如，1)，复位输出端子，并且提供第k PWM信号PWMk。

如上所述，根据示例，第k粗调控制器210-k包括第一N/2位计数器(一个N/2位计数器)，其中，N是分辨率的位数。第k细调控制器220-k包括第二N/2位计数器221(另一个N/2计数器)。也就是说，根据示例，两个N/2位计数器分别操作而不是现有的一个N位计数器操作。结果，与可选的技术的设备相比，减小了具有高分辨率的高频计数器的数量。结果，减小了开关电流和所消耗的总电流。

图4包括根据示例的高频多通道PWM控制设备的操作时序图。

在图4的示例中，在第k粗调占空值Ck_duty为2、第k粗调周期值Ck_per为3、第k细调占空值Fk_duty为1并且第k细调周期值Fk_per为3的情况下，当高频多通道PWM控制设备的分辨率为四位(N＝4)时，示出了如图1至图3中所示出的高频多通道PWM控制设备的操作时序示例。

参照图1至图4的示例，当根据示例的高频多通道PWM控制设备具有四位的分辨率时，第一N/2位计数器211操作为两位计数器，第二N/2位计数器221操作为两位计数器。

在图1至图4的示例中，第一N/2位计数器211和第二N/2位计数器221中的每个对2²或4个时钟进行计数。

首先，当输入开始信号begin时，第一N/2位计数器211和第二N/2位计数器221被初始化为0并且开始计数操作。

例如，预定标器100对主时钟信号clk的频率进行分频以产生第一时钟信号f_clk。预定标器100还向多通道PWM产生器200的第k粗调控制器210-k提供第一时钟信号f_clk和主时钟信号clk。

作为示例，当预定标器100的分频比为4时，预定标器100产生具有与主时钟信号的频率的1/4相对应的频率的第一时钟信号f_clk，并且向第k粗调控制器210-k的第一N/2位计数器211提供第一时钟信号f_clk。

第k粗调控制器210-k的第一N/2位计数器211对第一时钟信号f_clk进行计数以产生第一计数值。因此，响应于第一计数值达到第k粗调占空值Ck_duty或第k粗调周期值Ck_per(分别为预设值)，第k粗调控制器210-k中的第一比较器212、第二比较器213和第一或电路214中的每个产生时钟使能信号clk_en。例如，响应于时钟使能信号clk_en为1，第k粗调控制器210-k的第一与电路215基于主时钟信号clk产生第k细调时钟信号gk_clk。

在这样的示例中，第k粗调占空值Ck_duty为表示在第k粗调控制器210-k中的时钟使能信号clk_en从1变为0的时间点的值，并且第k粗调周期值Ck_per为表示在第k粗调控制器210-k中的时钟使能信号clk_en从0变为1的时间点的值。

另外，在这样的示例中，第k细调占空值Fk_duty为表示在第k细调控制器220-f中第k PWM信号PWMk从1变为0的时间点的值，并且第k细调周期值Fk_per为表示在第k细调控制器220-f中第k PWM信号PWMk从0变为1的时间点的值。

因此，当开始信号begin或者设定信号set具有1的值时，第一N/2位计数器211被初始化。在这样的示例中，第k PWM信号PWMk的状态为1。

第一N/2位计数器211对第一时钟信号f_clk进行计数并且提供第一计数值。作为示例，在第k粗调占空值Ck_duty为2且第k粗调周期值Ck_per为3的示例中，响应于第一N/2位计数器211的第一计数值为2或3，第一比较器212、第二比较器213和第一或电路214的时钟使能信号clk_en变为1，并且在时钟使能信号clk_en为1的状态下，产生了与主时钟信号clk同步并且具有与主时钟信号的频率相同的频率的第k细调时钟信号gk_clk，然后，第k细调时钟信号gk_clk被供应到第k细调控制器220-k的第二N/2位计数器221。

在这样的示例中，响应于第一N/2位计数器211的第一计数值与第k粗调占空值Ck_duty相同，第k细调时钟信号gk_clk被供应到第二N/2位计数器221，并且第二N/2位计数器221开始对第k细调时钟信号gk_clk进行计数。

第三比较器222和第四比较器223中的每个将第二N/2位计数器221的第二计数值与第k细调占空值Fk_duty或第k细调周期值Fk_per(可以分别为预设值)进行比较，并且响应于第二N/2位计数器221的第二计数值(例如，1)与第k细调占空值Fk_duty相同，提供处于有效电平(例如，1)状态的清零信号clear，并且使保持电路225清零以使第k PWM信号PWMk的电平为0。然后，仍在第一N/2位计数器211的第一计数值变为3(第k粗调周期值Ck_per)的情况下，产生了第k细调时钟信号gk_clk，使得第二N/2位计数器221被操作，并且在第k粗调周期值Ck_per为3并且第k细调周期值Fk_per为3的示例中，产生了设定信号set，使得第kPWM信号PWMk的状态变为1。

因此，根据示例的高频多通道PWM控制设备通过上述过程完成了一个周期期间的PWM信号的控制。

同时，在下表1中示出了在根据示例的高频多通道PWM控制设备中所需的时钟数量。

表1

参照表1和图4的示例，当分辨率为4时，使得N＝4并且k＝1，在PWM信号的一个周期内可能需要十六个主时钟、八个细调时钟信号gk_clk和四个第一时钟信号f_clk。

作为另一示例，当分辨率为N位并且通道的数量为k时，第一时钟信号f_clk的所需的时钟数为k×2^N/2，主时钟信号clk的所需的时钟数为2^N+k×2×2^N/2，并且PWM控制所需的总时钟数为2^N+k×3×2^N/2。

作为另一示例，如图表1的示例中所示出的，在通道数为1的示例中，使得k＝1，本示例中的时钟数可能比可选的技术中的时钟数多，使得与可选的技术相比，开关电流的能量消耗可能更大。

然而，当配置诸如使用两个或更多个通道的方法的多通道方法时，相对于可选的方法，时钟数减小，并且当在N＝10的示例中被配置为8通道PWM时，所使用的时钟数可能减小至在根据可选的技术的配置中使用的时钟数的大约1/4甚至更小。

参照表1的示例，在数字电路中的电力消耗与状态转换成比例，并且大部分的电力消耗基于在时钟中所消耗的开关电流的量来计算。相应地，因为示例提供了减小在时钟中消耗的开关电流的方法，因此从示例有望减小所消耗的电流。

通过比较，当在相机模块中的使用根据示例的高频多通道PWM控制设备时，在这样的示例中，一个PWM通道被用作控制器，以驱动一个致动器，或者P通道或N通道被单独地控制。因此，当P通道和N通道被单独地驱动时，对每个致动器可能需要两个通道的PWM控制器。当PWM信号被施加到致动器时，可施加两个信号。作为示例，如果使用一个PWM信号，则N通道或P通道的信号能够固定为低电平或高电平。作为另一个示例，可存在P通道和N通道中的一个信号不固定并且单独地产生脉冲信号的情况。当按照这样的方式驱动时，可需要两个PWM输出信号。

可选地，在光学图像稳定器(OIS)的示例中，四通道PWM输出可能有利于提供沿着X轴和Y轴方向的控制，并且八通道PWM控制可能有利于双相机的OIS控制。因此，当执行双相机的OIS控制时，用于执行这样的相关PWM控制的电力消耗减小至根据可选的技术的另一方法中所消耗的电力的大约21.88％。

例如，在根据可选的技术的系统中，在PWM周期为1MHz并且分辨率为十位的示例中，期望使用1GHz的时钟。当使用这样的1GHz时钟配置十位计数器时，在一些示例中可能难以通过数字电路实现十位计数器。例如，如果使用消耗大的电量的高速单元实现十位计数器，则相对容易实现十位计数器。然而，在这样的示例中，使用了消耗大的电量的高速单元，使得总的电流消耗增大。

当在根据示例的高频多通道PWM控制设备中使用两个N/2位计数器时，相对容易地通过数字电路实现两个N/2位计数器并且可使用普通的低功率单元实现。

在根据上述示例的高频多通道PWM控制设备中，消耗最低的电力的结构可能是使用两个N/2位计数器而不是N位计数器的结构。当N为奇数时，两个N/2位计数器反而可被选择为是M位计数器和L位计数器(使得，M+L＝N和M＝L+1)。按照这样的方式划分位计数器提供了从示例中使用的方法的总体思想中获益的方法。

另外，为执行控制，用于产生细调时钟信号g_clk的设定值被设定为第一N/2位计数器211中的输入，并且用于产生PWM信号的占空和周期的精细调节的输入值被设定为第二N/2位计数器221。

在这样的示例中，PWM周期和占空通常使用数字电路中的寄存器设定。例如，在分辨率为十位的示例中，PWM信号的周期和占空被设定为0至1023的范围内的计数值。

作为这样的示例中的扩展，当分辨率为十位并且主时钟信号clk的频率为1GHz时，粗调占空值C_duty为499，粗调周期值C_per为999，并且在粗调占空值C_duty内，五百个时钟(编号为从0到499)具有有效电平(例如，1或更高电平)，其他五百个时钟具有非有效电平(例如，0或更低电平)，使得PWM信号具有50％的占空比。在这样的示例中，主时钟信号clk的频率为1GHz，因此PWM信号的频率为1MHz。

在根据上述示例的高频多通道PWM控制设备的结构中，当分辨率改变时，每个寄存器包括两个N/2位寄存器。然而，在示例中，当分辨率没有改变但被固定为N位时，如根据可选的技术的配置一样，在寄存器中将N位划分为高N/2位和低N/2位，并且相应地输入设定值。

例如，在十位寄存器的示例中，十位被划分为高五位和低五位，并且被用作根据示例的输入值。然而，响应于N的值被改变，在单独的寄存器中分别存储高N/2位和低N/2位可能是有效率的，并且执行以上所讨论的粗略控制和精细控制。在这样的示例中，当N＝10时，使用根据示例的配置中的五位计数器来执行粗调控制和精细控制，使得在其中设置周期和占空的范围被限制为五位。因此，周期和占空能够具有0至31范围内的值。

作为示例，为设定1KHz的PWM周期和50％的占空比，999和499由图5和图6的示例中所示出的二进制数表示。

图5是示出根据示例的第k粗调占空值Ck_duty、第k粗调周期值Ck_per、第k细调占空值Fk_duty和第k细调周期值Fk_per的示意图。

参照图5的示例，在十位被划分为高N/2位和低N/2位的示例中，高N/2位被用作粗略控制并且低N/2位被用作精细控制，以下设定是可能的。

在如图5的示例中所示出的设定中，Ck_per＝31，Ck_duty＝15，Fk_per＝7，并且Fk_duty＝19。当N固定为10的值时，十位(总分辨率)需仅被划分为高五位和下五位然后按照被划分的形式使用。因此，由用户设定的寄存器按照与可选的技术的方式相同的方式使用，但是当N变化时，用于粗略控制和精细控制的寄存器根据示例被单独设定。

图6是示出根据示例的第k粗调占空值Ck_duty、第k粗调周期值Ck_per、第k细调占空值Fk_duty和第k细调周期值Fk_per以及N位寄存器的示意图。

参照图6的示例，作为另一示例，提供用于设定周期的一个寄存器和用于设定占空的一个寄存器，且使用用于设定位数(N位)的附加寄存器Set_N。

例如，在N＝8的示例中，当附加寄存器Set_N被设定为8时，八位可被划分为高四位和低四位，并且如图6的示例中示出，高四位和低四位用于操作。作为示例，在图6中，附加寄存器Set_N为八位寄存器。

如上所述，根据示例，与可选的技术的设备相比，通过减小具有高分辨率的高频计数器的数量，减小了开关电流和总消耗电流。

另外，在具有1MHz或更大的PWM周期并且需要高分辨率控制的相机模块的PWM控制设备中，随着通道的数量增大，与根据可选的技术的设备相比，所消耗的电流进一步减小。

虽然本公开包括具体示例，但是在理解本申请的公开内容之后对本领域普通技术人员将明显的是，在不脱离权利要求以及其等同物的精神和范围的情况下，可在形式和细节方面对这些示例做出各种改变。在此描述的示例仅被视为描述意义，而非出于限制的目的。在每个示例中的特征或方面的描述将被视为可适用于其他示例中的类似的特征或方面。如果按照不同的顺序执行描述的技术、和/或如果按照不同的方式来组合所描述的系统、结构、装置或电路中的组件、和/或由其他组件或其等同物来替换或增添所描述的系统、结构、装置或电路中的组件，则可获得合理的结果。因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求及其等同物限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的全部改变将被理解为被包括在本公开中。

Claims (19)

1.一种高频多通道脉冲宽度调制控制设备，包括：

预定标器，被配置为对主时钟信号的频率进行分频以产生第一时钟信号；及

多通道脉冲宽度调制产生器，包括第一脉冲宽度调制产生器至第n脉冲宽度调制产生器，其中，n为2或更大的自然数，所述脉冲宽度调制产生器包括相应的周期和占空并且被配置为通过使用所述第一时钟信号对所述主时钟信号进行第一N/2位计数和第二N/2位计数以分别产生第一脉冲宽度调制信号至第n脉冲宽度调制信号，其中，N为所述高频多通道脉冲宽度调制控制设备的分辨率的位数，

其中，所述第一脉冲宽度调制产生器至所述第n脉冲宽度调制产生器中的每个基于所述第一时钟信号、相应的粗调占空值和相应的粗调周期值对所述主时钟信号执行所述第一N/2位计数以产生细调时钟信号，并且基于相应的细调占空值和相应的细调周期值对所述细调时钟信号执行所述第二N/2位计数以产生相应的脉冲宽度调制信号。

2.根据权利要求1所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，所述第一脉冲宽度调制产生器至第n脉冲宽度调制产生器中的每个包括：

第k粗调控制器，被配置为基于所述主时钟信号、所述第一时钟信号、所述相应的粗调占空值和所述相应的粗调周期值产生所述细调时钟信号；及

第k细调控制器，被配置为基于所述细调时钟信号、所述相应的细调占空值和所述相应的细调周期值产生所述相应的脉冲宽度调制信号，其中，k为至少为1最大为n的自然数。

3.根据权利要求2所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，所述第k粗调控制器包括：

第一N/2位计数器，被配置为基于对所述第一时钟信号的计数提供第一计数值；

第一比较器，被配置为基于对所述第一计数值和第k粗调占空值的比较提供第一比较信号；

第二比较器，被配置为基于对所述第一计数值和第k粗调周期值的比较提供第二比较信号；

第一或电路，被配置为基于对所述第一比较信号和所述第二比较信号执行或操作来提供时钟使能信号；

第一与电路，被配置为基于所述时钟使能信号和所述主时钟信号提供第k细调时钟信号。

4.根据权利要求3所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，所述第k细调控制器包括：

第二N/2位计数器，被配置为基于对所述第k细调时钟信号的计数提供第二计数值；

第三比较器，被配置为基于对所述第二计数值和第k细调占空值的比较提供清零信号；

第四比较器，被配置为基于对所述第二计数值和第k细调周期值的比较提供设定信号；

第二或电路，被配置为对所述设定信号和开始信号执行或操作；及

保持电路，被配置为基于来自所述第二或电路的输出信号设定输出端子，基于所述清零信号复位所述输出端子，并且提供第k脉冲宽度调制信号。

5.根据权利要求4所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，响应于所述第二计数值和所述第k细调占空值相同，所述第三比较器提供具有有效电平的所述清零信号，并且

响应于所述第二计数值和所述第k细调周期值相同，所述第四比较器提供具有有效电平的所述设定信号。

6.根据权利要求4所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，响应于来自所述第二或电路的所述输出信号的电平为有效电平，所述保持电路设定所述输出端子，并且响应于所述清零信号的电平为有效电平，所述保持电路复位所述输出端子，并且提供所述第k脉冲宽度调制信号。

7.根据权利要求4所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，所述保持电路为RS触发器或RS锁存器。

8.根据权利要求4所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，响应于开始信号或设定信号中的任意一者或两者具有有效电平，所述第一N/2位计数器被初始化，并且其中，响应于所述开始信号具有有效电平，所述第二N/2位计数器被初始化。

9.根据权利要求3所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，响应于所述第一计数值和所述第k粗调占空值相同，所述第一比较器提供具有有效电平的所述第一比较信号，并且

响应于所述第一计数值和所述第k粗调周期值相同，所述第二比较器提供具有有效电平的所述第二比较信号。

10.根据权利要求3所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，所述第一与电路包括与门，所述与门被配置为对所述时钟使能信号和所述主时钟信号执行与操作并且基于所述与操作的结果提供第k细调时钟信号。

11.一种高频多通道脉冲宽度调制控制设备，包括：

预定标器，被配置为对主时钟信号的频率进行分频以产生第一时钟信号；及

多通道脉冲宽度调制产生器，包括第一脉冲宽度调制产生器至第n脉冲宽度调制产生器，其中，n是2或更大的自然数，所述脉冲宽度调制产生器包括相应的周期和占空并且被配置为通过使用所述第一时钟信号对所述主时钟信号进行第一N/2位计数和第二N/2位计数以分别产生第一脉冲宽度调制信号至第n脉冲宽度调制信号，其中，N是所述高频多通道脉冲宽度调制控制设备的分辨率的位数，

其中，所述第一脉冲宽度调制产生器包括：

第一粗调控制器，被配置为基于所述第一时钟信号、第一粗调占空值和第一粗调周期值对所述主时钟信号执行所述第一N/2位计数以产生第一细调时钟信号；及

第一细调控制器，被配置为基于第一细调占空值和第一细调周期值对所述第一细调时钟信号执行所述第二N/2位计数以产生第一脉冲宽度调制信号，并且

所述第n脉冲宽度调制产生器包括：

第n粗调控制器，被配置为基于所述第一时钟信号、第n粗调占空值和第n粗调周期值对所述主时钟信号执行所述第一N/2位计数以产生第n细调时钟信号；及

第n细调控制器，被配置为基于第n细调占空值和第n细调周期值对所述第n细调时钟信号执行所述第二N/2位计数以产生第n脉冲宽度调制信号。

12.根据权利要求11所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，第k粗调控制器包括：

第一N/2位计数器，被配置为通过对所述第一时钟信号计数来提供第一计数值；

第一比较器，被配置为通过比较所述第一计数值和第k粗调占空值来提供第一比较信号；

第二比较器，被配置为通过比较所述第一计数值和第k粗调周期值来提供第二比较信号；

第一或电路，被配置为通过对所述第一比较信号和所述第二比较信号执行或操作来提供时钟使能信号；

第一与电路，被配置为基于所述时钟使能信号和所述主时钟信号提供第k细调时钟信号，k为至少为1最大为n的自然数。

13.根据权利要求12所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，第k细调控制器包括：

第二N/2位计数器，被配置为通过对所述第k细调时钟信号进行计数来提供第二计数值；

第三比较器，被配置为通过对所述第二计数值和第k细调占空值进行比较来提供清零信号；

第四比较器，被配置为通过对所述第二计数值和第k细调周期值进行比较来提供设定信号；

第二或电路，被配置为对所述设定信号和开始信号执行或操作；及

保持电路，被配置为基于来自所述第二或电路的输出信号设定输出端子，基于所述清零信号复位所述输出端子，并且提供第k脉冲宽度调制信号。

14.根据权利要求13所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，响应于所述第二计数值和所述第k细调占空值相同，所述第三比较器提供具有有效电平的所述清零信号，并且

响应于所述第二计数值和所述第k细调周期值相同，所述第四比较器提供具有有效电平的所述设定信号。

15.根据权利要求13所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，响应于来自所述第二或电路的所述输出信号的电平为有效电平，所述保持电路设定所述输出端子，并且响应于所述清零信号的电平为有效电平，所述保持电路复位所述输出端子，并且提供所述第k脉冲宽度调制信号。

16.根据权利要求13所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，所述保持电路为RS触发器或RS锁存器。

17.根据权利要求13所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，响应于开始信号或设定信号中的任意一者或两者具有有效电平，所述第一N/2位计数器被初始化，并且其中，响应于所述开始信号具有有效电平，所述第二N/2位计数器被初始化。

18.根据权利要求12所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，响应于所述第一计数值和所述第k粗调占空值相同，所述第一比较器提供具有有效电平的所述第一比较信号，并且

响应于所述第一计数值和所述第k粗调周期值相同，所述第二比较器提供具有有效电平的所述第二比较信号。

19.根据权利要求12所述的高频多通道脉冲宽度调制控制设备，其中，所述第一与电路包括与门，所述与门被配置为对所述时钟使能信号和所述主时钟信号执行与操作并且基于所述与操作的结果提供第k细调时钟信号。

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