CN206686148U - 占空比调整装置 - Google Patents

Abstract

一种占空比调整装置包含一比较器及一反相器。该比较器包括一产生一输入电流的电流源；一占空比调整电路，根据该输入电流及一正相输入信号与一反相输入信号，产生一第一电流及一第二电流；及一电流镜，具有一接收该第一电流的输入端、及一电连接该占空比调整电路之一第二输出端的输出端，该电流镜产生一对应该第一电流且流入其本身之该输出端的一映射电流，该比较器在该输出端与该第二输出端间的一共同接点输出一比较信号。该反相器具有一接收该比较信号的输入端、及一输出端，该反相器根据该比较信号，在其输出端，输出一输出信号。该占空比调整装置藉由该占空比调整电路来调整该输出信号的占空比，可使该占空比调整装置具有较简单的电路结构，且可减少电路面积、降低电能消耗并且同时降低制造成本。

Description

占空比调整装置

技术领域

本公开是有关于一种调整装置，特别是指一种用来调整输出信号之占空比的占空比调整装置。

现有技术

参阅图1，现有技术中占空比调整装置1包含一第一调整模块11及一第二调整模块12。该等第一及第二调整模块11、12中的每一者接收一正相输入信号及一反相输入信号，并根据该等正相及反相输入信号来分别产生一第一输出信号及一第二输出信号。由于该第一调整模块11本身无法调整其所输出的该第一输出信号的占空比(duty cycle)，因此现有技术中占空比调整装置1藉由增加该第二调整模块12来与该第一调整模块11相配合，以调整该等第一及第二调整模块11、12各自所输出的该等第一及第二输出信号的占空比。

然而，在上述结构中，由于现有技术中占空比调整装置1需要该第二调整模块12才可操作来调整其所输出之该等第一及第二输出信号的占空比，因此，对于现有技术中占空比调整装置1而言，该第二调整模块12是必要构件，其导致现有技术中占空比调整装置1的结构较为复杂，并具有电路面积较大、电能消耗较多及制造成本较高等缺点。

实用新型内容

因此，本公开之目的，即在提供一种能够克服现有技术缺点的占空比调整装置。

于是，本公开占空比调整装置，包含一调整模块。

该调整模块包括一比较器及一反相器。

该比较器用来接收一正相输入信号及一反相输入信号，并根据该等正相及反相输入信号，产生并输出一比较信号，且包括一电流源、一占空比调整电路及一电流镜。

该电流源产生一输入电流。

该占空比调整电路，具有一电连接该电流源以接收该输入电流的第一输入端、一接收该反相输入信号的第二输入端、一接收该正相输入信号的第三输入端、一第一输出端及一第二输出端，该占空比调整电路根据该输入电流及该等正相及反相输入信号，产生一第一电流及一第二电流，并在其该等第一及第二输出端分别输出该等第一与第二电流。

该电流镜具有一电连接该占空比调整电路之该第一输出端以接收该第一电流的输入端、及一电连接该占空比调整电路之该第二输出端的输出端，该电流镜产生一对应该第一电流且流入其本身之该输出端的一映射电流，该电流镜之该输出端与该占空比调整电路之该第二输出端间的一共同接点输出该比较信号。

该反相器具有一电连接该比较器之该共同接点以接收该比较信号的输入端、及一输出端，该反相器根据该比较信号，在其输出端，输出一输出信号。

本公开之功效在于：该占空比调整装置藉由该占空比调整电路来调整该输出信号的占空比，可使该占空比调整装置具有较简单的电路结构，且可减少电路面积、降低电能消耗并且同时降低制造成本。

附图说明

本公开之其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一电路图，说明现有技术中一占空比调整装置；

图2是一电路图，说明本公开占空比调整装置之第一实施例；

图3是一时序图，说明该第一实施例之一输出信号的占空比；

图4至图6是电路图，各自说明该第一实施例之二个第一开关及二个第二开关的切换情况；及

图7是一电路图，说明本公开占空比调整装置之第二实施例。

附图符号说明

2········调整模块 t1·······时间点

3········比较器 t2·······时间点

31······电流源 t11······时间点

32······占空比调整电路 t12······时间点

33······电流镜 t13······时间点

331·····晶体管 t14······时间点

34、35 第一调整单元 Vo······输出信号

341·····第一开关 Vo’····输出信号

342·····第一晶体管 Vo”····输出信号

36、37 第二调整单元 V1······转态电压

361·····第二开关 Iin······输入电流

362·····第二晶体管 Iin1·····第一分流

38······第三晶体管 Iin2·····第二分流

39······第四晶体管 I1·······第一电流

4········反相器 I2·······第二电流

5········控制电路 I1’·····映射电流

C1······比较信号 P1······第一输入端

C1’····比较信号 P2······第二输入端

C1”···比较信号 P3······第三输入端

CK_P····正相输入信号 P4······第一输出端

CK_N····反相输入信号 P5······第二输出端

Ts·······切换周期的长度 Q1······共同接点

t·········时间 S1······第一控制信号

S2······第一控制信号 S4······第二控制信号

S3······第二控制信号

具体实施方式

在本公开被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表示。

<第一实施例>

参阅图2，本公开占空比调整装置之第一实施例包含一调整模块2。该调整模块2包括一比较器3及一反相器4。

该比较器3用来接收一正相输入信号及一反相输入信号，并根据该等正相及反相输入信号，产生并输出一比较信号。该比较器3包括一电流源31、一占空比调整电路32及一电流镜33。

该电流源31产生一输入电流Iin。

该占空比调整电路32具有一电连接该电流源31以接收该输入电流Iin的第一输入端P1、一接收该反相输入信号的第二输入端P2、一接收该正相输入信号的第三输入端P3、一第一输出端P4及一第二输出端P5。该占空比调整电路32根据该输入电流Iin及该等正相及反相输入信号，产生一第一电流I1及一第二电流I2，并在其该等第一及第二输出端P4、P5分别输出该等第一与第二电流I1、I2。在本实施例中，该占空比调整电路32包括二个第一调整单元34、35、二个第二调整单元36、37、一第三晶体管38、一第四晶体管39，但不限于此。在其他实施例中，第一调整单元的数量可为一或大于二，第二调整单元的数量可为一或大于二，且第一调整单元的数量等于第二调整单元的数量。

每一第一调整单元34、35包括一第一开关341及一第一晶体管342。该第一开关341及该第一晶体管342串联连接在该第一输入端P1及该第一输出端P4之间。该第一开关341接收一第一控制信号S1(S2)，且根据该第一控制信号S1(S2)而于导通与不导通之间切换。该第一晶体管342具有一用以接收该反相输入信号的控制端，以致该第一晶体管342根据该反相输入信号导通或不导通。

每一第二调整单元36、37包括一第二开关361及一第二晶体管362。该第二开关361及该第二晶体管362串联连接在该第一输入端P1及该第二输出端P5之间。该第二开关361接收一第二控制信号S3(S4)，且根据该第二控制信号S3(S4)而于导通与不导通之间切换。该第二晶体管362具有一用以接收该正相输入信号的控制端，以致该第二晶体管362根据该正相输入信号导通或不导通。

该第三晶体管38具有一电连接该第一输入端P1的第一端、一电连接该第一输出端P4的第二端、及一用以接收该反相输入信号的控制端，以致该第三晶体管38根据该反相输入信号导通或不导通。

该第四晶体管39具有一电连接该第一输入端P1的第一端、一电连接该第二输出端P5的第二端、及一用以接收该正相输入信号的控制端，以致该第四晶体管39根据该正相输入信号导通或不导通。

需说明的是，在本实施例中，该等第一至第四晶体管342、362、38、39各自为一P型金氧半场效晶体管。该等第一及第二开关341、361各自也可由一P型金氧半场效晶体管来实现。该等第一及第二控制信号S1、S2、S3、S4之每一者具有一高逻辑准位及一低逻辑准位。该等第一及第二控制信号S1、S2、S3、S4是由使用者根据其所欲调整的每一开关341、361的切换情况，而手动操控相关电路来提供。

该电流镜33具有一电连接该占空比调整电路32之该第一输出端P4以接收该第一电流I1的输入端、及一电连接该占空比调整电路32之该第二输出端P5的输出端。该电流镜33产生一对应该第一电流I1且流入其本身之该输出端的一映射电流I1’。该电流镜33之该输出端与该占空比调整电路32之该第二输出端P5间的一共同接点Q1输出该比较信号。该电流镜33包括二个晶体管331，其各自具有一第一端、一接地的第二端、及一控制端，该等晶体管331的该等第一端分别作为该电流镜33之该输入端与该输出端，该等晶体管331的该等控制端电连接至该电流镜33之该输入端。在本实施例中，该等晶体管331各自为一N型金氧半场效晶体管，其中该N型金氧半场效晶体管的汲极、源极及闸极分别为该等晶体管331中的每一者的该第一端、该第二端及该控制端。

该反相器4具有一电连接该比较器3之该共同接点Q1以接收该比较信号的输入端、及一输出端。该反相器4根据该比较信号，在其输出端，输出一输出信号。

在操作时，本公开占空比调整装置调整该输出信号之占空比(duty cycle)的实现方式为：若该输出信号的占空比偏小(如，小于0.3)，可藉由减少该等第二晶体管362与该第四晶体管39并联的数量，也就是说，将该等第二开关361中的至少一者切换为不导通，来使该输出信号的占空比提高。同理，若该输出信号的占空比偏大(如，大于0.7)，可藉由减少该等第一晶体管342与该第三晶体管38并联的数量，即将该等第一开关341中的至少一者切换为不导通，来使该输出信号的占空比下降。

参阅图3，为本实施例的操作时序图，参数CKP、CKN分别为该等正相及反相输入信号，参数Ts为该等正相及反相输入信号CKP、CKN的一切换周期的长度，参数t为时间，参数C1、Vo分别为该等第一及第二开关341、361皆导通(参阅图4)时的该比较信号及该输出信号，参数C1’、Vo’分别为该第二开关361不导通(参阅图5)时的该比较信号及该输出信号，参数C1”、Vo”分别为该第一开关341不导通(参阅图6)时的该比较信号及该输出信号。图4至图6的电路图与图2相似，主要差异在于图4至图6中，导通的元件以实线画出，而不导通的元件以虚线画出。

参阅图3、图4，正常操作下，由于该等第一及第二开关341、361皆导通，因此当该正相输入信号CKP等于该反相输入信号CKN时，一第一分流Iin1等于一第二分流Iin2(该等第一及第二分流Iin1、Iin2之和等于该输入电流Iin，Iin1＝Iin2＝0.5×Iin)。此时，该比较信号C1的电压大小等于该反向器4的一转态电压V1，因此该输出信号Vo的电压准位会从高(低)逻辑准位切换成低(高)逻辑准位。该输出信号Vo的占空比如图3所示。

参阅图3、图5，若该输出信号的占空比偏小，将该等第二开关361中的至少一者切换为不导通，可使该输出信号的占空比提高。在本实施例中，是举将远离该电流源31的该第二开关361切换为不导通为例，但不限于此。由于减少该等第二晶体管362的并联数量意味着该占空比调整电路32中右边电路的电阻会上升，因此，举例来说，当该正相输入信号CKP等于该反相输入信号CKN时，流入右边电路的总电流(即该第二分流Iin2)就会减少，使得该第一分流Iin1大于该第二分流Iin2，且该映射电流I1’等于该第一电流I1，该第一电流I1等于该第一分流Iin1，该第二电流I2等于该第二分流Iin2，该比较信号C1’的电压大小相关于该第二分流Iin2及该映射电流I1’间的差值。如此，在充电阶段时，该比较信号C1’上升的速度会变慢，该比较信号C1’的电压会在时间点t11才上升到该转态电压V1，导致该输出信号Vo’延迟转态(即，晚于时间点t1，才从高逻辑准位切换成低逻辑准位)；而在放电阶段时，该比较信号C1’下降的速度会变快，该比较信号C1’的电压会在时间点t12就下降到该转态电压V1，导致该输出信号Vo’提早转态(即，早于时间点t2，就从低逻辑准位切换成高逻辑准位)。如此一来，使得该输出信号Vo’的占空比提高。

参阅图3、图6，若该输出信号的占空比偏大，将该等第一开关341中的至少一者切换为不导通，可使该输出信号的占空比下降。在本实施例中，是举将远离该电流源31的该第一开关341切换为不导通为例，但不限于此。同理，减少该等第一晶体管342的并联数量会使该占空比调整电路32中左边电路的电阻上升，因此，举例来说，当该正相输入信号CKP等于该反相输入信号CKN时，流入左边电路的总电流(即该第一分流Iin1)就会减少，使得该第一分流Iin1小于该第二分流Iin2，且该映射电流I1’等于该第一电流I1，该第一电流I1等于该第一分流Iin1，该第二电流I2等于该第二分流Iin2，该比较信号C1”的电压大小相关于该第二分流Iin2及该映射电流I1’间的差值。如此，在充电阶段时，该比较信号C1”上升的速度会变快，该比较信号C1”的电压会在时间点t13就上升到该转态电压V1，导致该输出信号Vo”提早转态(即，早于时间点t1，就从高逻辑准位切换成低逻辑准位)；而在放电阶段时，该比较信号C1”下降的速度会变慢，该比较信号C1”的电压会在时间点t14才下降到该转态电压V1，导致该输出信号Vo”延迟转态(即，晚于时间点t2，才从低逻辑准位切换成高逻辑准位)。如此一来，使得该输出信号Vo”的占空比下降。

<第二实施例>

图7绘示本公开占空比调整装置之第二实施例，其与第一实施例相似，二者不同之处在于：此实施例还包括一控制电路5。该控制电路5电连接该二个第一开关341及该二个第二开关361，且电连接该反相器4之该输出端以接收该输出信号，并根据该输出信号产生该等第一及第二控制信号S1、S2、S3、S4，而且将该等第一及第二控制信号S1、S2、S3、S4分别输出至该二个第一开关341及该二个第二开关361。该等第一及第二控制信号S1、S2、S3、S4之每一者具有一高逻辑准位及一低逻辑准位。此外，该二个第一开关341及该二个第二开关361分别根据该等第一及第二控制信号S1、S2、S3、S4而于导通与不导通之间切换。藉由该控制电路5自动调整该等第一及第二开关341、361的导通情况也可达到调整该输出信号之占空比的功效。

综上所述，由于本公开占空比调整装置仅需一个调整模块2，并藉由切换该等第一及第二开关341、361即可调整该输出信号之占空比，所以本公开占空比调整装置不需如现有技术中占空比调整装置1(见图1)需额外增加第二调整模块12。因此，本公开占空比调整装置相较于现有技术中占空比调整装置1具有较简单的电路结构，且可减少电路面积、降低电能消耗并且同时降低制造成本。

惟以上所述者，仅为本公开之实施例而已，当不能以此限定本公开实施之范围，凡是依本公开申请专利范围及专利说明书内容所作之简单的等效变化与修饰，皆仍属本公开专利涵盖之范围内。

Claims (6)

1.一种占空比调整装置，包含：

一调整模块，包括

一比较器，用来接收一正相输入信号及一反相输入信号，并根据所述正相及反相输入信号，产生并输出一比较信号，且包括

一电流源，产生一输入电流，

一占空比调整电路，具有一电连接该电流源以接收该输入电流的第一输入端、一接收该反相输入信号的第二输入端、一接收该正相输入信号的第三输入端、一第一输出端及一第二输出端，该占空比调整电路根据该输入电流及所述正相及反相输入信号，产生一第一电流及一第二电流，并在其所述第一及第二输出端分别输出所述第一与第二电流，及

一电流镜，具有一电连接该占空比调整电路之该第一输出端以接收该第一电流的输入端、及一电连接该占空比调整电路之该第二输出端的输出端，该电流镜产生一对应该第一电流且流入其本身之该输出端的一映射电流，该电流镜之该输出端与该占空比调整电路之该第二输出端间的一共同接点输出该比较信号，及

一反相器，具有一电连接该比较器之该共同接点以接收该比较信号的输入端、及一输出端，该反相器根据该比较信号，在其输出端，输出一输出信号。

2.如权利要求1所述的占空比调整装置，其中，于该占空比调整电路中，该占空比调整电路包括：

一第一调整单元，包括

一第一开关及一第一晶体管，串联连接在该第一输入端及该第一输出端之间，该第一开关接收一第一控制信号，且根据该第一控制信号而于导通与不导通之间切换，该第一晶体管具有一用以接收该反相输入信号的控制端，以致该第一晶体管根据该反相输入信号导通或不导通；

一第二调整单元，包括

一第二开关及一第二晶体管，串联连接在该第一输入端及该第二输出端之间，该第二开关接收一第二控制信号，且根据该第二控制信号而于导通与不导通之间切换，该第二晶体管具有一用以接收该正相输入信号的控制端，以致该第二晶体管根据该正相输入信号导通或不导通；

一第三晶体管，具有一电连接该第一输入端的第一端、一电连接该第一输出端的第二端、及一用以接收该反相输入信号的控制端，以致该第三晶体管根据该反相输入信号导通或不导通；及

一第四晶体管，具有一电连接该第一输入端的第一端、一电连接该第二输出端的第二端、及一用以接收该正相输入信号的控制端，以致该第四晶体管根据该正相输入信号导通或不导通。

3.如权利要求2所述的占空比调整装置，还包含：

一控制电路，电连接所述第一及第二开关，且电连接该反相器之该输出端以接收该输出信号，并根据该输出信号产生所述第一及第二控制信号，而且将所述第一及第二控制信号分别输出至所述第一及第二开关，所述第一及第二控制信号之每一者具有一高逻辑准位及一低逻辑准位。

4.如权利要求2所述的占空比调整装置，其中，所述第一至第四晶体管各自为一P型金氧半场效晶体管。

5.如权利要求1所述的占空比调整装置，其中，于该电流镜中，该电流镜包括：

二个晶体管，其各自具有一第一端、一接地的第二端、及一控制端，所述晶体管的所述第一端分别作为该输入端与该输出端，所述晶体管的所述控制端电连接至该输入端。

6.如权利要求5所述的占空比调整装置，其中，所述晶体管各自为一N型金氧半场效晶体管，且该N型金氧半场效晶体管的汲极、源极及闸极分别为所述晶体管中的每一者的该第一端、该第二端及该控制端。