[发明专利]一种精确锯齿波发生电路

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别是一种精确锯齿波发生电路。

背景技术

锯齿波可以作为相位插值器输入，经相位插值器产生同频线性相移时钟用于数据恢复等领域(如图3所示)。

理论上采用正弦波作为相位插值器输入，但由于电路的固有因素，很难得到精确的正弦波，实际上可以使用锯齿波去模拟理想正弦波作为相位插值器输入以得到较好的线性度，传统齿波由开环产生，其周期与占空比(锯齿波上升/下降时间)有一定漂移，增大了插值器输出的非线性。

发明内容

本发明的目的是提供一种精确锯齿波发生电路，可以产生周期与占空比恒定的精确锯齿波。

本发明的技术方案如下：

一种精确锯齿波发生电路，其特征在于：包括锁相环和占空比调节环，所述锁相环与占空比调节环并联形成回路，所述锁相环包括2个输入和2个输出。

所述锁相环和占空比调节环的具体连接方式为：

占空比为D的参考方波时钟输入锁相环，锁相环输出为与参考时钟同频的锯齿波，锁相环电路构成信号主通道。锁相环另一输出至占空比调节环输入，占空比调节环输出则反馈回锁相环另一输入，形成反馈回路进行占空比调节。

所述占空比D≥50％；对于D<50％的情况，将该波形通过标准CMOS反相器即可。

所述锁相环包括鉴相器、电荷泵、电压转电流电路、电容充放电网络和锯齿波上下阈值判决电路。

所述锁相环的工作过程是：输入参考时钟与反馈时钟两个输入信号到鉴相器，鉴相器输出至电荷泵输入，电荷泵输出至电压转电流电路输入，电压转电流电路输出电流IO，IO通过比例系数为K的电流镜像电路，得到的充电电流值等于I0的值，放电电流值等于K倍IO值(0<K<1)，充/放电流对电容充放电网络进行充/放电，电容充放电网络输出锯齿波至锯齿波上下阈值判决电路，所述锯齿波上下阈值判决电路输出开关控制信号去控制电容充放电网络，同时锯齿波上下阈值判决电路还将输出反馈时钟至鉴相器输入，完成锁相反馈回路。

所述占空比调节环包括占空比调节控制电路和占空比微调电流源。

锯齿波上下阈值判决电路输出反馈方波时钟至占空比调节控制电路输入，占空比调节控制电路输出至占空比微调电流源输入，占空比微调电流源输出微调放电电流至锁相环模块中电容充放电网络输入，完成占空比调节反馈回路。

通过锁相及占空比调节机制，使得电容充放电网络在充放电容Cp上产生与参考时钟同周期同占空比的锯齿波，具体工作流程如下：

A、锁相环通过锁相机制将反馈时钟锁定于参考时钟；

若初始状态反馈时钟相对参考时钟有相位差ΔΦ，鉴相器鉴别出ΔΦ并送入电荷泵，电荷泵将ΔΦ转化为对应的电压，再通过电压转电流电路将所述电压转化为电容充/放电网络的充/放电电流IO，IO正比于电容充/放电网络产生锯齿波的频率，锯齿波上下阈值判决电路将锯齿波转化为同频的方波，所述方波即为反馈时钟，负反馈机制使得IO向着减小相位差ΔΦ的方向移动；

B、锁相环锁定相位的同时，占空比调节电路使得反馈时钟占空比与参考时钟占空比相等约为D。

通过比例系数为K的电流镜像电路，得到充电电流＝IO，放电电流＝K×IO(0<K<1)，使得充电电流/放电电流＝K，充电电流与放电电流之间微小的差值便通过占空比调节电路产生的占空比微调放电电流进行微调。这可以修正由于使用固定充/放电流，而因工艺偏差引入的误差；同时还可以增加该发明的通用性，使得输入时钟占空比不再局限于某一特定值。K由参考时钟占空比决定，K＝(1-D)/D×ξ(D≥50％，ξ为微调权重系数，此发明中取ξ＝0.9，表示对应某一特定占空比所需充/放电电流比率，90％由电流镜像电路实现，10％由占空比调节电路产生的占空比微调放电电流实现。例如D＝75％时，K＝0.3)

总结整体工作过程：占空比约D参考时钟-->同频同相同占空比锯齿波。

本发明有益效果如下：

1、锁相环的负反馈锁相机制决定正常工作时锯齿波的周期、相位、占空比严格跟随输入参考时钟，而与工艺角及温度均无关；

2、占空比调节电路的负反馈机制可以修正由于使用固定充/放电流因工艺偏差引入的误差；

3、占空比调节电路的负反馈机制可以增加该发明的通用性，使得输入参考时钟占空比不再局限于某一特定值。

附图说明

图1为本发明的结构原理图

图2为本发明的电路结构示意图

图3为本发明应用结构的示意图

图4为本发明应用结构的示意图