宽度可调的非交叠信号电路及系统的制作方法

本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种宽度可调的非交叠信号电路及系统。

背景技术：

随着集成电路的快速发展，集成化水平越来越高，芯片的小型化，低成本是芯片发展的趋势。请参阅图1的一种传统的非交叠信号电路，利用第一反相器2、与非门301和第二反相器302构成的延时回路，产生的延时非常有限。在例如大功率电源管理类芯片开关控制电路，芯片内部开关管本身尺寸非常大，开关控制时序延时值有时非常大，如果使用传统的电路，想获得微秒级甚至毫秒级的延时，这样的电路显然不适合，即使满足条件也需要非常多的电容电阻，面积的牺牲直接带来成本的提高，并且延迟的精度不能任意控制。

技术实现要素：

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种宽度可调的非交叠信号电路及系统，可以实现宽范围可调节的非交叠信号，且不需要内部集成电容，也不需要外接电容负载，具有结构简单、体积小、控制简单易于实现、易于多通道集成和开发成本低的优点。

为了实现上述目的，本发明提供一种宽度可调的非交叠信号电路，包括：

一主控制信号输入端；

一第一反相器，所述第一反相器的输入端连接所述主控制信号输入端；

两信号输出电路，所述信号输出电路包括依次串联的一与非门和一反相器组，所述反相器组包括至少一第二反相器；第一所述信号输出电路的所述与非门的第一输入端连接第二所述信号输出电路的所述反相器组的输出端，第二所述信号输出电路的所述与非门的第一输入端连接所述第一信号输出电路的所述反相器组的输出端；所述第一信号输出电路的所述与非门的第二输入端连接所述第一反相器的输出端；所述第二信号输出电路的所述与非门的第二输入端连接所述主控制信号输入端；

一延迟逻辑单元，所述延迟逻辑单元连接于所述两信号输出电路，用于根据外部输入的一时延控制信号调节两所述信号输出电路产生的电路信号的时延；以及

偶数个信号输出端，所述信号输出端位置对应地成对设置于两所述信号输出电路上。

优选地，所述延迟逻辑单元包括两触发器，所述触发器分别通过所述触发器的第一输入端和所述触发器的输出端串联于两所述信号输出电路上；两所述触发器的第二输入端连接同一延迟控制输入，接收所述时延控制信号。

优选地，两所述触发器的第三输入端连接同一复位信号输入。

优选地，所述触发器采用D触发器。

优选地，所述反相器组包括四个第二反相器。

优选地，当所述反相器组包括复数个第二反相器时，所述触发器串联于两相邻所述第二反相器之间。

本发明提供一种宽度可调的非交叠信号电路系统，包括复数个基于本发明所述的宽度可调的非交叠信号电路；所有的所述延迟逻辑单元连接同一所述延迟控制输入。

优选地，所有的所述延迟逻辑单元连接同一所述复位信号输入。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

与非门和第二反相器配合实现一个逻辑反馈回路，实现传统的非交叠时钟电路，通过在电路回路中串联一个外部控制的延迟逻辑单元来控制电路延迟时间，从而生成不同宽度延时的非交叠信号，且不需要内部集成大电容和外接负载电容，只要简单的对延迟模块进行触发控制，如边沿触发或者电平触发等方式，即可实现任意非交叠宽度的信号，同时本发明具有很强的扩展性，实现多个通道控制共用同一个延迟控制输入，简化设计的复杂度，用户集成时变得非常简单，并且基本上不增加芯片的复杂度，有效地减小芯片面积，降低开发成本。

附图说明

图1为现有的非交叠信号电路结构示意图；

图2为本发明实施例的宽度可调的非交叠信号电路的结构示意图；

图3为本发明实施例的宽度可调的非交叠信号电路的控制信号与部分信号输出端的信号的时序波形对比图；

图4为本发明实施例的宽度可调的非交叠信号电路系统的结构示意图；

图5为本发明实施例的宽度可调的非交叠信号电路系统的控制信号与输出端信号的对比图；

图6为本发明实施例的宽度可调的非交叠信号电路系统的复位信号、控制信号和部分信号输出端的信号的时序波形对比图。

具体实施方式

下面根据附图2-6，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。

请参阅图2，本发明的一种宽度可调的非交叠信号电路，包括：一主控制信号输入端1、一第一反相器2、两信号输出电路31、32、延迟逻辑单元4和四个信号输出端51、52、53、54，信号输出端51、52、53、54位置对应地成对设置于两信号输出电路31、32上，其中第一反相器2输出端连接第一信号输出电路31，主控制信号输入端1分别连接第一反相器2的输入端和第二信号输出电路32，延迟逻辑单元4连接两信号输出电路31、32。

信号输出电路31、32包括依次串联的一与非门301和一反相器组，本实施例中，反相器组包括四个串联的第二反相器302，在其他实施例中第二反相器302的个数可根据需要调整，个数不限；第一信号输出电路31的与非门301的第一输入端连接第二信号输出电路32的反相器组的输出端，第二信号输出电路32的与非门301的第一输入端连接第一信号输出电路31的反相器组的输出端；第一信号输出电路31的与非门301的第二输入端连接第一反相器2的输出端；第一信号输出电路31的与非门301的第二输入端连接第一反相器2输出端；第二信号输出电路32的与非门301的第二输入端连接主控制信号输入端1。

延迟逻辑单元4用于根据外部输入的一时延控制信号Delay_ctrl调节两信号输出电路31、32产生的电路信号的时延，其由外部输入的延控制信号Delay_ctrl进行控制，延迟逻辑单元4由外部输入时延控制信号Delay_ctrl进行控制，主控制信号PULSE/CLK不变时，延控制信号Delay_ctrl改变不影响电路输出状态。当主控制信号PULSE/CLK发生变化时，触发延迟逻辑单元4后输出响应变化，当主控制信号PULSE/CLK不变时，触发延迟逻辑单元4后输出响应不变。其利用触发使其输入信号传输到输出端，完成控制输入到输出的响应。

延迟逻辑单元4包括两触发器41，本实施例中，触发器41采用D触发器，在其他实施例中，触发器41也可采用边沿触发器、电平触发器、锁存器，JK触发器，RS触发器等具有触发输出与保持功能的元件，例如：D触发器的控制信号由低到高变化，这时D触发器的输出会采样输入值，并一直保持着，直到下一次D触发器控制信号再次从低到高。两触发器41分别串联于两信号输出电路31、32上的两相邻第二反相器302之间且位置对应，在其他实施例中两触发器41可连接于两信号输出电路31、32上的任一对应位置。D触发器的D端连接前一第二反相器302的输出端；D触发器的Q端连接后一第二反相器302的输入端；两D触发器的CLK端连接同一延迟控制输入42，接收时延控制信号Delay_ctrl；两D触发器的R端连接同一复位信号输入43接收复位信号NRST，D触发器复位后输出逻辑1或0。

本发明中与非门301和第二反相器302配合实现一个逻辑反馈回路，实现传统的非交叠时钟电路，通过在电路回路中串联一个外部控制的延迟逻辑单元4来控制电路延迟时间，从而生成不同宽度延时的非交叠信号。对于非交叠延时宽度要求非常大的性能电路，传统方式会使用非常大的电容，获得毫秒级甚至更大的延时是很困难的。而本发明的一种宽度可调的非交叠信号电路实现简单，不需要内部集成大电容和外接负载电容，只要简单的对延迟模块进行触发控制，如边沿触发或者电平触发等方式，即可实现任意非交叠宽度的信号，同时本发明具有很强的扩展性，实现多个通道控制共用同一个延迟控制输入42，简化设计的复杂度，用户集成时变得非常简单，并且基本上不增加芯片的复杂度，有效地减小芯片面积，降低开发成本。另外对延迟单元的设计，可以对控制端进行复位或者初始化操作，使其工作状态更加灵活。另外，传统非交叠信号电路是利用第二反相器302的个数来实现延迟，产生非交叠信号的，对第二反相器302的尺寸和个数需要根据延迟要求来设置，而本发明的宽度可调的非交叠信号电路不是通过第二反相器302的延迟产生非交叠信号，第二反相器302只是用于后级驱动和多端口输出控制作用，因此数量和尺寸没有限制。延迟逻辑单元4可通过多级串联，增加环路延迟时间。

本发明的一种宽度可调的非交叠信号电路可以简单的集成到CMOS等集成电路工艺中，不需要内部大的电容或者外接大负载电容就可以实现任意延时的生成。尤其当运用在电源管理类芯片以及一些开关控制电路中时，对控制开关的信号延时值要求特别大的情况下显示出非常大的优势。本发明主要通过回路中的延迟逻辑单元4来实现非交叠信号宽度的调节，非交叠信号的宽度可以由用户自己定义，可以生成宽范围的调节，并且在电路实现时不需要内部集成和外部接负载电容，实现容易。同时可实现多路通道同时控制，并且只需要一个延时控制信号即可以完成。这降低了设计复杂度，且不会增加额外的管脚控制。另外本发明电路还能实现信号的初始化或者复位功能，在正常工作之前，原本反相的控制信号可以被同时牵制到一个电位。具有复杂度小，节省芯片面积，有效减少成本的有点。

请参阅图2、图3，当主控制信号PULSE/CLK发生由低到高跳变时，第一信号输出端51的信号状态立刻发生变化，第二信号输出端52的信号的边沿变化在延控制信号Delay_ctrl由低到高发生变化时才发生；同样分析，在主控制信号PULSE/CLK发生高到底跳变时，第二信号输出端52的信号首先发生边沿变化，第一信号输出端51的信号在延控制信号Delay_ctrl发生触发时才变化。通过这样的时序，可以很容易得到每个主控制信号PULSE/CLK变换后两个相位相反的第一信号输出端51的信号和第二信号输出端52的信号的非交叠信号控制信号，且宽度可以由延控制信号Delay_ctrl控制。第三信号输出端53的信号和第四信号输出端54的信号的时序变化与第一信号输出端51的信号和第二信号输出端52的信号的时序输出，其控制是相同的，输出波形的相位相差180度。

请参阅图4，本发明提供一种宽度可调的非交叠信号电路系统，包括复数个基于本发明的宽度可调的非交叠信号电路；所有的延迟逻辑单元4连接同一延迟控制输入42，所有的延迟逻辑单元4连接同一复位信号输入43接收复位信号NRST，在其他实施例中用户也可以根据每对开关的要求，给出不同复位情况下的状态，即延迟逻辑单元4连接不同的复位信号输入43。每一宽度可调的非交叠信号电路可连接不同的主控制信号PULSE/CLK1～PULSE/CLK N。

本发明的一种宽度可调的非交叠信号电路系统提供多级阵列开关控制，延迟逻辑单元4的延控制信号Delay_ctrl可以共用一个。

请参阅图4、图5，第五信号输出端55和第六信号输出端56的时序信号的时延时间主要由主控制信号PULSE/CLK 1和延控制信号Delay_ctrl控制。第七信号输出端57和第八信号输出端58的信号在区域A保持不变，即在主控制信号PULSE/CLK N不发生变化时，延控制信号Delay_ctrl发生变化并不会改变信号输出，这个特性决定了本发明可以多个通道进行集成控制。

请参阅图4、图6，当复位信号输入43的复位信号NRST由高到低，复位信号产生时，区域B所有通道的输出保持低电平状态，原本反相控制开关对都被牵制到低电平。只有当延控制信号Delay_ctrl第一个脉冲过来时，区域C显示初始化状态，此时所有通道开关开始工作，保持处于正常控制状态。

以上记载的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。