一种占空比调节装置、SOC芯片及电子设备的制作方法

本技术属于电子电路领域，具体涉及一种占空比调节装置、soc芯片及电子设备。

背景技术：

1、芯片设计中，对于时钟信号的信号占空比(duty)要求很高，例如，在串行器(serializer)或解串器(deserializer)的场景中，需要时钟信号具有特定的占空比。但是时钟发生电路，例如，锁相环(phase locked loop，pll)、延迟锁相环(delay locked loop，dll)往往只能产生某一固定占空比的时钟信号，并非是特定占空比的时钟信号，所以需要利用占空比调节电路来调节时钟信号的占空比。

2、目前传统的占空比调节电路，如图1所示，这是一个典型的包含3路的时钟占空比调节电路，通过控制选择器(mux3)可以输出不同信号占空比的时钟信号。通过使用与非门，可以将原有的时钟信号的high pulse(高电平)变短，low pulse(低电平)变长；通过使用或非门，可以将原有的时钟信号的high pulse变长、low pulse变短。

3、虽然上述占空比调节电路块的技术原理简单，但该占空比调节电路的精度不高，无法精确将时钟信号的占空比调节到随机指定的占空比。

技术实现思路

1、鉴于此，本技术的目的在于提供一种占空比调节装置、soc芯片及电子设备，以改善传统的占空比调节电路存在调节精度不高，以及无法精确将时钟信号的占空比调节到随机指定占空比的问题。

2、本技术的实施例是这样实现的：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种占空比调节装置，包括：调节模块和误差比较电路；所述误差比较电路的第一输入端与所述调节模块的输出端电连接。所述调节模块被配置为接收第一输入时钟、误差电压信号以及第一参数调节信号，并根据所述误差电压信号对所述第一输入时钟的占空比进行调节，得到第一时钟信号；基于所述第一时钟信号、所述第一参数调节信号，产生与所述第一时钟信号的占空比相关的第一电压信号。所述误差比较电路的第二输入端被配置为接收第一参考电压信号，所述误差比较电路的输出端与所述调节模块的控制端电连接；所述误差比较电路被配置为基于所述第一电压信号和所述第一参考电压信号产生所述误差电压信号，其中，所述第一参考电压信号与目标时钟信号的占空比相关。其中，当所述占空比调节装置的环路稳定时，所述第一时钟信号的占空比与所述目标时钟信号的占空比一致。

4、本技术实施例中，基于环路反馈控制机制(调节模块的输出端与误差比较电路的第一输入端电连接，误差比较电路的输出端与调节模块的控制端电连接，以此构成环路)来调节第一输入时钟的占空比，实现对占空比的精确调节；同时，通过第一参数调节信号来调节调节模块的内部参数，以使第一电压信号逼近第一参考电压信号，当占空比调节装置的环路稳定时，便可使第一时钟信号的占空比与目标时钟信号的占空比一致，这样便可实现通过更改第一参考电压信号的大小，从而改变第一时钟信号的占空比，以满足多种时钟场景的需求。

5、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述调节模块包括：压控占空比调节器和第一占空比电压转换器；压控占空比调节器与所述误差比较电路的输出端电连接；所述压控占空比调节器被配置为接收所述误差电压信号和所述第一输入时钟，并根据所述误差电压信号对所述第一输入时钟的占空比进行调节，得到所述第一时钟信号；第一占空比电压转换器与所述压控占空比调节器的输出端、所述误差比较电路的第一输入端电连接；所述第一占空比电压转换器被配置为接收所述第一参数调节信号、所述第一时钟信号，并基于所述第一时钟信号、所述第一参数调节信号，产生所述第一电压信号。

6、本技术实施例中，利用压控占空比调节器来调节第一输入时钟的占空比，同时，利用第一参数调节信号来调节第一占空比电压转换器的内部参数，消除因为第一时钟信号和目标时钟信号的频率(或周期)差异带来的电压差异，以便将第一输入时钟的占空比转换为与其占空比具有唯一对应关系的第一电压信号，这样当第一电压信号与第一参考电压信号相等时，第一时钟信号的占空比便与目标时钟信号的占空比一致。

7、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述第一占空比电压转换器，包括：第一电流源、第一开关电容电路和第二开关电容电路；第一开关电容电路与所述第一电流源、所述压控占空比调节器的输出端、以及所述误差比较电路的第一输入端电电连接；所述第一开关电容电路被配置为接收所述第一时钟信号、所述第一时钟信号的反相信号、所述第一参数调节信号；其中，所述第一参数调节信号用于调节所述第一开关电容电路的电容容值；所述第一时钟信号、所述第一时钟信号的反相信号均为所述第一开关电容电路的控制时钟；所述第一开关电容电路被配置为利用电荷共享原理，将所述控制时钟的占空比转换为所述第一电压信号；第二开关电容电路与所述第一电流源、所述压控占空比调节器的输出端电连接；所述第二开关电容电路被配置为接收所述第一时钟信号、所述第一时钟信号的反相信号、所述第一参数调节信号；所述第二开关电容电路被配置为使所述第一电流源持续保持工作状态；其中，所述第一参数调节信号还用于调节第二开关电容电路的电容容值；所述第一时钟信号、所述第一时钟信号的反相信号均为所述第二开关电容电路的控制时钟，且所述第二开关电容电路的控制逻辑与所述第一开关电容电路的控制逻辑相反。

8、本技术实施例中，采用上述结构的第一占空比电压转换器(包括第一电流源、第一开关电容电路和第二开关电容电路)，以便于能够利用电荷共享原理，将控制时钟的占空比转换为第一电压信号，在实现其目的的同时，增强了系统的稳定性，从而提高了调节精准度。

9、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述第一开关电容电路包括：第一开关、第二开关、第三开关、第一电容阵列、第二电容阵列；所述第一开关的第一端与所述第一电流源电连接，所述第一开关的第二端经过所述第二开关接地，所述第一开关的第二端还经所述第一电容阵列接地，所述第一开关的第二端还与所述第三开关的第一端电连接，所述第三开关的第二端经所述第二电容阵列接地，所述第三开关的第二端还与所述误差比较电路的第一输入端电电连接；所述第一电容阵列、所述第二电容阵列被配置为响应所述第一参数调节信号调整自身的电容容值；其中，所述第一开关和所述第三开关受所述第一时钟信号控制，所述第二开关受所述第一时钟信号的反相信号控制。

10、本技术实施例中，采用上述结构的开关电容电路，通过第一参数调节信号调整第一电容阵列、第二电容阵列的电容容值，从而可以快速消除因为第一时钟信号和目标时钟信号的频率(或周期)差异带来的电压差异，能够使得第一电压信号尽可能的逼近第一参考电压信号。

11、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述第二开关电容电路包括：第一开关、第二开关、第三开关、第一电容阵列、第二电容阵列；所述第一开关的第一端与所述第一电流源电连接，所述第一开关的第二端经过所述第二开关接地，所述第一开关的第二端还经所述第一电容阵列接地，所述第一开关的第二端还与所述第三开关的第一端电连接，所述第三开关的第二端经所述第二电容阵列接地；所述第一电容阵列、所述第二电容阵列被配置为响应所述第一参数调节信号调整自身的电容容值；其中，所述第一开关和所述第三开关受所述第一时钟信号的反相信号控制，所述第二开关受所述第一时钟信号控制。

12、本技术实施例中，采用上述结构的第二开关电容电路，能够使第一电流源持续保持工作状态，以保证第一电压信号为连续的电压信号。

13、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述第一电流源包括：开关管和比较器；所述开关管的输入端被配置为与电源电连接，所述开关管的输出端与所述第一开关电容电路、所述第二开关电容电路电连接；所述比较器的第一输入端与所述开关管的输出端电连接，所述比较器的第二输入端被配置为接收第二参考电压信号，所述比较器的输出端与所述开关管的控制端电连接，所述第二参考电压信号用于调节所述第一电流源的输出电流。

14、本技术实施例中，采用上述结构的第一电流源，使得该第一电流源的输出电流可以配置，即通过更改第二参考电压信号便可调节第一电流源的输出电流，从而可以调节第一电压信号的大小，以增强方案的灵活性。

15、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述调节模块还包括：滤波器；所述第一占空比电压转换器的输出端通过所述滤波器与所述误差比较电路的第一输入端电连接。

16、本技术实施例中，通过在环路中增加滤波器，可以滤除第一电压信号中的纹波，使调节更精确。

17、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述占空比调节装置还包括：控制电路，与所述误差比较电路的第二输入端电电连接，所述控制电路被配置为接收第二输入时钟、第二参数调节信号，并基于所述第二输入时钟产生预期占空比的所述目标时钟信号，以及基于所述目标时钟信号、所述第二参数调节信号产生所述第一参考电压信号；其中，第二参数调节信号用于调节所述控制电路的内部参数，以使所述第一电压信号逼近第一参考电压信号。

18、本技术实施例中，通过增加产生第一参考电压信号的控制电路，便于对调节模块的精确控制，更利于产生多种占空比的时钟信号，以满足多种时钟场景的需求。

19、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述控制电路包括：可编程占空比发生器和可编程占空比发生器；所述可编程占空比发生器被配置为接收所述第二输入时钟，并基于所述第二输入时钟产生预期占空比的所述目标时钟信号；第二占空比电压转换器分别与所述可编程占空比发生器的输出端和所述误差比较电路的第二输入端电电连接，所述占空比电压转换器被配置为接收所述第二参数调节信号、所述目标时钟信号，并基于所述目标时钟信号、所述第二参数调节信号，产生所述第一参考电压信号。

20、本技术实施例中，利用可编程占空比发生器来产生预期占空比的时钟信号，以满足多种时钟场景的需求；同时，利用第二参数调节信号来调节第二占空比电压转换器的内部参数，消除因为第一时钟信号和目标时钟信号的频率(或周期)差异带来的电压差异，以便将目标时钟信号转换为与其占空比具有对应关系的第一参考电压信号，这样当第一电压信号与第一参考电压信号相等时，第一时钟信号的占空比便与目标时钟信号的占空比一致。

21、结合第一方面实施例的一种可能的实施方式，所述控制电路还包括：滤波器；所述第二占空比电压转换器的输出端通过所述滤波器与所述误差比较电路的第二输入端电连接。

22、本技术实施例中，通过增加滤波器，可以滤除第一参考电压信号中的纹波，使调节更精确。

23、第二方面，本技术实施例还提供了一种soc芯片，包括：时钟模块和如上述的占空比调节装置；所述时钟模块被配置为产生所述第一输入时钟。

24、第三方面，本技术实施例还提供了一种电子设备，包括：上述的占空比调节装置，或者，如上述的soc芯片。

25、本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。