占空比校准电路及方法与流程

本技术涉及电学领域，尤其涉及一种占空比校准电路及方法。

背景技术：

1、随着数据接口的速率越来越高，时钟占空比失真对发送端和接收端的影响愈发明显。在接收端，占空比失真会减小时序电路建立时间和保持时间的裕量，增加误码率。在发送端，占空比失真会引入占空比失真抖动（dcd，duty cycle distortion），造成眼图失真。

2、传统电路采用差分模拟运算放大器检测占空比失真，并根据误差信号调整差分时钟信号的占空比。但是，采用该方式检测待校准时钟信号的共模和差模占空比信息时，由于差分时钟信号存在互耦效应，共模校准时容易产生偏差。

技术实现思路

1、本技术要解决的技术问题是差分时钟信号存在互耦效应，使得共模校准时容易产生偏差。

2、为解决上述技术问题，本技术提供了一种占空比校准方法，用于对差分时钟信号进行校准，所述差分时钟信号包括第一时钟信号和第二时钟信号，包括：获取所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的当前占空比结果；当所述当前占空比结果为当前占空比与目标占空比不同时，调节所述第一时钟信号的第一校准电压，同时反向调节所述第二时钟信号的第二校准电压，至所述第一时钟信号的当前占空比达到预设范围；继续调节所述第二时钟信号的第二校准电压，至所述第二时钟信号的当前占空比达到所述预设范围；交替调节所述第一校准电压和所述第二校准电压，至所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的当前占空比均达到目标占空比。

3、在一些实施例中，当所述当前占空比结果为当前占空比与目标占空比不同时，使所述第一校准电压增大，同时使所述第二校准电压减小，至所述第一时钟信号的当前占空比达到预设范围；或者使所述第一校准电压减小，同时使所述第二校准电压增大，至所述第一时钟信号的当前占空比达到预设范围。

4、在一些实施例中，所述预设范围为目标占空比±1%。

5、在一些实施例中，将所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的时钟直流分量分别与参考电压进行比较，以获得所述当前占空比结果。

6、在一些实施例中，当所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的时钟直流分量大于或小于所述参考电压时，所述当前占空比结果为所述当前占空比与所述目标占空比不同。

7、在一些实施例中，所述目标占空比为50%，所述参考电压为所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的占空比为50％时检测出的低频电压。

8、本技术还提供一种占空比校准电路，用于对差分时钟信号进行校准，所述差分时钟信号包括第一时钟信号和第二时钟信号，包括：占空比检测单元，用于获得所述第一时钟信号和第二时钟信号的当前占空比结果；占空比校准单元，与所述占空比检测单元连接，并基于所述当前占空比结果，执行如下操作：当所述当前占空比结果为当前占空比与目标占空比不同时，调节所述第一时钟信号的第一校准电压，同时反向调节所述第二时钟信号的第二校准电压，至所述第一时钟信号的当前占空比达到预设范围；继续调节所述第二时钟信号的第二校准电压，至所述第二时钟信号的当前占空比达到预设范围；交替调节所述第一校准电压和所述第二校准电压，至所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的当前占空比均达到目标占空比。

9、在一些实施例中，所述占空比校准单元包括：校准电压输出单元，与所述占空比检测单元连接，用于根据所述当前占空比结果输出所述第一校准电压和所述第二校准电压；占空比调整单元，与所述校准电压输出单元连接，用于将所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的当前占空比进行调整。

10、在一些实施例中，所述校准电压输出单元包括：校准状态机，与所述占空比检测单元连接，用于根据所述当前占空比结果输出第一控制信号和第二控制信号；第一数模转换器，与所述校准状态机连接，用于输入所述第一控制信号，并输出所述第一校准电压；第二数模转换器，与所述校准状态机连接，用于输入所述第二控制信号，并输出所述第二校准电压。

11、在一些实施例中，所述占空比调整单元包括第一调整单元，用于调整所述第一时钟信号的当前占空比，且包括：第一mos管，所述第一mos管的栅极连接所述第一数模转换器，所述第一mos管的源极连接第一电位；第二mos管，所述第二mos管的栅极连接所述第一时钟信号的输出端，所述第二mos管的源极连接所述第一调整单元的输出端；第三mos管，所述第三mos管的栅极连接所述第一时钟信号的输出端，所述第三mos管的漏极连接所述第一调整单元的输出端；第四mos管，所述第四mos管的栅极连接所述第一数模转换器，所述第四mos管的漏极连接所述第三mos管的源极，所述第四mos管的源极连接第二电位，其中所述第二电位低于所述第一电位。

12、在一些实施例中，所述占空比调整单元包括第二调整单元，用于调整所述第二时钟信号的当前占空比，且包括：第五mos管，所述第五mos管的栅极连接所述第二数模转换器，所述第五mos管的源极连接第三电位；第六mos管，所述第六mos管的栅极连接所述第二时钟信号的输出端，所述第六mos管的源极连接所述第二调整单元的输出端；第七mos管，所述第七mos管的栅极连接所述第二时钟信号的输出端，所述第七mos管的漏极连接所述第二调整单元的输出端；第八mos管，所述第八mos管的栅极连接所述第二数模转换器，所述第八mos管的漏极连接所述第七mos管的源极，所述第八mos管的源极连接第四电位，其中所述第四电位低于所述第三电位。

13、在一些实施例中，所述占空比校准电路还包括第一时钟偏移校正电路，所述第一时钟偏移校正电路包括：第一反相器，所述第一反相器的输入端连接所述第一调整单元的输出端，所述第一反相器的输出端连接所述第二调整单元的输出端；第二反相器，所述第二反相器的输入端连接所述第二调整单元的输出端，所述第二反相器的输出端连接所述第一调整单元的输出端。

14、在一些实施例中，所述占空比校准电路还包括时钟树单元，所述时钟树单元连接所述占空比调整单元和所述占空比检测单元，所述时钟树单元包括：第一输入端，连接所述第一调整单元；第二输入端，连接所述第二调整单元；第一输出端和第二输出端，连接所述占空比检测单元；第一缓冲电路，连接所述第一输入端和所述第一输出端，且包括级联的多级驱动器；第二缓冲电路，连接所述第二输入端和所述第二输出端，且包括级联的多级驱动器；第二时钟偏移校正电路，包括第三反相器和第四反相器，所述第三反相器的输入端和所述第一缓冲电路连接，输出端和所述第二缓冲电路连接，所述第四反相器的输入端和所述第二缓冲电路连接，输出端和所述第一缓冲电路连接。

15、在一些实施例中，所述第一缓冲电路和所述第二缓冲电路还分别和正常工作电路连接，用于提供工作时钟信号，且所述工作时钟信号和所述差分时钟信号互为镜像。

16、在一些实施例中，所述占空比检测单元包括：滤波器，连接所述时钟树单元的第一输出端和第二输出端，用于获得所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的时钟直流分量；动态比较器，所述动态比较器的第一输入端连接所述滤波器，所述动态比较器的第二输入端用于输入参考电压，所述动态比较器的输出端用于输出所述当前占空比结果。

17、与现有技术相比，本技术技术方案的占空比校准电路及方法具有如下有益效果：

18、本技术技术方案的占空比校准方法采用分阶段校准方式对差分时钟信号的占空比进行校准，其中在第一阶段通过调节第一时钟信号的第一校准电压，使得第一时钟信号的当前占空比达到预设范围，与此同时，反向调节第二时钟信号的第二校准电压，进而减小差分时钟信号间的互耦效应；在第二阶段通过调节第二校准电压，只对第二时钟信号的当前占空比校准，因此同样可以减小差分时钟信号间的互耦效应；在第三阶段采用交替调节第一校准电压和第二校准电压的方式，以对第一时钟信号和第二时钟信号的当前占空比进行交替校准，进而可以减小差分时钟信号间的互耦效应。因此，本技术技术方案的占空比校准方法可以有效地减小差分时钟信号间的互耦效应。

19、本技术技术方案的占空比校准电路采用前述的分阶段校准方式对差分时钟信号的占空比进行校准，因此可以有效地减小差分时钟信号间的互耦效应。进一步地，第一数模转换器和第二数模转换器相互独立，使得第一时钟信号的第一校准电压和第二时钟信号的第二校准电压间也相互独立，同时由相互独立的第一调整单元和第二调整单元分别对第一时钟信号的当前占空比、第二时钟信号的当前占空比进行调整，能够进一步的减小差分时钟信号间的互耦效应。同时，该占空比校准电路通过数字环路调整差分时钟信号的占空比，抗噪声能力强。