调光电路的制作方法_2

文档序号:8434618阅读:来源:国知局
,产生与DPWM信号的占空比相同的高频的第二时钟信号。
[0021]图4是本实施例第二高频振荡器30的原理图,如图4所示,第二高频振荡器30包括第一电流镜组IH、第二电流镜组IL、第一电容Cl、第二电容C2、第一比较器COMPl、第二比较器C0MP2、第一放电开关丽1、第二放电开关丽2第一或非门NORl和第二或非门N0R2。
[0022]第一电流镜组IH与计数器20输出的二进制数据HDl?HDN相连接,利用二进制数据HDl?HDN控制该第一电流镜组IH的输出电流,提供第一充电电流。第一电流镜组IH的输出端与第一电容Cl相连接,利用所述第一充电电流对第一电容Cl进行充电。
[0023]第二电流镜组IL与二进制数据HLl?HLN相连接,利用二进制数据HLl?HLN控制该第二电流镜组IL的输出电流,提供第二充电电流。第二电流镜组IL的输出端与第二电容C2相连接,利用所述第二充电电流对第二电容C2进行充电。
[0024]第一比较器COMPl的第一输入端与第一电容Cl相连接,第二输入端与电容参考电压相连接,输出端与第一或非门NORl的输入端相连接。
[0025]第二比较器C0MP2的第一输入端与第二电容C2相连接,第二输入端与电容参考电压相连接,输出端与第二或非门N0R2的输入端相连接。
[0026]第一放电开关丽I连接于第一电容Cl的两侧,其受控端与第二或非门N0R2的输出端相连接,当第一放电开关丽I导通时,第一电容Cl放电,电压降为低电平。
[0027]第二放电开关丽2连接于第二电容C2的两侧,其受控端与第一或非门NORl的输出端相连接,当第二放电开关丽2导通时,第二电容C2放电,电压降为低电平。
[0028]第一放电开关丽I和第二放电开关丽2可以为晶体管、场效应管、可控硅等电子开关。
[0029]第一或非门NORl的第一输入端与第一比较器COMPl的输出端相连接,第二输入端与第二或非门N0R2的输出端相连接,输出端与第二或非门N0R2的输入端相连接。
[0030]第二或非门N0R2的第一输入端与第二比较器C0MP2的输出端相连接,输出端与第一或非门NORl的第二输入端相连接,并作为第二高频振荡器30的输出端,输出第二时钟信号CK2。
[0031]如图5所示,第一电流镜组IH包括N支路镜像电流源IHl?IHN,其电流与该第一电流镜组IH的基准电流IHO的比例为二进制比例,即IH1=IH0,且IH1:1H2:1H3:...:1HN=1:2:4:-2N-lo第二电流镜组IL包括N支路镜像电流源ILl?ILN,其电流与该第二电流镜组IL的基准电流ILO的比例为二进制比例,即ILl=ILO,且IL1:1L2:1L3:…:1LN=1:2:4:…:2N-1。VDD 为电源电压。
[0032]二进制数据HDl?HDN分别通过Kll?KlN控制各镜像电流源IHl?IN,第一电流镜组IH的输出端与第一电容Cl相连接,输出的电流值IH=HD1.20.1H0+HD2.21.1HO+-+HDN.2N-1.ΙΗ0,其中HDl?HDN的取值为O或I。也就是说,第一电容Cl的充电电流是高电平时间数的倍数的基准电流。
[0033]二进制数据HLl?HLN分别通过K21?K2N控制各镜像电流源ILl?ILN,第二电流镜组IL的输出端与第二电容C2相连接,输出的电流值L=HDl.20.1L0+HD2.21.1LO+…+HDN.2N-1.1L0,其中HDl?HDN的取值为O或I。也就是说,第一电容C2的充电电流是低电平时间数的倍数的基准电流。
[0034]第二振荡器30的工作原理具体为:初始时,第一电容Cl和第二电容C2上的电压为零(即VC1=VC2=0),第一电流镜组IH对第一电容Cl充电,当节点VCl的电压大于电容参考电压VTH时,第一比较器COMPl输出高电平,第一或非门NORl输出变为低电平,即第二放电开关丽2的栅极变为低电平,第二放电开关丽2被关断,允许第二电流镜组IL对第二电容C2进行充电,此时第二或非门N0R2的两个输入端都为低电平,第二或非门N0R2的输出端为高电平,即输出第二时钟信号CK2为高电平。当节点VC2电压大于电容参考电压VTH时,第二比较器C0MP2输出高电平,第二或非门N0R2的输出被置为低电平,即第一放电开关MNl的栅极变为低电平,第一放电开关MNl被关断,允许第一电流镜组IH对第一电容Cl进行充电,此时输出第二时钟信号CK2为低电平。当节点VCl被充电至VCl节点电压大于电容参考电压VTH时,第一比较器COMPl输出高电平,第一或非门NORl输出变为低电平,即第二放电开关丽2的栅极变为低电平,第二放电开关丽2被关断,允许第二电流镜组IL对第二电容C2进行充电,输出第二时钟信号CK2为高电平。这样,周而复始,就形成了振荡,这样就产生了周期性的第二时钟信号CK2。具体的波形如图6所示。
[0035]其中,高电平时间TH= (VTH.Cl)/(HD.1H),VTH为电容参考电压VTH的电压值,Cl为第一电容Cl的电容值,HD=HDl.20+HD2.21+…+HDN.2N-1,HDl?HDN为信号HDl?HDN的二进制数值,为O或者I。
[0036]低电平时间TL= (VTH.C2) / (LD.1L),VTH为电容参考电压VTH的电压值,C2为第二电容C2 的电容值,LD=LDl.20+LD2.21+...+?)Ν.2N-1,LDl ?LDN 为信号LDl ?LDN 的二进制数值,为O或者I。
[0037]第二时钟信号CK2的占空比D_CK2=TL/ (TL+TH) =HD/ (HD+LD),而根据计数器原理可知,DPWM信号的高电平时间T1=T_CK1.HD,低电平时间T2=T_CK1.LD,所以DPWM信号的占空比 D_PWM=T1/ (T1+T2) =HD/ (HD+LD),所以 D_CK2=D_PWM。而第二时钟信号 CK2 的频率F_CK2=1/(TH+TL)=IH1/(VTH.Cl.(1/HD+1/LD))。为了满足设计第二振荡器的频率较高,设计时可以将第一电容Cl设计得很小,这样F_CK2很大,同时芯片面积也很小。
[0038]滤波器40用于对第二时钟信号CK2进行滤波,并将滤波后输出的电压作为调光电路输出的调光电压VDIM。
[0039]图7是本实施例提供的一种滤波器40的原理图,如图7所示,该滤波器40为二阶低通滤波器,包括电阻R1、电容C3、电阻R2和电容C4构成滤波器,参考电压REF经由开关Kl与电阻Rl相连接,第二高频信号CK2控制开关Kl以及通过非门INVl控制开关K2。第二高频信号CK2经过滤波器40后输出调光电压VDM。
[0040]当第二高频信号CK2为较高频率的周期信号时,所需的电阻R1,电容C3,电阻R2,电容C4的电阻值和电容值可以很小。以第二高频信号CK2的周期信号频率比调光信号DPWM的频率高100倍为例,所需的电阻值和电容值可以分别减小10倍。
[0041]以现有技术中,如果电阻R1=R2=7.5ΜΩ,C3=C4=12.5pF的滤波器能将频率高于10/(2.Jr.Rl.Cl)的调光信号近似滤成波动较小的调光电压信号,此频率约为16.98K赫兹。而在本申请中,由于滤波器输入端的频率较高,其电阻Rl和R2可以取0.75M欧姆,电容C3和C4可以取1.25pF。这样元件的面积可以减小到现有技术的十分之一,实际设计中,比较优选的方案是优选减小面积较大的部分,例如电容所占面积比电阻大,可以让电容减小较大倍数,例如20倍,电阻减小5倍,其乘积仍维持减小100倍,则面积减小到:(150X150/20+80X80/5)/(150X150+80X80)=8.3%
由此可见,本申请可以有效减小滤波电路的电阻和电容的值,从而减小芯片占用面积,降低滤波电路的设计难度,减轻线路布局设计的压力。
[0042]图8是本申请实施例提供的又一种第二高频振荡器30的电路原理图,如图8所示,该第二高频振荡器30包括:第一电流镜组IH、第二电流镜组IL、电容C、比较器C0MP、放电开关MN、第一控制开关KH、第二控制开关KL、触发器DFF和延时单元DT。
[0043]第一电流镜组IH和第二电流镜组IL与图4中的相同,分别用于提供第一充电电
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