技术领域
[0001] 本
发明属于振荡器技术领域，具体涉及一种用于输出多个占空比脉冲信号的振荡器。
背景技术
[0002] 模拟集成
电路中振荡器是一种常见的电路，其作用是产生系统时钟，其中一个重要的指标就是占空比(Duty Cycle，简称DC)。占空比定义是在一个时钟周期里，高电平时间占时钟周期时间的比例。
[0003]
现有技术中的振荡器能提供一个比较精准占空比的
时钟信号，但在很多应用下，需要在同一个时钟
频率下输出多个精准占空比的脉冲信号，用于最大/最小占空比等功能的控制，常规的振荡器无法实现该功能。
[0004] 因此，针对上述技术问题，有必要提供一种用于输出多个占空比脉冲信号的振荡器。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种用于输出多个占空比脉冲信号的振荡器，以在同一个时钟频率下输出多个精准占空比的脉冲信号。
[0006] 为了实现上述目的，本发明一
实施例提供的技术方案如下：
[0007] 一种用于输出多个占空比脉冲信号的振荡器，所述振荡器包括：
[0008]
电压产生单元，用于输出线性升高的电压Vcap；
[0009] 数据选择器，用于选择不同的参考电压作为基准电压Vref；
[0010] 比较器，用于接
收线性电压产生单元输出的电压Vcap和数据选择器选择的基准电压Vref并比较后输出Out信号；
[0011] 振荡单元，包括若干触发器，用于根据Out信号及时钟信号输出多个
控制信号Q；
[0012] 复位单元，用于产生复位信号Reset对振荡单元及数据选择器进行复位、以及产生复位信号Reset_cap对电压产生单元进行复位；
[0013] 输出单元，用于根据复位信号Reset及控制信号Q产生多个占空比脉冲信号clk_duty。
[0014] 一实施例中，所述电压产生单元包括第一
电流源、第一MOS管及第一电容，第一MOS管为NMOS管，第一MOS管和第一电容并联后与第一电流源相连。
[0015] 一实施例中，所述振荡单元包括第一D触发器和第二D触发器，第一D触发器与比较器输出端相连，第二D触发器和第一D触发器相连，第一D触发器和第二D触发器用于输出第一控制信号Q1和第二控制信号Q2。
[0016] 一实施例中，所述第一D触发器和第二D触发器分别与数据选择器相连，第一控制信号Q1和第二控制信号Q2用于控制数据选择器，当Vcap越过一个参考电压时，选择下一个参考电压作为基准电压Vref，所述参考电压包括第一参考电压Vref1、第二参考电压Vref2及第三参考电压Vref3，且Vref1＜Vref2＜Vref3。
[0017] 一实施例中，所述复位单元包括第一与
门器件及第三D触发器，第一与门器件的输入端分别与比较器、振荡单元相连，第一与门器件的输出端与第三D触发器的输入端相连，第三D触发器的输出端分别与电压产生单元、数据选择器及振荡单元相连，用于输出复位信号Reset和复位信号Reset_cap。
[0018] 一实施例中，所述第三D触发器的输出端之间还并联设有第一延时单元和第一
反相器。
[0019] 一实施例中，所述输出单元包括RS触发器及若干第二反相器，复位信号Reset及第一控制信号Q1产生第一占空比脉冲信号clk_duty1，复位信号Reset及第二控制信号Q2产生第一占空比脉冲信号clk_duty2。
[0020] 一实施例中，所述振荡单元和比较器的输出端之间设有自循环防
锁单元，所述自循环防锁单元包括第二电压产生单元、
施密特触发器及第三与门器件，第二电压产生单元用于输出线性升高的电压Vcap2，电压Vcap2经过施密特触发器后输出Out2信号，Out信号和Out2信号通过第三与门器件输出Out_Tick信号。
[0021] 一实施例中，所述第二电压产生单元包括第二电流源、第二MOS管、第三MOS管及第三反相器，第二MOS管为PMOS管，第三MOS管为NMOS管，第二MOS管的漏极和第三MOS管的漏极相连，第二MOS管的源极与第二电流源相连，第三MOS管的源极与地电位相连，第三反相器的输出端与第二MOS管和第三MOS管的栅极相连，第二MOS管的漏极和第三MOS管的漏极与地电位之间连接有第二电容。
[0022] 一实施例中，所述第三与门器件和第二电压产生单元之间连接有第四反相器、第二延时单元及第四MOS管，第四MOS管为NMOS管。
[0023] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0024] 本发明的振荡器能够在同一个时钟频率下输出多个精准占空比的脉冲信号；
[0025] 通过自循环防锁单元能够避免振荡器在各种偶然或极端条件下振荡器锁死的情况。
附图说明
[0026] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027] 图1为本发明实施例1中振荡器的电路原理图；
[0028] 图2a、2b为本发明实施例1中输出单元的电路原理图，图2c为时钟信号clk的原理图；
[0029] 图3为本发明实施例1中振荡器正常工作时的时序图；
[0030] 图4为本发明实施例1中振荡器被锁死时的时序图；
[0031] 图5为本发明实施例2中振荡器的电路原理图；
[0032] 图6为本发明实施例2中自循环防锁单元的电路原理图；
[0033] 图7为本发明实施例2中振荡器正常工作时的一时序图；
[0034] 图8为本发明实施例2中振荡器正常工作时的另一时序图。
具体实施方式
[0035] 以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但该等实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
[0036] 并且，应当理解的是尽管术语第一、第二等在本文中可以被用于描述各种元件或结构，但是这些被描述对象不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。例如，第一控制信号可以被称为第二控制信号，并且类似地第二控制信号也可以被称为第一控制信号，这并不背离本
申请的保护范围。
[0037] 本发明公开了一种用于输出多个占空比脉冲信号的振荡器，包括：
[0038] 电压产生单元，用于输出线性升高的电压Vcap；
[0039] 数据选择器，用于选择不同的参考电压作为基准电压Vref；
[0040] 比较器，用于接收线性电压产生单元输出的电压Vcap和数据选择器选择的基准电压Vref并比较后输出Out信号；
[0041] 振荡单元，包括若干触发器，用于根据Out信号及时钟信号输出多个控制信号Q；
[0042] 复位单元，用于产生复位信号Reset对振荡单元及数据选择器进行复位、以及产生复位信号Reset_cap对电压产生单元进行复位；
[0043] 输出单元，用于根据复位信号Reset及控制信号Q产生多个占空比脉冲信号clk_duty。
[0044] 进一步地，振荡单元和比较器的输出端之间设有自循环防锁单元，自循环防锁单元包括第二电压产生单元、施密特触发器及第二与门器件，第二电压产生单元用于输出线性升高的电压Vcap2，电压Vcap2经过施密特触发器后输出Out2信号，Out信号和Out2信号通过第二与门器件输出Out_Tick信号。
[0045] 以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0046] 实施例1：
[0047] 参图1、图2a～2c所示为本实施例中振荡器的电路原理图，图3为本实施例中振荡器正常工作时的时序图，其能在同一时钟频率下输出两个精准占空比脉冲信号。
[0048] 本实施例中的振荡器包括：
[0049] 电压产生单元10，用于输出线性升高的电压Vcap；
[0050] 数据选择器20，用于选择不同的基准电压Vref；
[0051] 比较器30，用于接收线性电压产生单元输出的电压Vcap和数据选择器选择的基准电压Vref并比较后输出Out信号；
[0052] 振荡单元40，包括若干触发器，用于根据Out信号及时钟信号输出多个控制信号Q；
[0053] 复位单元50，用于产生复位信号Reset对振荡单元及数据选择器进行复位、以及产生复位信号Reset_cap对电压产生单元进行复位；
[0054] 输出单元，用于根据复位信号Reset及控制信号Q产生多个占空比脉冲信号clk_duty。
[0055] 本实施例中的电压产生单元10包括第一电流源Iref、第一MOS管M1及第一电容C1，第一MOS管M1为NMOS管，第一MOS管M1和第一电容C1并联后与第一电流源Iref相连。结合图3所示，本实施例中的电压产生单元10产生的电压Vcap在每个时钟周期内电压线性升高。
[0056] 振荡单元40包括第一D触发器D1和第二D触发器D2，第一D触发器D1与比较器输出端相连，第二D触发器D2和第一D触发器D1相连，第一D触发器D1和第二D触发器D2用于输出第一控制信号Q1和第二控制信号Q2。
[0057] 本实施例中的第一D触发器D1和第二D触发器D2分别与数据选择器相连，第一控制信号Q1和第二控制信号Q2用于控制数据选择器，当Vcap越过一个参考电压时，选择下一个参考电压作为基准电压Vref，结合图3所示，参考电压包括第一参考电压Vref1、第二参考电压Vref2及第三参考电压Vref3，且Vref1＜Vref2＜Vref3。
[0058] 复位单元50包括第一与门器件AND1及第三D触发器D3，第一与门器件AND1的输入端分别与比较器AMP、振荡单元40相连，第一与门器件AND1的输出端与第三D触发器D3的输入端相连，第三D触发器D3的输出端分别与电压产生单元10、数据选择器20及振荡单元40相连，用于输出复位信号Reset和复位信号Reset_cap，通过复位信号Reset对第一触发器D1、第二触发器D2及数据选择器进行复位，通过复位信号Reset_cap对电压产生单元进行复位。
[0059] 优选地，本实施例中的第三D触发器D3的输出端之间还并联设有第一延时单元Delay1和第一反相器。
[0060] 参图2a、2b所示，输出单元包括RS触发器及若干第二反相器，复位信号Reset及第一控制信号Q1通过RS触发器R1和若干反相器产生第一占空比脉冲信号clk_duty1，复位信号Reset及第二控制信号Q2通过RS触发器R2和若干反相器产生第一占空比脉冲信号clk_duty2。
[0061] 另外，参图2c所示，本实施例中第一控制信号Q1和第二控制信号Q2通过第二与门器件AND2后输出时钟信号clk，时钟信号clk的脉冲宽度由第一延时单元delay1的时延决定。
[0062] 结合图1至图3所示，振荡器正常工作时，每个时钟周期Vcap电压线性升高，依次越过参考电压Vref1、Vref2、Vref3，D触发器D1和D2输出的控制信号Q1、Q2控制数据选择器，使Vcap每次越过一个参考电压时，选择下一个参考电压电压做为比较器的基准电压Vref，当Vcap电压越过第三个参考电压Vref3时，第一与门器件AND1将输出一上升沿脉冲，产生Reset和Reset_cap信号，使Vcap电压、所有D触发器及数据选择器复位，回到下一周期的起始点，随着Vcap电压的升高，开始下一周期，如此循环。
[0063] 参图3所示，本实施例中最终振荡器能精确输出两个占空比不同的脉冲信号clk_duty1和clk_duty2。
[0064] 实施例2：
[0065] 实施例1中的振荡器存在被锁死的
风险，如图4所示，当相邻两个参考电压比较接近使得图示Δt小于振荡器中比较器的翻转速度时，比较器的输出在越过这两个参考电压时不能产生两个上升沿脉冲而只能产生一个上升沿脉冲，导致后面逻辑出错，振荡器将一直被锁死，不能再输出时钟信号。
[0066] 参图5所示，为防止上述各种因素导致振荡器被锁死的风险，在实施例1的
基础上增加了自循环防锁单元60，当出现比较器的输出不能输出正确的上升沿个数的时候，自循环防锁单元将介入，补足缺失的上升沿，从而避免振荡器被锁死。
[0067] 参图5、图6所示，本实施例中的振荡单元和比较器的输出端之间设有自循环防锁单元60，自循环防锁单元60包括第二电压产生单元61、施密特触发器62及第三与门器件63(AND3)，第二电压产生单元60用于输出线性升高的电压Vcap2，电压Vcap2经过施密特触发器后输出Out2信号，Out信号和Out2信号通过第三与门器件AND3输出Out_Tick信号。
[0068] 具体地，第二电压产生单元61包括第二电流源、第二MOS管M2、第三MOS管M3及第三反相器，第二MOS管M2为PMOS管，第三MOS管M3为NMOS管，第二MOS管M2的漏极和第三MOS管M3的漏极相连，第二MOS管M2的源极与第二电流源相连，第三MOS管M3的源极与地电位相连，第三反相器的输出端与第二MOS管M2和第三MOS管M2的栅极相连，第二MOS管M2的漏极和第三MOS管M3的漏极与地电位之间连接有第二电容C2。
[0069] 进一步地，第三与门器件AND3和第二电压产生单元61之间连接有第四反相器、第二延时单元Delay2及第四MOS管M4，第四MOS管M4为NMOS管。
[0070] 参图7所示为比较器输出一个上升沿后就不能再翻转的情形，Out输出第一个上升沿，就一直保持为高，这时，自循环防锁单元就会自己内部振荡，每个时钟周期产生额外的两个上升沿脉冲(Out2)，使振荡器即便出错也能每次回到初始状态，振荡器不会被锁住。
[0071] 参图8所示为比较器输出两个上升沿后就不能再翻转的情形，Out输出第二个上升沿，就一直保持为高，这时，自循环防锁单元就会自己内部振荡，每个时钟周期产生额外的一个上升沿脉冲(Out2)，使振荡器即便出错也能每次回到初始状态，振荡器不会被锁住。
[0072] 应当理解的是，上述各实施例中以产生两个精确占空比的脉冲信号为例进行说明，在其他实施例中还可以通过改变参考电压Vref的数量等实现更多精确占空比脉冲信号的产生，此处不再一一进行赘述。
[0073] 上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
[0074] 本发明的振荡器能够在同一个时钟频率下输出多个精准占空比的脉冲信号；
[0075] 通过自循环防锁单元能够避免振荡器在各种偶然或极端条件下振荡器锁死的情况。
[0076] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附
权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0077] 此外，应当理解，虽然本
说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
