用來產生輸出頻率信號的頻率產生電路及相關方法
2023-10-17 15:06:04
專利名稱：用來產生輸出頻率信號的頻率產生電路及相關方法
技術領域：
本發明涉及一種頻率產生電路，尤指一種可以產生特定工作周期的頻率產生電路及相關方法。
背景技術：
對於某些電路而言，例如開關電容式電路(switching-capacitor circuit)或是雙倍數據率(Double Data Rate,DDR)動態隨機存取內存(DynamicRandom-Access Memory,DRAM)，頻率信號的工作周期(duty cycle)是非常重要的，若是頻率信號的工作周期偏離50%太多，可能會影響到電路的效能，最嚴重的情況也可能會導致電路的功能失常。因此，一般來說，在系統中需要有一個可以調整頻率信號的工作周期的電路。一般來說，現有技術是利用數字延遲線來調整頻率信號的工作周期，例如「Anall-digital 50% duty-cycle corrector, IEEE, 2004, page 11-925-11-928」,然而，數字 延遲線的長度會受到頻率信號的頻率所影響，當頻率信號的頻率很低時，會需要很長的數字延遲線而導致晶片面積的增加。此外，數字延遲線的設計本身也需要較長的長度以降低上述電路的量化誤差(quantization error)。
發明內容
因此，本發明的目的之一在於提供一種可以產生特定工作周期的頻率產生電路及相關方法，其晶片面積不會受到頻率信號的頻率以及電路的量化誤差的影響，以解決上述的問題。依據本發明一實施例，一種用來產生輸出頻率信號的頻率產生電路包含有脈衝產生器、計數器、處理單元以及頻率產生器。該脈衝產生器用來產生第一脈衝信號；該計數器耦接於該脈衝產生器，其中當該脈衝產生器產生該第一脈衝信號之後，該計數器使用參考頻率信號來開始計數，以產生計數值；該處理單元耦接於該計數器，用來接收該計數值，且當該計數值到達臨界值時，產生第二脈衝信號；該頻率產生器耦接於該脈衝產生器與該處理單元，用來依據該第一脈衝信號以及該第二脈衝信號以產生該輸出頻率信號。依據本發明另一實施例，一種用來產生輸出頻率信號的方法包含有產生第一脈衝信號；當產生該第一脈衝信號之後，使用一參考頻率信號來開始計數，以產生第一計數值；接收該第一計數值，且當該第一計數值到達臨界值時，產生第二脈衝信號；以及依據該第一脈衝信號以及該第二脈衝信號以產生該輸出頻率信號。
圖I為依據本發明第一實施例的用來產生輸出頻率信號的頻率產生電路的示意圖；圖2為圖I所示的各信號的時序圖；圖3為依據本發明第二實施例的用來產生輸出頻率信號的頻率產生電路的示意圖；圖4為依據本發明一實施例的一種用來產生輸出頻率信號的方法。
具體實施例方式參考圖1，圖I為依據本發明第一實施例的用來產生輸出頻率信號CLK_0UT的頻率產生電路100的示意圖。如圖I所示，頻率產生電路100包含有脈衝產生器110、計數器120、處理單元130以及頻率產生器(於本實施例中，該頻率產生器為設定/重設(Set/Reset, SR)閂鎖器140)。其中頻率產生電路100用來接收輸入頻率信號CLK_IN，並將輸入頻率信號CLK_IN調整為具有特定工作周期(duty cycle)的輸出頻率信號CLK_0UT。同時參考圖I及圖2，圖2為圖I所示的各信號的時序圖。在頻率產生電路100的操作上，首先，脈衝產生器110接收輸入頻率信號CLK_IN，並藉由輸入頻率信號CLK_IN的邊緣觸發(於本實施例為正緣觸發)以產生第一脈衝信號PA,其中脈衝信號PA與輸入頻率信 號CLK_IN具有相同的周期。接著，計數器120藉由第一脈衝信號PA的邊緣觸發(於本實施例為正緣觸發)以使用振蕩器150所產生的參考頻率信號CLK_REF來開始計數以產生第一計數值CV,並將第一計數值CV傳送至處理單元130。接著,處理單元130接收第一計數值CV，且當第一計數值CV到達臨界值時，產生第二脈衝信號PB，其中該臨界值用來表示該特定工作周期所對應的計數值，舉例來說，假設第一脈衝信號PA的周期寬度T對應到的計數值為10，則假設頻率產生電路100是用來產生50% T作周期的輸出頻率信號CLK_0UT，則該臨界值則為5 ;而若是頻率產生電路100是用來產生30%工作周期的輸出頻率信號CLK_OUT，則該臨界值則為3…以此類推。此外，該臨界值可以由設計者設定或是由頻率產生電路100所產生，相關細節內容於以下再行敘述。最後，SR閂鎖器140接收第一脈衝信號PA以及第二脈衝信號PB以產生輸出頻率信號CLK_0UT。關於處理單元130所使用的該臨界值，於本發明一實施例中，在頻率產生電路100開始產生具有該特定工作周期的輸出頻率信號CLK_0UT之前，計數器120使用參考頻率信號CLK_REF來計算第一脈衝信號PA的周期寬度T以產生第二計數值，之後，處理單元130依據該第二計數值以及該特定工作周期以產生該臨界值(實際例子可參考上一段落所述)，並將該臨界值暫存於處理單元130中以供後續操作使用。在頻率產生電路100中，不論輸入頻率信號CLK_IN的頻率如何，頻率產生電路100均可以確實產生具有理想工作周期的輸出頻率信號CLK_0UT，因此，頻率產生電路100的晶片面積不會受到輸入頻率信號CLK_IN的頻率以及電路的量化誤差的影響。此外，於頻率產生電路100中，處理單元130使用第一脈衝信號PA來進行操作，然而，於本發明的其它實施例中，處理單元130亦可以改為使用輸入頻率信號CLK_IN來進行操作，這些設計上的變化均應隸屬於本發明的範疇。參考圖3，圖3為依據本發明第二實施例的用來產生輸出頻率信號CLK_0UT的頻率產生電路300的示意圖。如圖3所示，頻率產生電路300包含有脈衝產生器310、計數器320、處理單元330以及頻率產生器(於本實施例中，該頻率產生器為SR閂鎖器340)。其中頻率產生電路300用來接收輸入頻率信號CLK_IN，並將輸入頻率信號CLK_IN調整為具有特定工作周期的輸出頻率信號CLK_0UT。同時參考第2、3圖，在頻率產生電路300的操作上，首先，脈衝產生器310接收輸入頻率信號CLK_IN，並藉由輸入頻率信號CLK_IN的邊緣觸發(於本實施例為正緣觸發)以產生第一脈衝信號PA，其中脈衝信號PA與輸入頻率信號CLK_IN具有相同的周期。接著，計數器320藉由輸入頻率信號CLK_IN的邊緣觸發(於本實施例為正緣觸發)以使用振蕩器350所產生的參考頻率信號CLK_REF來開始計數以產生第一計數值CV，並將第一計數值CV傳送至處理單元330。接著，處理單元330接收第一計數值CV，且當第一計數值CV到達臨界值時，產生第二脈衝信號PB，其中該臨界值用來表示該特定工作周期所對應的計數值，且該臨界值可由設計者設定或是由頻率產生電路300所產生。最後，SR閂鎖器340接收第一脈衝信號PA以及第二脈衝信號PB以產生輸出頻率信號CLK_O UT。 此外，於頻率產生電路300中，處理單元330使用輸入頻率信號CLK_IN來進行操作，然而，於本發明的其它實施例中，處理單元330亦可以改為使用第一脈衝信號PA來進行操作，這些設計上的變化均應隸屬於本發明的範疇。參考圖4，圖4為依據本發明一實施例的一種用來產生輸出頻率信號的方法。參考第I 4圖，流程敘述如下步驟400 :產生第一脈衝信號。步驟402 :當產生該第一脈衝信號之後，使用參考頻率信號來開始計數，以產生第一計數值。步驟404 :接收該第一計數值，且當該第一計數值到達臨界值時，產生第二脈衝信號。步驟406 :依據該第一脈衝信號以及該第二脈衝信號以產生該輸出頻率信號。簡要歸納本發明，於本發明的一種用來產生輸出頻率信號的頻率產生電路與相關方法中，利用脈衝產生器、計數器、處理單元以及頻率產生器來產生具有特定工作周期的輸出頻率信號，相較於利用數字延遲線來調整頻率信號的工作周期的現有技術，本發明的頻率產生電路的晶片面積不會受到輸入頻率信號的頻率以及電路的量化誤差的影響，因此具有較佳的效率以及較低的成本。以上所述僅為本發明的優選實施例，凡依本發明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種用來產生輸出頻率信號的頻率產生電路，包含有 脈衝產生器，用來產生第一脈衝信號； 計數器，耦接於所述脈衝產生器，其中當所述脈衝產生器產生所述第一脈衝信號之後，所述計數器使用參考頻率信號來開始計數，以產生第一計數值； 處理單元，耦接於所述計數器，用來接收所述第一計數值，且當所述第一計數值到達臨界值時，產生第二脈衝信號；以及 頻率產生器，耦接於所述脈衝產生器與所述處理単元，用來依據所述第一脈衝信號以及所述第二脈衝信號以產生所述輸出頻率信號。
2.如權利要求I所述的頻率產生電路，其中所述計數器藉由所述第一脈衝信號的邊緣觸發以使用所述參考頻率信號來開始計數。
3.如權利要求I所述的頻率產生電路，其中所述脈衝產生器藉由輸入頻率信號的邊緣觸發以產生所述第一脈衝信號。
4.如權利要求3所述的頻率產生電路，其中所述計數器藉由所述輸入頻率信號的邊緣觸發以使用所述參考頻率信號來開始計數。
5.如權利要求I所述的頻率產生電路，其中所述頻率產生電路用來產生具有特定工作周期的所述輸出頻率信號，且所述計數器使用所述參考頻率信號來計算所述第一脈衝信號的周期寬度以產生第二計數值，以及所述處理単元依據所述第二計數值以及所述特定工作周期以產生所述臨界值。
6.如權利要求I所述的頻率產生電路，其中所述頻率產生器為設定/重設閂鎖器。
7.一種用來產生輸出頻率信號的方法，包含有 產生第一脈衝信號； 當產生所述第一脈衝信號之後，使用參考頻率信號來開始計數，以產生第一計數值； 接收所述第一計數值，且當所述第一計數值到達臨界值時，產生第二脈衝信號；以及 依據所述第一脈衝信號以及所述第二脈衝信號以產生所述輸出頻率信號。
8.如權利要求7所述的方法，其中使用所述參考頻率信號來開始計數的步驟包含有 藉由所述第一脈衝信號的邊緣觸發以使用所述參考頻率信號來開始計數。
9.如權利要求7所述的方法，其中產生所述第一脈衝信號的步驟包含有 藉由輸入頻率信號的邊緣觸發以產生所述第一脈衝信號。
10.如權利要求9所述的方法，其中使用所述參考頻率信號來開始計數的步驟包含有 藉由所述輸入頻率信號的邊緣觸發以使用所述參考頻率信號來開始計數。
11.如權利要求I所述的方法，用來產生具有特定工作周期的所述輸出頻率信號，且所述方法還包含有 使用所述參考頻率信號來計算所述第一脈衝信號的周期寬度以產生第二計數值；以及 依據所述第二計數值以及所述特定工作周期以產生所述臨界值。
全文摘要
一種用來產生輸出頻率信號的頻率產生電路包含有脈衝產生器、計數器、處理單元以及頻率產生器。所述脈衝產生器用來產生第一脈衝信號；所述計數器耦接於所述脈衝產生器，其中當所述脈衝產生器產生所述第一脈衝信號之後，所述計數器使用參考頻率信號來開始計數，以產生計數值；所述處理單元耦接於所述計數器，用來接收所述計數值，且當所述計數值到達臨界值時，產生第二脈衝信號；所述頻率產生器耦接於所述脈衝產生器與所述處理單元，用來依據所述第一脈衝信號以及所述第二脈衝信號以產生所述輸出頻率信號。
文檔編號H03K21/00GK102761328SQ201110113428
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月27日 優先權日2011年4月27日
發明者王佳祥 申請人:英屬開曼群島商恆景科技股份有限公司