一种占空比调节装置、SOC芯片及电子设备的制作方法

一种占空比调节装置、soc芯片及电子设备
技术领域
1.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：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.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。
6.本技术的实施例是这样实现的：
7.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。
8.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。
9.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。
10.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。
11.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。
12.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。
13.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。
14.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。
15.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。
16.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。
17.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。
18.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。
19.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。
20.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。
21.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。
22.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。
23.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。
24.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。
25.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。
26.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。
27.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。
28.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。
29.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。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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。通过附图所示，本技术的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。
31.图1为现有的占空比调节电路的电路原理图。
32.图2示出了本技术实施例提供的第一种占空比调节装置的结构示意图。
33.图3示出了本技术实施例提供的一种调节模块的结构示意图。
34.图4示出了本技术实施例提供的一种压控占空比调节器的电路原理示意图。
35.图5示出了本技术实施例提供的一种第一占空比电压转换器的结构示意图。
36.图6示出了本技术实施例提供的一种第一占空比电压转换器的电路原理示意图。
37.图7示出了本技术实施例提供的第二种占空比调节装置的结构示意图。
38.图8示出了本技术实施例提供的一种控制电路的结构示意图。
39.图9示出了本技术实施例提供的一种第二占空比电压转换器的结构示意图。
40.图10示出了本技术实施例提供的第三种占空比调节装置的结构示意图。
具体实施方式
41.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下实施例可作为示
例，用于更加清楚地说明本技术的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。本领域技术人员可以理解的是，在不相冲突的情况下，下述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
42.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本技术的描述中诸如“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
43.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限制，技术术语“电连接”可以是直接电性连接，也可以是通过中间媒介间接电性连接。
44.鉴于传统的占空比调节电路(如图1所示)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。本技术实施例提供了一种调节精度高的占空比调节装置，且该占空比调节装置能够根据需要产生多种占空比的时钟信号，能够满足多种时钟场景的需求。
45.如图2所示，该占空比调节装置包括：调节模块、误差比较电路。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，实现对占空比的精确调节。
46.调节模块被配置为接收第一输入时钟(如用ckin表示)、误差电压信号(如用verr表示)以及第一参数调节信号(如用control1表示)，并根据误差电压信号对第一输入时钟的占空比进行调节，得到第一时钟信号(如用ckout表示)，并基于第一时钟信号、第一参数调节信号，产生与第一时钟信号的占空比相关的第一电压信号(如用vin表示)。
47.误差比较电路的第一输入端与调节模块的输出端电连接，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(如用vref表示)，误差比较电路的输出端与调节模块的控制端(用于接收verr信号)电连接。误差比较电路被配置为基于第一电压信号和第一参考电压信号产生误差电压信号。当占空比调节装置的环路稳定时，此时，第一参考电压信号与第一电压信号一致，第一时钟信号的占空比与目标时钟信号的占空比一致，便可得到所需占空比的时钟信号。通过更该第一参考电压信号，可改变第一时钟信号的占空比，从而能够满足多种时钟场景的需求。
48.第一时钟信号的占空比与误差电压信号相关。当误差电压信号表征第一参考电压信号大于第一电压信号时，会将第一输入时钟的占空比调大，当误差电压信号表征第一参考电压信号小于第一电压信号时，会将第一输入时钟的占空比调小。
49.其中，第一参考电压信号与目标时钟信号的占空比相关，目标时钟信号的占空比不同，对应的第一参考电压信号也不同。通过更改第一参考电压信号，从而可以实现对多种占空比时钟信号的调节，输出各种占空比的时钟信号。例如，第一参考电压信号与目标时钟信号的占空比的关系可以是vref＝a2*tck2*b2，其中，a2表示目标时钟信号的占空比，tck2表示目标时钟信号的周期(可配置，配置后为定值)，b2表示将占空比转换为电压的转换增益(可配置，配置后为定值)。
50.第一参数调节信号用于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。由于第一时钟信号的频率与目标时钟信号的频率不同，通过调节调节模块的
内部参数，可以降低第一时钟信号和目标时钟信号的频率差异导致的电压差异，使得第一电压信号逼近第一参考电压信号。
51.其中，第一电压信号与第一时钟信号的占空比的关系可以是vin＝a1*tck1*b1，其中，a1表示第一时钟信号占空比，tck1表示第一时钟信号的周期，为固定值，b1表示调节模块的内部参数，为转换增益。通过调节参数b1的大小，使tck1*b1＝tck2*b2，从而可以消除因为tck(时钟周期)不同带来的电压差异。
52.一种实施方式下，误差比较电路包括比较器和积分电容，比较器的第一输入端与调节模块的输出端电连接，比较器的第二输入端被配置为接收第一参考电压信号，比较器的输出端与调节模块的控制端电连接，比较器的输出端还经过积分电容接地。
53.可选地，第一输入端可以是反相输入端，第二输入端可以是同相输入端，当然，也可以反过来。
54.调节模块的上述功能可以利用软件方式实现，也可以利用硬件电路实现。当调节模块的上述功能利用软件方式实现时，调节模块可以包括可编程控制器，上述功能可以由可编程控制器内置的软件功能模块实现。
55.当调节模块的上述功能利用硬件电路实现时，调节模块可以包括压控占空比调节器以及第一占空比电压转换器，压控占空比调节器与第一占空比电压转换器以及误差比较电路的输出端电连接，第一占空比电压转换器还误差比较电路的第一输入端电连接，原理图如图3所示。
56.压控占空比调节器被配置为接收误差电压信号和第一输入时钟，并根据误差电压信号对第一输入时钟的占空比进行调节，得到第一时钟信号。
57.该压控占空比调节器可以包含实现上述功能的各种占空比调节电路，一种压控占空比调节器的电路结构如图4所示，包括两级反相器、pmos管和nmos管。通过误差电压信号verr控制pmos管和nmos管的导通或关闭，进而控制反相器的翻转阈值。
58.第一占空比电压转换器被配置为接收第一参数调节信号、第一时钟信号，并基于第一时钟信号、第一参数调节信号，产生第一电压信号。其中，第一电压信号与第一时钟信号的占空比具有对应关系，第一时钟信号的占空比越大，相应的第一电压信号也越大。
59.一种实施方式下，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，其原理图如图5所示。第一电流源的输出端分别与第一开关电容电路、第二开关电容电路电连接，第一开关电容电路还与压控占空比调节器的输出端、以及误差比较电路的第一输入端电电连接，第一开关电容电路还与压控占空比调节器的输出端电连接。其中，图5中的ck表示第一时钟信号，ckb表示第一时钟信号的反相信号。
60.第一电流源用于输出电流。其中，第一电流源可以是恒流源，也可以是可变电流源。当第一电流源为可变电流源时，在一种可能的实施方式中，第一电流源可以包括开关管和比较器。
61.开关管的输入端被配置为与电源电连接，开关管的输出端与第一开关电容电路、第二开关电容电路电连接。比较器的第一输入端与开关管的输出端电连接，比较器的第二输入端被配置为接收第二参考电压信号，比较器的输出端与开关管的控制端电连接。第二参考电压信号用于调节第一电流源的输出电流，其大小可配置。
62.第一开关电容电路被配置为接收第一时钟信号、第一时钟信号的反相信号、第一
参数调节信号。第一开关电容电路被配置为利用电荷共享原理，将控制时钟的占空比转换为第一电压信号。其中，第一参数调节信号用于调节第一开关电容电路的电容容值，第一时钟信号、第一时钟信号的反相信号均为第一开关电容电路的控制时钟。
63.第二开关电容电路被配置为接收第一时钟信号、第一时钟信号的反相信号、第一参数调节信号。第二开关电容电路被配置为使第一电流源持续保持工作状态。其中，第一参数调节信号用于调节第二开关电容电路的电容容值，第一时钟信号、第一时钟信号的反相信号均为第二开关电容电路的控制时钟，且第二开关电容电路的控制逻辑与第一开关电容电路的控制逻辑相反。
64.第一开关电容电路和第二开关电容电路的电路结构可以相同，但是二者的控制逻辑相反。在一些实施方式中，第一开关电容电路和第二开关电容电路均包括：第一开关(如用s1表示)、第二开关(如用s2表示)、第三开关(如用s3表示)、第一电容阵列、第二电容阵列。第一开关的第一端与第一电流源电连接，第一开关的第二端经过第二开关接地，第一开关的第二端还经第一电容阵列接地，第一开关的第二端还与第三开关的第一端电连接，第三开关的第二端经第二电容阵列接地。
65.上述的第一开关、第二开关、第三开关均可以是晶体管类的受控开关。例如，可以是pmos管或nmos管开关。
66.对于第一开关电容电路来说，第三开关的第二端还与误差比较电路的第一输入端电电连接。第一开关和第三开关受第一时钟信号控制，第二开关受第一时钟信号的反相信号控制。
67.对于第二开关电容电路来说，第二开关电容电路的控制逻辑与第一开关电容电路的控制逻辑相反，此时，第一开关和第三开关受第一时钟信号的反相信号控制，第二开关受第一时钟信号控制。
68.其中，第一电容阵列、第二电容阵列均被配置为响应第一参数调节信号调整自身的电容容值。
69.其中，第一电容阵列、第二电容阵列均包含并联的多个电容支路，每个电容支路的结构一致，每个电容支路包括串联的开关和电容。每个电容支路包含的开关可以是晶体管类的开关，例如，可以是pmos管或nmos管开关。
70.第一电容阵列、第二电容阵列包含的电容支路的数量可以不同，例如，第一电容阵列包含并联的n个电容支路，第二电容阵列包含并联的m个电容支路，m和n均为大于等于2的整数。
71.第一参数调节信号可以包含2路控制信号，包含控制第一电容阵列的参数调节信号1(如用cdac《n:1》表示，包含n位二进制信号)和控制第二电容阵列的参数调节信号2(如用cdac《m:1》表示，包含m位二进制信号)。其中，参数调节信号1包含n位二进制信号，每一位二进制信号用于控制一路电容支路。参数调节信号2包含m位二进制信号，每一位二进制信号用于控制一路电容支路。同一时刻，第一电容阵列、第一电容阵列中均至少有一路电容支路处于工作状态(即至少有一路开关处于导通状态的电容支路)。
72.通过cdac《m:1》、cdac《n:1》来控制第一开关电容电路、第二开关电容电路，从而可以改变第一占空比电压转换器的内部参数。
73.第一电压信号与第一时钟信号的占空比的关系可以是vin＝a1*tck1*b1，其中，b1
＝n1*i1/2c，n1为第一电容阵列中处于工作状态的电容支路的数量，i1为第一电流源的输出电流，c为每个电容支路中的电容的容值，为一固定值。
74.为了更好理解，上述的第一占空比电压转换器的电路原理图如图6所示。可以理解的是，图6仅示出了第一电流源包含开关管和比较器的情形，且图6所示的开关管为nmos管的情形仅为一种示例，上述的开关管还可以是pmos管，或其他类型的晶体管，如igbt(insulated gate bipolar transistor)管。
75.其中，一种可选实施方式下，第一占空比电压转换器还可以包括用于将第一时钟信号进行反相的反相器。当然，该反相器也可以位于第一占空比电压转换器之外。
76.一种可选实施方式下，调节模块还可以包括滤波器，此时，第一占空比电压转换器的输出端通过滤波器与误差比较电路的第一输入端电连接。滤波器的功能是滤除第一占空比电压转换器输出的第一电压信号中的纹波。在第一输入时钟频率较高时必须添加，在第一输入时钟频率较低时可以选择性添加。滤波器可以为低通滤波器，如包含一阶rc滤波电路。滤波器用于滤除电压信号中的纹波，以使系统更稳定。
77.当环路(压控占空比调节器-第一占空比电压转换器-误差比较电路-压控占空比调节器)不具有滤波器时，此时，环路传递函数为调节器)不具有滤波器时，此时，环路传递函数为则环路仅有一个位于误差比较电路输出的主极点，即
78.其中，h
openloop
为环路传递函数，k
d2v
为第一占空比电压转换器的转换增益，a
op
为误差比较电路的低频增益，k
v2d
为压控占空比调节器的转换增益，c
op
误差比较电路的负载电容，r
op
为误差比较电路的输出阻抗，s为拉普拉斯变量。
79.如果环路(压控占空比调节器-第一占空比电压转换器-滤波器-误差比较电路-压控占空比调节器)具有滤波器，此时，环路传递函数为环路除了有一个位于误差比较电路输出的主极点，即外，还会在滤波器的输出端产生一个额外的次级点，即使得该占空比调节装置为2极点的系统，更容易配置。其中，rf为滤波器的电阻，cf为滤波器的电容。
80.一种可选实施方式下，占空比调节装置还包括：控制电路，其原理图如图7所示。控制电路与误差比较电路的第二输入端电电连接，控制电路被配置为接收第二输入时钟(如用ckin2表示)、第二参数调节信号(如用control2表示)，并基于第二输入时钟产生预期占空比的目标时钟信号(如用ck1表示)，并基于目标时钟信号、第二参数调节信号产生第一参考电压信号。其中，第二参数调节信号用于调节控制电路的内部参数，以使第一电压信号逼近第一参考电压信号。
81.其中，第二输入时钟可以与上述的第一输入时钟为同一输入时钟，也可以为不同的输入时钟。图7所示的示例图中，第二输入时钟与第一输入时钟为同一输入时钟ckin。
82.基于上述描述可知，第一参考电压信号与目标时钟信号的占空比的关系可以是vref＝a2*tck2*b2，第二参数调节信号用于调节b2的大小，使得tck1*b1＝tck2*b2，从而可以消除因为tck不同带来的电压差异。
83.控制电路的上述功能可以利用可编程控制器实现，也可以利用其他硬件电路实现。当控制电路的上述功能利用其他硬件电路实现时，一种实施方式中，控制电路可以包括可编程占空比发生器和第二占空比电压转换器，可编程占空比发生器与第二占空比电压转换器电连接，第二占空比电压转换器还与误差比较电路的第二输入端电电连接，其原理图如图8所示。图8所示的示意图中ck1为目标时钟信号，ckin2表示第二输入时钟。
84.可编程占空比发生器被配置为接收第二输入时钟，并基于第二输入时钟产生预期占空比的目标时钟信号，其中，目标时钟信号的周期大于第二输入时钟的周期。可编程占空比发生器可以将第二输入时钟的占空比配置为预期占空比的时钟信号输出。
85.例如，可编程占空比发生器可以是数字除频电路，其产生的目标时钟信号的占空比为第二输入时钟占空比的1/(k+1)倍，其中k为整数。即数字除频电路在统计到第二输入时钟的第k个上升沿后，才会输入高电平，即在(k+1)个时钟周期内，只有1个时钟周期是高电平，其余全为低电平。通过配置k的值，可以输出多种占空比信号的时钟信号。
86.其中，数字除频电路可以由数字计数器构成，k的取值取决于数字计数器计数的位数，以3bit的数字计数器为例，则k的值可以为[0，8]；以4bit的数字计数器为例，则k的值可以为[0，16]。当k＝8时，表示数字计数器在计到第二输入时钟的第8个上升沿后，才会输出高电平，即9个时钟周期内，只有1个时钟周期是高电平，其余全为低电平。目标时钟信号的周期大于第二输入时钟的周期，为第二输入时钟周期的(k+1)倍。
[0087]
第二占空比电压转换器被配置为接收第二参数调节信号、目标时钟信号，并基于目标时钟信号、第二参数调节信号，产生第一参考电压信号。其中，第一参考电压信号与目标时钟信号的占空比具有对应关系，目标时钟信号的占空比越大，相应的第一参考电压信号也越大。
[0088]
一种可能的实施方式下，第二占空比电压转换器的电路结构可以与第一占空比电压转换器的电路结构相同，例如，均包括第一电流源、第一开关电容电路和第二开关电容电路。具体电路结构可以参阅图9所示。对于第二占空比电压转换器来说，图9中的ck表示目标时钟信号，ckb表示目标时钟信号的反相信号。
[0089]
一种可选实施方式下，控制电路还可以包括滤波器，此时，第二占空比电压转换器的输出端通过滤波器与误差比较电路的第二输入端电连接。滤波器的功能是滤除第二占空比电压转换器输出的第一参考电压信号中的纹波。在第二输入时钟频率较高时必须添加，在第二输入时钟频率较低时可以选择性添加。
[0090]
其中，上述的第一输入时钟、第二输入时钟可是任意占空比的时钟信号。
[0091]
一种实施方式下，占空比调节装置的结构示意图，如图10所示。图10仅为本技术众多实施例中的一种，因此，不能将其结构理解成是本技术占空比调节装置的限制。第一输入时钟经过压控占空比调节器、第一占空比电压转换器、滤波器(可选)，产生了与第一时钟信号具有唯一对应关系的第一电压信号vin；第二输入时钟经过可编程占空比发生器、第二占空比电压转换器、滤波器(可选)，产生了和理想占空比具有唯一对应关系的第一参考电压信号vref，误差比较电路接收vin与vref做比较，产生误差电压verr。verr控制压控占空比调节器，调整输入时钟的占空比。当环路锁定时，verr不再变化，即vin＝vref，因为vin与时钟占空比具有唯一对应关系，所以此时输出时钟的占空比被调节到了理想值。
[0092]
本技术实施例还提供了一种soc(system on chip，系统级芯片)芯片，该soc芯片
包括时钟模块和上述的占空比调节装置，时钟模块与占空比调节装置电连接，其中，时钟模块被配置为产生第一输入时钟，以及还可以产生第二输入时钟。
[0093]
上述的soc芯片可以是包含上述占空比调节装置的soc芯片，例如，该soc芯片可以是常见的需要时钟信号的存储器或者处理器等。
[0094]
其中，存储器可以是但不限于，随机存取存储器(random access memory，ram)，只读存储器(read only memory，rom)，可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)，可擦除只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)，电可擦除只读存储器(electric erasable programmable read-only memory，eeprom)等。
[0095]
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，cpu)、网络处理器(network processor，np)、微处理器等；还可以是数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。或者，上述的处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0096]
soc芯片实施例所提供的占空比调节装置，其实现原理及产生的技术效果和前述占空比调节装置实施例相同，为简要描述，soc芯片实施例部分未提及之处，可参考前述占空比调节装置实施例中相应内容。
[0097]
本技术实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述的soc芯片或者上述的占空比调节装置。
[0098]
其中，上述的电子设备包括但不限于手机、平板、笔记本、电脑、车载设备、工控机等产品。
[0099]
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0100]
另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
[0101]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种占空比调节装置，其特征在于，包括：调节模块，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；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。2.根据权利要求1所述的占空比调节装置，其特征在于，所述调节模块包括：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。3.根据权利要求2所述的占空比调节装置，其特征在于，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，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。4.根据权利要求3所述的占空比调节装置，其特征在于，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。5.根据权利要求3所述的占空比调节装置，其特征在于，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。6.根据权利要求3所述的占空比调节装置，其特征在于，所述第一电流源包括：开关管，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；比较器，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。7.根据权利要求2-6中任一项所述的占空比调节装置，其特征在于，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。8.根据权利要求1-7中任一项所述的占空比调节装置，其特征在于，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。9.根据权利要求8所述的占空比调节装置，其特征在于，所述控制电路包括：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。10.根据权利要求9所述的占空比调节装置，其特征在于，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。11.一种soc芯片，其特征在于，包括：时钟模块和如权利要求1-10任一项所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。12.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求1-10任一项所述的占空比调节装置，或者，如权利要求11所述的soc芯片。

技术总结
本申请涉及一种占空比调节装置、SOC芯片及电子设备，属于电子电路领域。该占空比调节装置包括：调节模块以及误差比较电路；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，并根据误差电压信号对第一输入时钟的占空比进行调节，得到第一时钟信号；基于第一时钟信号、第一参数调节信号，产生与第一时钟信号的占空比相关的第一电压信号。误差比较电路被配置为基于第一电压信号和第一参考电压信号产生误差电压信号；其中，当占空比调节装置的环路稳定时，第一时钟信号的占空比与目标时钟信号的占空比一致。该占空比调节装置具有较高的调节精度，能够根据需要产生多种占空比的时钟信号，能够满足多种时钟场景的需求。的需求。的需求。


技术研发人员：赵书恒
受保护的技术使用者：成都海光微电子技术有限公司
技术研发日：2023.05.17
技术公布日：2023/8/21