基于振荡环电路的全程可调数字脉宽调制器

摘要

基于振荡环电路的全程可调数字脉宽调制器，包括振荡环-计数比较电路和输出逻辑电路。振荡环电路由k级D触发器首尾相连构成，它与多路选通器，计数比较电路一起，根据外部输入的数字占空比控制信号，产生输出逻辑电路中输出D触发器所需的复位信号，从而将输出D触发器的输出信号复位到低电平，而输出D触发器的时钟端则控制将输入端高电平传递到输出端，复位信号和时钟信号共同作用最终在输出端产生一个占空比信号。本发明在保持常规振荡环结构数字脉宽调制器的优点的同时，增大了输出占空比的可调范围，非常适合用于集成在小型手持设备的电源管理系统中的高频DC-DC开关电源(SMPS)中。

主权项

一种基于振荡环电路的全程可调数字脉宽调制器，包括振荡环‑计数比较电路(1)和输出逻辑电路(2)，其特征是，所述的振荡环‑计数比较电路(1)包括环形振荡器(11)、多路选通器(12)、计数器(13)、比较器(14)和延时单元(15)，所述环形振荡器(11)由k个相同的D触发器首尾相连构成，前一级D触发器的输出端与后一级D触发器的时钟端相连，最后一级D触发器的输出端连接到第一级D触发器的时钟端，所有D触发器的输入端都接高电平，每一级的D触发器异步复位端信号由外部使能信号和本级D触发器的输出信号经过一个或门形成，为使振荡环能够自启动，令外部使能信号经过一个延时单元(15)输入到第一个D触发器的异步置位端，所述环形振荡器(11)的k个D触发器输出端连接多路选通器(12)k路选通输入信号，多路选通器(12)的输出选控端用于输入数字占空比低log2k位控制信号，每一组不同的输入占空比低log2k位控制信号都选择输出相对应的唯一一路选通输入信号，其中，k＝2m，m为输入数据选择器的占空比控制命令位数，环形振荡器(11)中最后一级D触发器的输出端还连接计数器(13)的时钟输入端，计数器(13)的输出端与比较器(14)的A输入端相连，比较器(14)的B输入端用于接收输入占空比高(n‑log2k)位控制命令，n是输入占空比命令的位宽，当比较器(14)A输入端与B输入端数值相等时，输出一个高电平，否则输出低电平，所述的输出逻辑电路(2)包括D触发器(22)，在D触发器(22)的异步复位端上连接有两输入与门(21)且D触发器(22)的异步复位端与两输入与门(21)输出端连接，在D触发器(22)的时钟端上连接有分频器(23)且D触发器(22)的时钟端与分频器(23)的输出端连接，分频器(23)的输入端连接环形振荡器(11)中第一级D触发器的时钟输入端，D触发器(22)的输入端连接高电平，D触发器(22)的输出端就是输出逻辑电路(2)的输出信号，所述的比较器(14)输出端与多路选通器(12)的输出端分别与两输入与门(21)的两个输入端连接。