数字事件发生器、比较器、开关模式能量转换器和方法

数字事件发生器、比较器、开关模式能量转换器和方法
【专利摘要】本发明提供了一种数字事件发生器，包括：计数器，配置为基于时钟信号提供至少一个计数值，以及比较器，配置为评估第一计数值的第一部分以检测事件接近发生，响应于检测到事件接近发生，评估第二计数值的第二部分，并且基于评估和数字事件时间信息来提供事件信号。一种开关模式能量转换器使用所述数字事件发生器。
【专利说明】数字事件发生器、比较器、开关模式能量转换器和方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及数字事件发生器、比较器、和开关模式能量转换器。具体地，本公开涉及基于数字事件时间信息提供事件信号的方法。
【背景技术】
[0002]在许多应用中，期望基于数字事件时间信息提供事件信号。数字控制DCDC转换器是具有数字控制回路的开关模式电源。除了数字补偿器(控制器)以外，数字脉宽调制器也是控制回路是核心部件，并且用作数模转换器或者更精确地用作数字时间转换器，数字时间转换器将数字占空比信息翻译成脉宽调整信号。这通常由响应于数字时钟信号而递增/递减的计数器来实现。在DCDC转换器的每个开关周期的开始处，可以利用开始值初始化计数器。在每个时钟开关周期期间的每个时钟周期中，将瞬态计数器值与补偿器提供的数字控制信号(或数字控制值)相比较。当计数器值等于该控制值时，触发事件。在数字脉宽调制器的特定示例中，将脉宽调整信号(PWM信号)设置为高或低。通常，存在将计数器值与其他控制信号相比较并创建其他事件的附加比较器。对反馈模数转换器(ADC)的采样是这种附加事件的示例:控制值指示期望的采样点。当计数器(或计数器值)等于该控制信号(或控制值)时，发起采样事件。
[0003]开关模式电源(D⑶C转换器)的设计趋势是增加开关频率。已经发现这也通常带来数字脉宽发生器(DPWM发生器)的时钟频率增加。这意味着计数器更加频繁地递增(或递减)，并且更频繁地进行每次比较。已经发现缺点是数字控制回路的功耗增大，这导致DCDC转换器效率降低。然而，转换器效率是关键性能指标。对于移动产品，低负载电流下的效率尤其重要。不幸地，已经发现由于数字控制回路而引起的效率降低在低负载电流下尤其可见。
[0004]相应地，在一些传统数字控制D⑶C转换器中，开关频率相对较低。然而，这带来以下缺点:对负载和行跳(line jump)的响应较慢，并且同样对动态电压缩放的响应较慢。同样，这种使用相对低开关频率的架构对于高速转换器(例如，用于包络跟踪)不可行。此外，具有相对低开关频率的DCDC转换器典型地需要大量无源部件。
[0005]在一些其他传统DCDC转换器中，应用异步或模拟技术。例如，计数器以减小但恒定的频率运行，并且通过延迟元件或多相时钟来异步地实现高分辨率。这种构思的缺点在于当使用这些异步技术时会丧失同步数字设计的许多优点，例如，抗扰度、鲁棒性、设计自
动化等。
[0006]鉴于这种情况，期望实现一种以良好精度提供事件信号的能效构思。同样，期望实现一种在相对高开关频率下具有良好效率事件的数字控制能量转换器。

【发明内容】

[0007]本公开的一个方面提供了一种数字事件发生器，包括:计数器，配置为基于时钟信号提供至少一个计数值，以及比较器，配置为评估第一计数值的第一部分以检测事件接近发生(near occurrence of an event),响应于检测到事件接近发生,评估第二计数值的第二部分，并且基于评估和数字事件时间信息提供事件信号。
[0008]本公开的一个方面提供了一种开关模式能量转换器，包括:功率级，包括一个或多个开关；数字控制电路，配置为提供数字事件时间信息，以控制或调节电输出量；以及数字事件发生器，基于数字事件时间信息产生事件信号。数字事件发生器包括:计数器，配置为基于时钟信号提供至少一个计数值；以及比较器，配置为评估第一计数值的第一部分，以检测事件接近发生，响应于检测到事件接近发生，评估第二计数值的第二部分，并且基于评估和数字事件时间信息提供事件信号。
[0009]本公开的一个方面提供了一种提供事件信号的比较器，其中，该比较器配置为评估第一计数值的低时间分辨率部分，以检测事件接近发生，响应于检测到事件接近发生来评估第二计数值的高时间分辨率部分，并且基于对计数值的高时间分辨率部分的评估产生事件信号。
[0010]本公开的一个方面提供了一种提供事件信号的方法。该方法包括:基于时钟信号提供多个计数值，评估第一计数值的第一部分，以检测事件接近发生，响应于检测到事件接近发生，评估第二计数值的第二部分，并且根据对第二计数值的第二部分的评估和数字事件时间信息产生事件信号。
[0011]本公开的一个方面提供了一种数字事件发生器，包括:计数器，配置为基于时钟信号提供至少一个计数值；以及比较器，配置为评估至少一个计数值的至少一个部分，以检测事件接近发生，响应于检测到事件接近发生，评估至少一个计数值的至少一个部分，并且基于评估和数字事件时间信息提供事件信号。
[0012]本公开的一个方面提供了一种开关模式能量转换器，包括:功率级，包括一个或多个开关；数字控制电路，配置为提供数字事件时间信息，以控制或调节电输出量；以及数字事件发生器，基于数字事件时间信息产生事件信号。数字事件发生器包括:计数器，配置为基于时钟信号提供至少一个计数值；以及比较器，配置为评估至少一个计数值的至少一个部分，以检测事件接近发生，响应于检测到事件接近发生，评估至少一个计数值的至少一个部分，并且基于评估和数字事件时间信息产生事件信号。
[0013]本公开的一个方面提供了一种数字事件发生器，基于数字事件时间信息提供事件信号。数字事件发生器包括配置为基于时钟信号提供计数值的计数器。数字事件发生器还包括:比较器，配置为评估计数器提供的低时间分辨率计数值(或者甚至多个低时间分辨率计数值)，以检测事件接近发生，并且响应于检测到事件接近发生，评估计数器提供的高时间分辨率计数值(或者甚至多个高时间分辨率计数值)。比较器配置为基于对高时间分辨率计数值(或者甚至计数值)的评估以及基于数字事件时间信息来提供事件信号。
[0014]根据本公开的一个方面，计数器可以是定时器或时间参考发生器。
[0015]本公开的另一方面提供了一种比较器，基于计数值(或者甚至多个计数值)以及数字事件时间信息提供事件信号。比较器配置为评估(至少)一个计数值的低时间分辨率部分，以检测事件接近发生，并且响应于检测到事件接近发生，评估(至少)一个计数值的高时间分辨率部分。此外，比较器配置为基于对计数值的高时间分辨率部分的评估提供事件信号。
[0016]本公开的又一方面提供了一种开关模式能量转换器，基于电输入能量(例如，来自电压源或电流源)提供电输出量(例如，输出电压或输出电流)。能量转换器包括:功率级，包括一个或多个开关。能量转换器还包括:数字控制电路，配置为提供数字事件时间信息，控制或调节电输出量。同样，能量转换器包括:数字事件发生器，基于数字事件时间信息提供时间信号。数字事件发生器包括:计数器，配置为基于时钟信号提供计数值；以及比较器。该比较器配置为评估计数器提供的低时间分辨率计数值，以检测事件接近发生，并且响应于检测到事件接近发生，评估计数器提供的高时间分辨率计数值。该比较器还配置为基于对高时间分辨率计数值的评估和数字事件时间信息提供事件信号。
[0017]本公开的再一方面提供了一种基于数字事件时间信息提供事件信号的方法。该方法包括:基于时钟信号提供计数值。该方法还包括:评估低时间分辨率计数值，以检测事件接近发生。该方法还包括:响应于检测到事件接近发生，评估高时间分辨率计数值。该方法还包括:基于对高时间分辨率计数值的评估和数字事件时间信息提供事件信号。
[0018]本公开的另一方面提供了一种数字事件发生器，基于数字事件时间信息提供事件信号。该数字事件发生器包括:计数器，配置为基于时钟信号提供计数值；以及比较器，配置为评估计数器提供低时间分辨率计数值，以检测事件接近发生，并且响应于检测到事件接近发生来评估计数器提供的高时间分辨率计数值，并且基于对高时间分辨率计数值的评估和数字事件时间信息提供事件信号。数字事件发生器配置为响应于检测到事件接近发生缩减计数器步长，并且响应于检测到事件接近增加计数器计数速率。比较器配置为在检测到事件接近发生之前执行低时间分辨率比较，并且响应于检测到事件接近发生来执行高时间分辨率比较。数字事件发生器还配置为基于低时间分辨率比较来检测事件接近发生。比较器配置为在检测到事件接近发生之前评估计数器的计数值的第一比特子集，并且响应于检测到事件接近发生来评估计数器的计数值的第二比特子集，其中第一比特子集描述比第二比特子集更高的有效计数值部分。比较器配置为在高时间分辨率比较中评估相对于低时间分辨率比较确定的时间的相对时间。
【专利附图】

【附图说明】
[0019]随后参照附图描述根据本发明的实施例，在附图中:
[0020]图1示出了根据本公开一个方面的数字事件发生器的示意框图；
[0021]图2示出了根据本公开另一方面的比较器的示意框图；
[0022]图3示出了根据本公开一个方面的能量转换器的示意框图；
[0023]图4示出了根据本公开一个方面的事件发生器的示意框图；
[0024]图5示出了根据本公开一个方面的随时间出现的计数值的图示；
[0025]图6示出了根据本公开一个方面的数字事件发生器的示意框图；
[0026]图7示出了根据本公开另一方面的数字事件发生器的示意框图；
[0027]图8示出了根据本公开一个方面的能量转换器的示意框图；
[0028]图9示出了根据本公开一个方面的基于数字事件信息提供事件信号的示例方法的流程图；
[0029]图10示出了传统事件发生器的示意框图；以及
[0030]图11示出了在传统事件发生器中出现的计数值的时间演进的图示。【具体实施方式】
[0031]图1示出了根据本公开一个方面的数字事件发生器的示意框图。根据图1的数字事件发生器整体上由100指示。数字事件发生器100接收(或等同地，由其自身产生)时钟信号110。同样，数字事件发生器100典型地接收数字事件时间信息112，数字事件时间信息112例如可以采用二进制编码值的形式。然而，自然可以示意表示数字事件时间信息112的不同类型的值编码。另一方面，数字事件发生器100产生事件信号120，其中提供事件信号(或更精确地，事件信号的脉冲或转变)的时间由数字事件时间信息112来确定。自然，可以存在数字事件时间信息112所参考的时间参考，例如，重置计数器130的时间。
[0032]计数器130典型地接收时钟信号110，或者备选地接收时钟信号110的选通或预缩放版本110’。计数器130基于时钟信号110 (或其选通或预缩放版本110’)提供计数值132。应当注意，计数器130典型地提供计数值的快速序列，其中属于“计数值”是指特定时刻计数器提供的值。然而，典型地数字事件发生器100评估不同时刻提供的计数值。然而，应当注意，典型地对计数器130提供的计数值132进行数字编码，例如，二进制编码。
[0033]数字事件发生器100还包括比较器140，比较器140配置为评估计数器130提供的低时间分辨率计数值，以检测事件接近发生。该功能例如可以由电路块142获得。然而，在一些实施例中不需要具有专用电路块，应当注意术语“低时间分辨率计数值”包括“全”计数值132的低时间分辨率部分，例如，计数值的子集或高有效位、或者计数值的舍入版本。此夕卜，比较器140配置为响应于检测到事件接近发生来评估计数器130提供的高时间分辨率计数值。该功能例如可以由电路块144来获得。然而，在一些实施例中不需要具有专用电路块。应当注意,术语“高时间分辨率计数值”还包括“全”计数值132的高时间分辨率部分，例如，(全)计数值的较低有效位的子集。此外，比较器140配置为基于对高时间分辨率计数值的评估和数字事件时间信息112提供事件信号120。该功能例如可以由电路块146获得。然而，在一些实施例中不需要具有专用电路块。
[0034]总之，数字事件发生器100包括:计数器130，配置为基于时钟信号110提供计数值132，并且数字事件发生器100还包括:比较器140，配置为评估计数器提供的低时间分辨率计数值(在多个计数值之中)，以检测事件接近发生，并且响应于检测到事件接近发生来评估计数器132提供的高时间分辨率计数值(在多个计数值之中)，并且基于对高时间分辨率计数值的评估和数字事件时间信息112提供事件信号120。
[0035]关于数字事件发生器100的功能，应当注意，比较器140的操作尤其高效，这是因为在较近未来时间中不期望事件发生的时间(即，时间上足够远离事件)处仅评估一个或(典型地)更多个低时间分辨率计数值。相应地，由于以下事实功耗保持较低:(当与对高时间分辨率计数值的评估相比)可以以相对低的速率执行对低时间分辨率计数值的评估(以及提供)。同样，典型地，(例如，与从数字事件时间信息112导出的值相比)不需要评估计数器130提供的全计数值132。然而，通常为了检测事件接近发生，评估计数器130提供的计数值132的低时间分辨率部分就足够，这有助于节能。
[0036]一旦检测到事件接近发生，即，一旦已经发现在计数器130提供的计数值132的比较小间隔内预期到事件，就评估一个或更多个高时间分辨率计数值，以便检测实际事件。换言之，响应于检测到事件接近发生，评估计数值132所使用的时间分辨率(以及可能但不必要地，提供或产生计数值132所使用的时间分辨率)增大。这里不同的构思是可能的。例如，可以增大计数值132本身的时间分辨率(例如，通过以增加的时间分辨率操作计数器130，如下所述)。备选地或与上述构思相结合，当与要检测事件接近发生的操作模式相比较时，能够评估计数值132的不同部分(例如，较低有效部分)。在这种情况下，(当与要检测事件接近发生的操作模式相比时)在要检测事件的实际时间的操作模式中，可以通过提高计数器130提供的计数值132的精度(时间分辨率)和/或通过评估计数值132的较低有效位来提高评估精度。
[0037]因此，多种不同的构思可以用于在评估低时间分辨率计数值来检测事件接近发生与评估高时间分辨率计数值之间切换，来检测实际的事件发生。典型地，对实际的事件发生的检测触发了事件信号120的脉冲或者事件信号120的边缘的提供。
[0038]假定只要发现(例如，通过比较器140)实际事件仍足够远则足以评估计数器130提供的低时间分辨率计数值132，并且在确定(例如，通过比较器140)在非常近的未来预期到发生事件的情况下足以切换到对计数器130提供的一个或更多个高时间分辨率计数值132的评估。例如，(例如，作为对低时间分辨率计数值的评估的结果)当发现在对低时间分辨率计数值的下一评估之前可能(或者确实)会发生事件时，执行从对低时间分辨率计数值的评估到对高时间分辨率计数值的评估的切换。因此，当在实际的事件发生之前但不是计数器130的全计数循环期间，仅简略地执行对高时间分辨率计数值的评估(通常比对低时间分辨率计数值更耗能)时，可以节省更多能量。相应地，当与具有相对较大时间分辨率的传统数字事件发生器相比，使用数字事件发生器100可以节省大量能量。
[0039]在一些情况下，如果事件时间很快到来则仅可以产生高分辨率计数值。相应地，能够更多的降低功耗。换言之，由于当数字事件发生器在其低时间分辨率模式中时产生较少的计数值，因此也可以节省功率。
[0040]在下文中，描述数字事件发生器100的一些可选方面。
[0041]在示例实现方式中，数字事件发生器100配置为响应于检测到事件接近发生来缩减计数器130的计数器步长，并且响应于检测到事件接近发生来增大计数器130的计数器时钟速率。例如，如果确定在特定时间量内不会发生事件(或者，如果没有检测到事件接近发生)，则计数器130可以配置为以第一相对较大的步长递增计数或递减计数。例如，例如如果通过比较器140确定在由第一步长的一步(或者由预定数目的步)描述的时间段内不会发生事件，则可以控制计数器130以第一步长递增计数或递减计数。相反，如果例如通过比较器140确定由第一步长的一步或多步描述的预定时间段内将要发生事件，则可以控制计数器(例如，通过比较器140或比较器与计数器之间耦合的控制电路)来以第二步长计数，第二步长小于第一步长。这可以通过改变计数器步长来实现。然而，也可以基于是否确定事件将要在预定时间段内发生(应当认为检测到事件接近发生)来改变输入到计数器130 (以对计数器进行时钟控制)的切换的或预缩放的时钟信号100’的时钟速率。例如，可以将切换或预缩放的时钟信号100’的时钟速率增大相同因子，响应于检测到事件接近发生将计数器130的步长缩减该相同因子。因此，计数器提供的计数值130可以响应于检测到事件接近发生，与检测到事件接近发生之前相比，在每单位时间内更频繁地改变。然而，可以实现，在检测到事件接近发生之前和检测到事件接近发生之后每单位时间内计数器130提供的计数值132的改变可以相等。换言之，在检测事件接近发生之前和之后(即，响应于)，计数器130的计数器步长与预缩放或选通时钟信号110’的时钟速率的乘积可以相等。相应地，对计数值的评估可以保持简单，而同时在检测到事件接近发生之前提供计数值所需的功率可以保持较小。
[0042]根据本公开的一个可选方面，比较器140可以配置为在检测到事件接近发生之前执行低时间分辨率比较，并且响应于检测到事件接近发生执行高时间分辨率比较。例如,低时间分辨率比较可以包括对计数器的一个或更多个计数值的第一比特子集的评估。同样，例如，高时间分辨率比较可以包括对计数器的一个或更多个计数值的第二比特子集的评估。因此，第一比特子集可以描述比第二比特子集更高有效计数值部分。相应地，在两种操作模式(低时间分辨率操作模式和高时间分辨率操作模式)中比较的功耗可以保持较低。
[0043]换言之，比较器可以配置为在检测事件接近发生之前(即，当检查事件接近发生时)，将较高有效位子集(例如，包括所考虑的计数值的最高有效位，但不包括一个或更多个最低有效位)与数字事件时间信息112的部分(例如，数字事件时间信息112中包括数字事件事件信息的最高有效位但不包括数字事件时间信息的一个或更多个最低有效位的部分)相比较。同样，响应于检测到事件接近发生，比较器可以执行对高时间分辨率计数值的评估，而不是对低时间分辨率计数值的评估，其中，评估可以包括基于计数值132的比特子集的比较，该比特子集包括计数值132的最低有效位，但不必包括一个或更多个最高有效位。然而，应当注意，原则上，全计数值可以用于比较，其中，典型地使用子集是有利的。可以将当前考虑的计数值132的比特子集与数字事件时间信息112的比特子集相比较，数字事件时间信息112的比特子集例如包括所述数字事件时间细线的最低有效位但不必包括数字事件时间信息112的一个或更多个最高有效位。比较器140在检测到事件接近发生之前所评估的当前考虑计数值132的比特子集可以与比较器响应于检测到事件接近发生所评估的当前考虑的计数值132的比特子集交叠或不交叠。然而，在可能的实现方式中，计数值132的两个比特子集不交叠，这是因为这样可以实现非常高的效率。
[0044]根据本公开的可选方面，数字事件发生器100可以配置为基于比较器140执行的低时间分辨率比较来检测事件接近发生。因此，可以用比较少的工作量来检测事件接近发生，因为低时间分辨率比较(例如，计数值132的低时间分辨率部分与数字事件时间信息112的低时间分辨率部分之间)不需要较高的功率量。使用低时间分辨率比较带来以下优点:每单位时间的比较次数可以保持相对较少，并且比较中评估的计数值132的比特个数也可以保持相对较少。
[0045]根据本公开的可选方面，比较器可以配置为在检测到事件接近发生之前评估计数器130的当前考虑的计数值(或计数值)132的第一比特子集，并且响应于检测到事件接近发生来评估计数器的当前考虑的计数值(或计数值)132的第二比特子集。在一个实施例中，第一比特子集描述了比第二比特子集更高的计数值(或多个计数值)有效部分。
[0046]根据本公开的可选方面，比较器140可以配置为在高时间分辨率比较中评估相对时间，该相对时间相对于低时间分辨率比较确定的时间。换言之，对低时间分辨率计数值(或多个计数值)132的评估用作第二步中相对时间评估的基础，可以在检测事件接近发生之前执行对低时间分辨率计数值(多个计数值)132的评估，以便检测事件接近发生。可以发现，通过数字事件时间信息的一个或更多个最低有效位的子集来描述检测事件接近发生与实际的时间发生之间的相对时间差。相应地，检测到事件接近发生可以指示已经到达由数字事件时间信息的最高有效位的子集描述的时间值(由计数值132描述)。相应地，检测到事件接近发生的事实指示了检测事件接近发生与事件实际发生之间的时间间隔由相对时间值(例如，由数字事件时间信息的一个或更多个最低有效位的子集)描述。
[0047]因此，在检测到实际事件发生之后，足以评估相对时间信息(例如，计数值132和事件时间信息的一个或更多个最低有效位的子集)检测实际的事件发生。这提高了处理效率。
[0048]根据本公开的可选方面，数字事件发生器可以配置为在提供基于对高时间分辨率计数值的评估的事件信号(或者更精确地，事件信号的脉冲或事件信号的边缘)之后切换回到评估一个或更多个低时间分辨率计数值。通过切换回到对低时间分辨率计数值的评估，可以在继续计数操作时降低功耗。在提供事件信号(或者更精确地，事件信号的脉冲或边缘)之后继续计数操作中，可以完成计数循环，并且准备提供一个或更多个附加事件信号。
[0049]根据本公开的可选方面，数字事件发生器100可以配置为在计数器130的至少预定数目的计数器步进内保持在评估高时间分辨率计数值的模式中。这样的功能允许响应于到评估高时间分辨率计数值的模式的单次切换来提供针对多个事件的事件信号。本构思基于以下发现:在许多情况下，多个事件在时间上几乎一起发生。相应地，避免在评估低时间分辨率计数值的模式与评估高时间分辨率计数值的模式之间不必要地频繁切换。
[0050]根据本公开的可选方面，数字事件发生器可以配置为在切换到评估高时间分辨率计数值的模式之后在预定数目的计数器步进内切换回评估低时间分辨率计数值。因此，简化了定时。同样，可以实现:执行评估高时间分辨率计数值的时间段的长度等于对低时间分辨率计数值的两个后续评估之间的时间，或者该时间的倍数。相应地，可以获得均匀的定时网格，其中，对高时间分辨率计数值的一系列评估可以代替对一个或更多个低时间分辨率计数值的一次或更多次评估。
[0051]根据本公开的可选方面，比较器140可以配置为响应于从评估低时间分辨率计数值的模式到评估高时间分辨率计数值的模式的单次切换，将多个事件高时间分辨率计数值与关联于多个事件的数字事件时间信息的多个高时间分辨率部分相比较，以提供针对多个事件的事件信号。因此，在一些方面中，能够高效地提供针对在时间上几乎同时的多个事件的事件号。
[0052]根据本公开的可选方面，计数器130可以是同步计数器，其中，利用公共时钟信号时钟控制多个计数器级。同样，数字事件发生器100可以包括时钟分频器或时钟门116，来从公共时钟信号(例如，从时钟信号110’)中导出计数器130的公共时钟信号(例如，选通或预缩放的时钟信号110’)。这样的实现方式提供了快速且无纹波的计数(由于计数器的同步属性)。同样，通过使用可切换的时钟门或预缩放器116，可以降低功耗，这是因为在低时间分辨率操作模式中每单位时间内计数器130的计数操作次数可以保持较少。
[0053]根据本公开的一个方面，数字事件发生器100可以配置为在检测到事件接近发生之前控制时钟分频器(也指示为时钟预缩放器)或时钟门提供第一较低时钟速率的时钟信号，作为计数器130的公共时钟信号110’，并且响应于检测到事件接近发生来提供第二较高时钟速率的时钟信号作为计数器130的公共时钟信号110’。因此，如果预期非常接近的未来没有事件，则可以降低计数器130的计数速率(在每单位时间的计数操作方面)。这有助于节能。[0054]根据本公开的可选方面，数字事件发生器配置为，使得在检测到事件接近发生之前在低时间分辨率计数值与数字事件时间信息112的第一部分之间单位时间内执行的比较次数小于检测到事件接近发生之后在高时间分辨率计数值与数字事件时间信息112的第二部分之间每单位时间内执行的比较次数。相应地，计数器对于检测到事件接近发生(当与实际事件的识别相比较)的单位时间内执行较少的计数操作的事实在比较器140处也可以用于节能。
[0055]根据本公开的可选方面，数字事件发生器还可以包括:数字时间转换器(图1中未示出)，配置为接收比较器140提供的事件信号作为输入信号，并且产生精细调节的事件信号作为输出信号。比较器140可以配置为基于数字事件时间信息112的低时间分辨率部分，检测事件接近发生，并且基于数字事件时间信息112的中间分辨率部分产生事件信号。数字时间转换器可以配置为基于数字事件时间信息的高时间分辨率部分提供精细调节的事件信号。相应地，不同时间分辨率单位可以协调提供具有更高时间精度的事件信号(或者，更精确地，事件信号的脉冲或边缘)，而同时保持尽可能低的功耗。
[0056]根据本公开的一个方面，数字时间转换器可以包括抽头延迟线，其中抽头延迟线配置为接收比较器140提供的事件信号，并且数字时间转换器配置为，使得选择抽头延迟线的抽头以基于数字事件时间信息的高时间分辨率部分提供精细调节的事件信号。相应地，可以获得特别高的时间分辨率。
[0057]根据可选方面，计数器可以配置为循环地从开始值重新开始。相应地，例如，能够实现具有恒定循环持续时间的高精度脉宽调制。
[0058]总之，以上已经描述了数字事件发生器100。然而，应当注意在一些实施例中不需要实现上述方面。同样，可选地上述改进可以引入到以下描述的数字事件发生器中。
[0059]图2示出了根据本公开实施例的比较器200的示意框图。
[0060]应当注意比较器200实质上与参照图1详细描述的比较器140相同。相应地，具体参照以上讨论。然而，应当注意，即使比较器200与传统计数器一起使用，也可以实现本文描述的至少一些优点。
[0061]与传统比较器相比，该比较器在评估低时间分辨率计数值以检测事件接近发生与响应于检测到事件接近发生来评估高时间分辨率计数值来确定实际的事件发生之间的切换时实现了显著降低的功耗。因此，根据图2的比较器200本身是有用的部件。
[0062]图3示出了根据本公开一个方面的示例开关模式能量转换器300的示意框图。开关模式能量转换器300配置为接收电输入能量310(例如，从电压源或电流源)，并且基于电输入能量310提供电输出量312。例如，电输出量可以是电压或电流。
[0063]能量转换器300包括:功率级320，在一个实施例中包括一个或更多个开关。功率级320典型地配置为执行实际能量转换，其中，一个或更多个开关可以与一个或更多个无源部件(例如，电感器、电容器、二极管等)相互作用。
[0064]能量转换器300还包括:数字控制电路330，配置为产生数字事件时间信息332，并且控制或调节电输出量312。数字事件时间信息332例如可以描述功率级320的开关的期望接通时间、功率级320的开关的期望断开时间、或用于采样电输出量312或中间量的模数转换器的米样时间。一般而言，数字事件时间信息332可以描述在能量转换器300内使用的控制时间。[0065]能量转换器300还包括:数字事件发生器340，接收数字事件时间信息332，并且产生事件信号342。事件信号342例如可以是用于驱动功率级320的一个或更多个开关的驱动信号。备选地，或附加地，数字事件发生器340提供的事件信号344可以控制数字控制电路的定时，或者用于采样电量的模数转换器的定时，以控制或调节电输出量312等。数字事件发生器340可以与上述数字事件发生器100相同，例如可以包括如上所述的比较器200。
[0066]能量转换器300基于以下发现，使用数字控制电路330对能量转换器的数字控制带来实现优点。数字控制电路330通常可以以比模拟控制电路更低的成本和/或更低的功耗来实现。同样，控制算法(或调节算法)典型地适合于这种数字控制电路中低工作量的要求。
[0067]此外，通过使用根据本公开的数字事件发生器340能够显著地提高能量转换器的功率效率(当与传统数字控制能量转换器相比较时)。已经发现数字事件发生器340实现了以高定时精度提供一个或更多个事件信号，而不会陷入高功耗。这带来低负载条件下的特定优点，因为数字事件发生器340的功耗构成该负载条件下总功耗的重要部分。
[0068]总之，在能量转换器300中使用数字事件发生器340带来实质上的效率提高。
[0069]图4示出了根据本公开一个方面的事件发生器的框图以及事件发生器的时钟的信号表不。
[0070]事件发生器400接收输入时钟信号410，输入时钟信号410例如但不必要地包括固定频率。此外，事件发生器400典型地接收事件时间信息412，事件时间信息412可以采用二进制编码值的形式。同样，事件发生器400提供事件信号420，其中，例如事件信号420的脉冲或边缘描述了事件。
[0071]事件发生器400包括时钟选通单元440,时钟选通单元440配置为输入时钟信号410，并且基于输入时钟信号410产生选通时钟信号442。时钟选通单元440例如可以接收时钟选通控制信号444。例如，时钟选通单元440可以配置为以开关方式传递输入时钟信号410的所有时钟脉冲，使得选通时钟信号442包括与输入时钟信号410相同的频率(高时间分辨率操作模式)；或者抑制(选通掉(gate out))输入时钟信号410的一个或更多个脉冲，使得选通时钟信号442的频率小于输入时钟信号410的频率(低时间分辨率操作模式)。例如，时钟选通单元440可以配置为基于时钟选通控制信号444的状态传递输入时钟信号410的每个脉冲，或者仅传递输入时钟信号410的i个脉冲中的一个(例如，每第i个脉冲)。因此，可以基于时钟选通控制信号在比较高的值和比较低的值之间切换选通时钟信号442的频率。
[0072]事件发生器400还包括:计数器450，接收选通时钟信号442作为计数时钟。计数器450例如可以是同步计数器。计数器450典型地提供一系列计数值452，其中计数器450提供的计数值452可以响应于选通时钟信号442的边缘而改变。计数器450还接收计数器步长控制信号454。计数器450可以配置为，使得基于计数器步长控制信号454选择计数器步长。因此，计数器例如可以在高时间分辨率操作模式下以步长I递增计数或递减计数，并且可以在低时间分辨率操作模式下以步长i递增计数或递减计数。操作模式可以由计数器步长控制信号454来指示。
[0073]事件发生器400还包括比较器460。比较器460从计数器450接收计数值452的序列，并且还提供时钟选通控制信号442和计数器步长控制信号454。此外，比较器从事件分路器470接收粗糙事件时间信息462和精细事件时间信息464。比较器460还提供事件信号420。
[0074]此外，事件发生器400包括事件分路器470，事件分路器470基于输入事件时间信息412提供粗糙事件时间信息462和精细事件时间信息464。
[0075]比较器460配置为评估低时间分辨率计数值(例如，计数器452提供的一个或更多个计数值的低时间分辨率部分)，以检测事件接近发生，并且响应于检测到事件接近发生来评估高时间分辨率计数值(例如，计数器450提供的一个或更多个计数值452的高时间分辨率部分)，并且基于对高时间分辨率计数值的评估提供事件信号。比较器460还配置为当提供事件信号420时利用粗糙事件时间信息462和精细事件时间信息464。
[0076]当比较器460例如基于一个或更多个计数值452的低时间分辨率部分与事件分路器470提供的粗糙事件时间信息462之间的比较检测到在接近的未来(事件时间信息412描述的时间)会发生事件时，比较器向计数器450发信号通知使用较小步长(计数器450的高时间分辨率操作模式)。在这种情况下，比较器还向时钟选通单元发信号通知提供高频率的选通时钟信号442,即，传递输入时钟信号410的每个脉冲(时钟选通单兀440的高时间分辨率操作模式)。因此，比较器460响应于检测到对事件接近发生，高效地将时钟选通单元440和计数器450切换至高时间分辨率操作模式。在检测到事件接近发生之前，时钟选通单元440和计数器450典型地在低时间分辨率操作模式下操作，这意味着时钟选通单元440提供较低频率的选通时钟信号442 (例如，通过选通掉输入时钟信号410的多数脉冲)，并且还意味着计数器450以较大步长计数。因此，可以看出，低时间分辨率操作模式中计数器450提供的计数值452仅构成低时间分辨率计数值，这是由于计数器450的步长大于1，并且时钟控制计数器450的选通时钟信号442具有比较低的频率。因此，比较器460可以忽略对计数器450提供的计数值452的一个或更多个最低有效位的评估，这是因为一个或更多个最低有效位在时钟选通单元440和计数器450的低时间分辨率操作模式中是无意义的(或至少关联性低)。然而，当比较器460基于低时间分辨率计数值452与粗糙事件时间信息462之间的比较检测到事件接近发生时，时钟选通单元440和计数器均切换到高时间分辨率操作模式。相应地，在高时间分辨率操作模式下计数器450提供的计数值452具有较高时间精度，并且单位时间内改变更频繁(当与低时间分辨率操作模式相比较时)。相应地，比较器460典型地考虑高时间分辨率操作模式下计数器450提供的计数值452的最低有效位。比较器460典型地将高时间分辨率计数值与精细事件时间信息464相比较，并且响应于高时间分辨率计数值等于精细事件时间信息464来提供事件信号420的脉冲或边缘。然而，应当注意，在高时间分辨率操作模式下不必评估计数器提供的全计数值452。相反，评估包括一个或更多个最低有效位的部分就足够，这是因为最低有效部分实际上执行相对高时间分辨率信息(而更高有效部分承载当检测到事件接近发生时已经评估的低时间分辨率信息)。换言之，检测到事件接近发生时已经评估的那些更高有效位不需要在执行高时间分辨率比较时被重新评估。
[0077]因此，比较器460将包括一个或更多个最低有效位在内的计数值452部分与粗糙事件时间信息462相比较就足够，以确定实际的事件发生，并从而提供事件信号的脉冲或边缘。然而，比较器460备选地可以在检测事件接近发生之后，将全计数值452与“全”事件实际信息412相比较。[0078]还应当注意，粗糙事件时间信息462和精细事件时间信息464可以是事件时间信息412的数字表示(例如，二进制编码表示)的非交叠部分。备选地，然而，粗糙事件时间信息462和精细事件时间信息464可以是事件时间信息412的数字表示的交叠部分。相应地，在低时间分辨率操作模式下将粗糙事件时间信息462与计数器450提供的计数值452相比较(即，在检测到事件接近发生之前)，并且响应于(即，之后)检测到事件接近发生将精细事件时间信息464与计数器提供的计数值452的对应部分相比较。因此，粗糙事件时间信息462可以用于确定事件接近发生，并且精细事件时间信息464可以用于确定实际(精确)事件时间。
[0079]为了进一步便于理解,参照输入时钟信号410和选通时钟信号442的图形表不480说明计数器时钟信号的定时。第一信号表示482描述输入时钟信号。第二信号表示484描述选通时钟信号442。如所见，时钟选通单元440和计数器450在直到时间tl的时间段内在低时间分辨率操作模式下操作。在直到时间tl的时间段内，计数器时钟(选通时钟信号)442的频率仅是输入时钟信号410的频率的四分之一(也简要地指示为“时钟”)。换言之，时钟选通单兀440仅传递输入时钟信号410的四个时钟脉冲中的一个,而通过时钟选通单元440选通掉(阻挡)输入时钟信号410的四个时钟脉冲中的三个。因此，计数器450利用输入时钟信号的仅四分之一频率的计数速率来计数(每单位时间的计数操作次数)。然而，在时间段490的一些时间处，检测到事件接近发生。这种对事件接近发生的检测基于以下发现:时钟脉冲492到达的计数值(或该计数值的最高有效部分)与粗糙事件时间信息462描述的事件时间一致。相应地，检测到事件接近发生的比较器460将时钟选通单元和计数器二者切换到高时间分辨率操作模式。例如，在时间tl处或者在时间tl之前不久将时钟选通单元切换到通过输入时钟信号410的所有时钟脉冲的模式。这种切换可以由时钟选通控制信号444来实现。类似地，可以使用计数器步长控制信号454在时间tl处或者在时间tl之前不久(但是典型地小于时间tl之前的一个时钟周期)将计数器450设置到小计数步长，例如，计数步长I。相应地，在时间tl与t2之间时钟选通单元440和计数器450均可以在高时间分辨率操作模式下操作。计数器450可以在选通时钟信号442定义的(比较)高时钟速率递增计数或递减计数，但是按照小步长(例如，I)。相应地，在时间tl和t2之间提供的计数值452包括特别高的时间分辨率，并且可以通过比较器460来评估，以确定事件的实际时间。例如，实际时间可以位于时间tl与t2之间的某处。在时间t2处，比较器460可以将时钟选通单元440和计数器450切换回低时间分辨率操作模式。相应地，选通时钟信号442的频率再次减小。
[0080]为了进一步便于理解，参照图5描述计数值以及其他相关信号的的时间演进。
[0081]图5示出了计数器450的计数值、时钟选通控制信号444的状态、计数器步长控制信号454的状态以及事件信号420的图形表不。横坐标510描述时间。纵坐标512描述计数器450提供的计数值452。纵坐标514描述时钟选通控制信号444和计数器步长控制信号454的状态，纵坐标514描述事件信号420的状态。换言之，图5示出了根据本发明的数字事件发生器(DPWM计数器)的操作。仅在事件附近(即，在事件发生附近)使用高速率和高精度，如以下更详细描述。
[0082]如所见，在时间t0处将计数器设置为初始值。随后，计数器在时间t0与tl之间递减计数。例如，在时间to与tl之间计数器以步长4 (或者，更一般地，步长i)递减计数。例如，计数器450可以每输入时钟信号410的i个脉冲递减计数一次。
[0083]然而，在时间tl处，或者在时间tl之前不久，或时间tl之后不久，可以检测事件接近发生。例如，紧邻时间tl之前存在的计数值与粗糙事件时间信息462之间的比较可以指示事件接近发生。然而，备选地，时间tl处到达的计数值与粗糙事件时间信息462之间的比较可以指示事件接近发生。相应地，在时间tl处激活时钟选通控制信号444和计数器步长控制信号454，例如这指示了应当去激活输入时钟信号410中选通掉的时钟脉冲(使得，例如将输入时钟信号410的所有时钟信号传递至选通时钟信号442)，并且应当缩减计数器450的步长(例如，缩短到最小步长I)。相应地，在时间tl与t2之间，时钟选通单元440和计数器450均在高时间分辨率操作模式下。如所见，计数器以增加的计数频率(例如，每输入时钟信号410的脉冲一次)并且以缩减的步长(例如，缩减到步长I)递减计数。因此，时间tl与t2之间计数器450提供的计数值具有较高时间分辨率并且更精确。 [0084]在时间t2处，再次去激活时钟选通控制信号444和计数器步长控制信号454，从而将时钟选通单元440和计数器450 二者切换回到低时间分辨率操作模式。例如，在时间t2处对时钟选通控制信号444和计数器步长控制信号454的去激活可以由以下检测来实现:检测到由于切换到高时间分辨率操作模式，已经发生了输入时钟信号410的预定数目个脉冲。然而，其他机制也可以用于去激活时钟选通控制信号444和计数器步长控制信号454。
[0085]如所见，当与时间t0和tl之间的计数器步长Λ Nc^se相比，例如，在时间tl与t2之间计数器步长缩减到ANfine= I。因此，计数器值在时间tl和t2之间以比在时间t0和tl之间更小的步长减小。然而，当与时间t0和tl之间的计数速率相比，时间tl和t2之间计数速率(每单位时间计数操作次数)增加。相应地，当与时间to和tl之间的提供计数值相比，在时间tl和t2之间提供具有较高时间分辨率的计数值。将时间tl和t2之间提供的计数值或者至少该计数值的高时间分辨率部分与事件时间信息(或者至少该事件时间信息的高时间分辨率部分)相比较。
[0086]如图5所见，比较器在时间te处检测到计数器的(高时间分辨率)计数值到达事件时间信息(或其高时间分辨率部分)定义的值。相应地，激活事件信号。在时间tf处，计数器的计数值再次改变(减小)，使得计数器的计数值不再等于事件时间信息(或其高时间分辨率部分)定义的计数值。因此，比较器再次去激活事件信号，使得在时间te和tf之间提供事件信号的短脉冲。
[0087]如上所述，在时间t2处，计数器和比较器切换回到低时间分辨率操作模式。例如，切换回可以基于以下事实:比较器发现自时间tl( 即，自向低时间分辨率操作模式的切换)起已经过去预定时间。例如，比较器发现，计数值的低时间分辨率部分与事件时间信息描述的时间的低时间分辨率部分不同。换言之，如果比较器发现计数值的低时间分辨率部分与事件时间信息的低时间分辨率部分(或者多于一个数字事件时间信息项)不同，则计数器可以发起切换回到低时间分辨率操作模式。换句话，可以在比较器发现没有预期到事件接近发生时执行切换回到低时间分辨率操作模式。
[0088]在时间t2之后，计数器以低计数速率(即，以每单位时间较少次数的计数操作)递减计数，例如，以在时间to和tl期间使用的相同计数速率。同样，在时间t2处当切换回到低时间分辨率操作模式时计数步长再次增加。例如，在时间t2处计数步长可以切换回到在时间t0和tl之间使用的相同计数步长。通过去激活时钟选通控制信号444和计数器步长控制信号454来发信号通知切换回到低时间分辨率操作模式。相应地，例如，计数器从时间t2计数(例如，递减计数)，直到在时间t3处达到预定的最小计数值为止。最小计数值可以是预定值，并且可以任意定义。然而，备选地，最小计数值可以由欠运行计数器(或过运行计数器)来定义。在检测到达到最小计数值时，可以将计数器重置到开始值，使得实现循环计数处理。备选地，计数器可以通过欠运行计数器(或过运行计数器)从开始值计数。然而，可以通过控制电路改变最小计数值，从而改变计数循环的持续时间。
[0089]在备选实现方式中，计数器可以以第三计数速率计数(例如，递减计数)，第三计数速率与时间to和tl之间以及时间tl和t2之间的计数速率不同。换言之，可以在时间t0和tl之间使用第一计数速率(频率_1)和第一计数步长(递减_1)，在时间tl和t2之间使用第二计数速率(频率_2)和第二计数步长(递减_2)，可以在时间t2和t3之间使用第三计数速率(频率_3)和第三计数步长(递减_3)。因此，可以使用三个甚至更多的不同计数速率，这可以例如在需要不同时间分辨率来计数周期内提供第一事件信号和一个或更多个后续事件信号的情况下带来优点。
[0090]应当注意，能够在计数器的周期(即，时间t0和t3之间)期间，多次切换到高时间分辨率操作模式。相应地，可以在计数周期期间为多个事件提供事件信号(事件信号的脉冲或边缘)。同样，可以响应于从低时间分辨率操作模式到高时间分辨率操作模式的单次切换提供多个事件信号(事件信号的脉冲或边缘)。
[0091]图6示出了根据本发明实施例的事件发生器的示意框图。事件发生器600配置为接收输入时钟信号610，输入时钟信号610也指示为“快速时钟”。同样事件发生器接收事件时间信息612，事件时间信息612典型地包括较高有效位部分和较低有效位部分。事件时间信息612可以以数字形式(例如，二进制形式或二进制编码十进制形式)来编码。此外，事件发生器600提供例如可以描述事件的事件信号620，事件信号620的脉冲或边缘。换言之，通过发生事件信号620的脉冲或边缘的时间来描述事件的时间。
[0092]事件发生器600包括:时钟选通单元640，接收输入时钟信号610 (快速时钟)和使能信号644。时钟选通单元640提供选通时钟信号642，其中如果时钟选通使能信号644是有效的，则由时钟选通单元640执行时钟选通。
[0093]事件发生器600还包括计数器650，计数器650配置为接收选通时钟信号642和粗糙/精细选择信号654，粗糙/精细选择信号654也可以视为计数器步长控制信号。计数器650提供一系列计数值652。计数器650例如可以包括:时钟控制的多比特寄存器652，从开关(或复用器)650c接收输入值650b,并且响应于选通时钟信号642 (例如，响应于所述选通时钟信号642的边缘)接管或存储在其输入处提供的输入值650b。相应地，多比特寄存器650a可以包括利用相同时钟信号(B卩，选通时钟信号642)作为时钟的多个I比特锁存器或触发器。多比特寄存器650a提供输出值650d，输出值650c是输入值650b的锁存版本。输出值650d可以是表示计数值652的多比特值。可以将输出值650d反馈到加法器或减法器650e，加法器或减法器650e将步长值650f与多比特寄存器650a的输出值650d相加，或者从输出值650d中减去步长值650f，从而提供更新值650g。可以从开关或复用器650h向加法器或加法器650e提供步长值650f，开关或复用器650h可以基于粗糙/精细选择信号654的状态选择性地提供也被指示为“粗糙”值的比较大的步长值(递增值或递减值)或者也被指示为“精细”值的比较小的步长值(递增值或递减值)。换言之，步长值650f根据粗糙/精细选择信号654取比较小的值(例如，i = I的值)或比较大的值(例如，i > I的值)。开关或复用器650c根据重置信号或设置信号选择性地提供更新值650g或重置值，例如，重置值0，作为至多比特锁存器650a的输入值650b。作为重置值的备选，开关或复用器650c可以在每循环将计数器设置为重新加载值一次的情况下提供期望的重新加载值。相应地，响应于选通时钟信号642的每个脉冲或边缘通过当前选择的步长值650f来递增或递减计数值652，除非设置信号或重置信号是有效的。如果设置信号或重置信号是有效的，则将计数值652设置或重置为取施加于开关或复用器650c的重置值。
[0094]事件发生器600还包括:比较器660，接收事件时间信息612和计数值652。比较器660基于事件时间信息612和计数值652提供事件信号620和精度选择信号662。例如，比较器660包括较高有效位分析器660a和较低有效位比特分析器660b。较高有效位分析器660a例如可以接收计数值652的较高有效位的子集652a和事件时间信息612的较高有效位的子集612a。相应地，较高有效位分析器660a可以将计数值652的较高有效位的子集652a (被视为计数值652的低时间分辨率部分)与事件时间信息612的较高有效位的子集612a(可以被视为事件时间信息612的低时间分辨率部分)相比较。响应于该比较，较高有效位分析器660a可以提供对事件接近发生加以指示的信号。换言之，如果计数值652的比特子集652a的比特与事件时间信息612的子集612a的比特相同，则可以发信号通知事件发生。相应地，如果较高有效位分析器660a识别出由计数值652的较高有效位表示的值与事件时间信息612的较高有效位一致，则提供精度选择信号662以指示高精度(高时间分辨率)。此外，较低有效位比特分析器660b典型地配置为将计数值652的最低有效位与事件时间信息612的最低有效位612b相比较。换言之，通过较低有效位比特分析器660b将计数值652的高时间分辨率部分652b与事件时间信息612的高时间分辨率部分相比较，并且假设已经检测到事件接近发生(即，在较高有效位分析器660a执行的在前低时间分辨率比较中已经检测到计数值的最高有效位652a与事件时间信息612的最高有效位612a之间的一致)，比较器660响应于计数值652的最低有效位652b与事件时间信息612的最低有效位612b的一致提供事件信号620的脉冲或边缘。
[0095]事件发生器600还包括:控制单元680，配置为从比较器660接收精度选择信号662，并且基于精度选择信号662提供使能信号644和粗糙/精细选择信号654。例如，如果精度选择信号662指示期望高时间精度操作模式，则禁用时钟选通，并且如果精度选择信号662指示期望低时间分辨率，则可以启用周期性时钟选通(以选通掉快速时钟信号610的脉冲)。例如，如果启用(周期性)时钟选通，则可以向计数器传递i个时钟脉冲中的一个。换言之，当启用时钟选通时，典型地不会完全选通掉时钟。类似地，可以设置粗糙/精细选择信号654以在期望高时间分辨率或精细操作模式(也指示为高时间精度模式)的情况下指示精细计数步长，在期望低时间分辨率或粗糙操作模式(也指示为低时间精度模式)的情况下指示比较大的计数步长。
[0096]还应当注意，最高有效位分析器660a可以用于检测事件接近发生，其中，响应于检测到事件接近发生，执行向高精度操作模式的切换。较低有效位比特分析器660b在低时间分辨率操作模式下可以无效，并且在高时间分辨率操作模式下可以有效，即，响应于检测到事件接近发生。相反，较高有效位分析器660a可以在高时间分辨率操作模式下继续操作，以确定离开高时间分辨率操作模式的时间(通过切换回到低时间分辨率操作模式)。例如，当计数值652的最高有效位652a不再与事件时间信息612的最高有效位612a —致时，可以执行切换回到低时间分辨率操作模式。
[0097]此外，应当注意，事件发生器600可以履行事件发生器100和/或事件发生器400的功能。然而，本文讨论的附加可选改进也可以应用于事件发生器600。
[0098]图7示出了根据本发明另一实施例的事件发生器的框图。事件发生器700类似于事件发生器600，因此这里不再描述相同的装置和信号。
[0099]事件发生器700接收与输入时钟信号610相等同的输入时钟信号(快速时钟)710。此外，事件发生器700接收事件时间信息712，事件时间信息712类似于事件时间信息612，但是可以包括甚至更高的时间分辨率。同样，事件发生器700提供事件信号720，事件信号720类似于事件信号620，但是可以包括更高的时间分辨率。
[0100]事件发生器700包括与时钟选通单元640等同的时钟选通单元740。事件发生器700包括可以与控制器650等同的计数器750。同样事件发生器700包括可以与比较器660等同的比较器760。然而，比较器760接收可以与事件时间信息612的低时间分辨率部分612a( 即，事件时间信息612的最高有效位)等同的粗糙事件时间信息712a。此外，比较器760接收与事件时间信息612的高时间分辨率部分612b (即，事件时间信息612的最低有效位)等同的精细事件时间信息712b。比较器760提供可以与比较器660提供的事件信号620等同的(相对)粗糙事件信号762。
[0101]除了事件发生器600的元件以外，事件发生器700还包括:定时精细调节电路，接收粗糙事件信号762，并且基于粗糙事件信号762提供精细事件信号720，使得当与粗糙事件信号762的定时调节精度相比可以提高精细事件信号720的定时调节精度。例如，事件发生器700包括:数字时间转`换器780，在数字时间转换器780的正常操作模式下经由复用器或开关764接收粗糙事件信号762。此外，数字时间转换器在正常操作模式下基于粗糙事件信号762提供精细事件信号720。同样，数字时间转换器780接收超精细事件时间信息712c，超精细事件时间信息712c在与粗糙事件信号762 (或者更具体地，粗糙事件信号762的脉冲或边缘)相比较时确定精细事件信号720 (或者更具体地，精细事件信号720的脉冲或边缘)的定时。
[0102]事件发生器还包括:事件分路器790，接收事件时间信息712，并且将事件时间信息712分成多个分量，即分成粗糙事件时间信息712a、精细事件时间信息712b和超精细事件时间信息712c。相应地，粗糙事件时间信息712a可以是事件时间信息712的低时间分辨率部分，例如，事件时间信息712的最高有效位子集。此外，精细事件时间信息712b可以是事件时间信息712的中间时间精度部分，例如，事件时间信息712的中间有效位子集(即，不包括事件时间信息的一个或更多个最高有效位并且不包括一个或更多个最低有效位的比特子集)。此外，超精细事件时间信息712c可以是事件时间信息712的高时间分辨率部分，即，可以包括事件时间信息712的最低有效位子集。相应地，事件时间分路器790可以将事件时间信息712分成不同时间精度的三个分量712a、712b、712c。在对事件时间信息712进行二进制编码的情况下，事件分路器可以将事件时间信息分成二进制表示的不同非交置部分，使得粗糖事件时间?目息712a包括最闻有效位子集，并且使得超精细事件时间/[目息712c包括一个或更多个最低有效位子集。
[0103]数字时间转换器780例如可以包括:串联成电路的延迟元件780a至780f的链，并且还可以整体上被指示为延迟线。延迟元件链(延迟线)包括多个抽头780g至7801。延迟元件链中的第一延迟元件在正常操作模式中经由开关(或复用器)764接收粗糙事件信号762。数字时间转换器780还包括:选择器780m，选择延迟元件链的一个抽头(也指示为抽头延迟线)，并且基于抽头延迟元件链的所选抽头(抽头延迟线)处存在的信号，提供精细事件信号720。相应地，基于超精细事件时间信息712c调节在比较器760的输出与针对精细事件信号720的输出之间切换的抽头延迟元件链的多个延迟元件。通过使用抽头延迟线，可以获得特别高的时间分辨率。换言之，可以基于超精细事件时间信息712c，通过调节粗糙事件信号762和精细事件信号720之间的延迟来进一步提高(相对粗糙的)事件信号762的时间分辨率。粗糙/精细分开的优点在于，将更少的粗糙事件注入数字时间转换器，因此降低了数字时间转换器中的功耗。
[0104]应当注意，事件发生器700还可以包括调谐和校准单元796。调谐和校准单元796例如可以接收输入时钟信号710 (快速时钟)。此外，调谐和校准单元796可以在数字时间转换器780的调谐操作模式中经由开关(或复用器)764向数字时间转换器780 (或者更精确地，向数字时间转换器780的抽头延迟元件链)提供输入信号。在这种情况下，调谐和校准单元796还可以接收抽头延迟元件链的输出信号。相应地，调谐和校准单元例如可以确定延迟元件链的总延迟，或者基于该总延迟的信息。相应地，可以提供校准信息，校准信息用于基于超精细事件时间信息712c选择延迟元件链的适当抽头，或者调谐延迟元件的延迟。
[0105]总之，事件发生器700可以使用数字时间转换器780提高精细事件信号720的定时精度(与(相对)粗糙事件信号762的定时精度相比较)，数字时间转换器780可以使用事件分路器790接收根据总事件时间信息712获得的(分离出来的)超精细事件时间信息712c。可选地，可以在校准操作模式下，通过调谐和校准单元796来执行数字时间转换器780的校准。
[0106]因此，可以提供甚至比输入时钟信号710的周期时间更高的定时精度(其中，例如，粗糙事件信号762的定时精度可以等于输入时钟信号710的周期时间(或是输入时钟信号710的周期时间的量级))。
[0107]图8示出了根据本发明实施例的能量转换器的示意框图。根据图8的能量转换器800类似于根据图3的能量转换器300。
[0108]能量转换器800接收电输入能量，并且基于该电输入能量提供电输出量812，例如，电输出电压或电输出电流。
[0109]能量转换器800包括:功率级820，配置为基于电输入能量提供电输出量812。功率级例如可以包括降压转换器、升压转换器或升降压转换器。然而，也可以使用其他开关模式电路。能量转换器800还包括:数字控制电路830，可以配置为经由模数转换器826接收对米样的输出电压(或米样的输出电流)加以表不的数字信息832。模数转换器826的输入例如耦合至功率级820的输出(或备选地，耦合至中间节点)。例如，模数转换器826可以对功率级的输出电压进行采样，以提供采样的输出电压信息832。
[0110]数字控制电路830例如可以包括比例积分差分控制(PID控制)和数字脉宽调制控制。然而，也可以使用其他类型的稳压器(除了 PID控制以外)。数字控制电路830使用数字脉宽调制控制，来提供表示以下的数字信号:功率级的开关的接通时间和/或功率级的开关的断开时间和/或模数转换器的采样时间和/或任何其他控制时间(例如，描述开始事件应当发生的时间)。描述接通时间和/或断开时间和/或采样时间和/或控制时间的数字信息可以视为数字事件时间信息832。
[0111]能量转换器800还包括:数字事件发生器840，接收输入时钟信号(快速时钟)840a和数字事件时间信息832。数字事件发生器840包括时钟选通842a、计数器842b和比较器842c。时钟选通842a可以等同于时钟选通116或时钟选通440，并且计数器842b可以等同于计数器130或计数器450。比较器842c可以等同于比较器140或比较器460。同样，时钟选通842a、计数器842b和比较器842c的交互可以如上所述。然而，比较器842c可以提供接通事件信号844a、关断事件信号844b、采样事件信号844c和控制事件信号844d。接通事件信号844a的定时可以由接通时间信息来定义，并且断开事件信号844b的定时可以由关断时间信息来定义，采样事件信号844c的定时可以由采样时间信息来定义，并且控制事件信号844d的定时可以由控制时间信息来定义。换言之，比较器可以配置为对接通时间、关断时间、采样时间和控制时间加以描述的多个数字事件时间值提供多个事件信号。
[0112]换言之，数字事件发生器840可以配置为基于多个数字事件时间值832提供多个事件信号844a、844b、844c、844d。典型地，一些事件可能在时间上接近，因此提供事件信号844a、844b、844c、844d中的一些作为从低时间分辨率操作模式到高时间分辨率操作模式的单次切换的结果。
[0113]通过使用如本文所述的数字事件发生器840，在能量转换器800中，甚至可以在低负载条件下实现能量转换器800的高效率。然而，应当注意，本文描述的数字事件发生器也可以在许多不同应用中使用。
[0114]在下文中，可以参照图9描述根据本发明实施例的方法，图9示出了方法900的流程图。
[0115]方法900包括:基于时钟信号提供910计数值。应当注意，提供910计数值可以与以下描述的其他步骤并行执行。
[0116]方法900还包括:评估920低时间分辨率计数值以检测事件接近发生。例如以比较形式执行确定，以判定是否检测到事件接近发生。如果没有检测到事件接近发生，则重复步骤920,如附图标记924所指示的。
[0117]然而，如果检测到事件接近发生，则随后评估高时间分辨率计数值(步骤940)。相应地，例如，使用比较944确定是否检测到事件。如果没有检测到事件，则重复评估高时间分辨率计数值的步骤940。
[0118]然而，如果检测到事件，则提供事件信号(步骤960)。
[0119]换言之，重复对低时间分辨率计数值的评估，直到检测到事件接近发生为止。如果检测到这种事件接近发生，则评估一个或更多个高时间分辨率计数值，直到检测到实际事件为止。当检测到实际事件时，提供事件信号(或事件信号的脉冲或转变)。
[0120]应当注意，根据图9的方法900可以通过本文描述的任何特征和功能来得到补充。例如，关于设备描述的这种特征和功能也可以引入到方法900。
[0121]在下文中，参照图10和11简要描述参考示例。
[0122]图10示出了根据参考示例的传统事件发生器的示意框图。事件发生器1000接收输入时钟信号1010和事件时间信息1012。事件发生器1000基于输入时钟信号1010和事件时间信息1012提供事件信号1020。事件发生器1000包括:计数器1030，在时钟输入处接收输入时钟信号1010，时钟输入向比较器1040提供一系列计数值1032。比较器还接收事件时间信息1012，并且将计数值1032与事件时间信息1012相比较。当比较器1040发现计数值等于事件时间信息1012时，比较器提供事件信号1020的脉冲或边缘。如在信号表示1080中所见，计数器1030根据其计数的计数器时钟等于输入时钟1010。因此，计数器在输入时钟信号1010的每个上升沿或每个下降沿处计数。
[0123]相应地，为了接收高定时精度，必须使计数器1030持久地以非常高计数频率计数。这带来高能耗。
[0124]现在考虑计数器的计数值的图形表示1100，可以看出所述计数值的时间演进。横坐标1110描述时间，纵坐标1112描述计数值，如所见，计数器在时间UO和til之间从开始值递减计数。当计数值达到事件时间信息描述的值时，产生事件信号的脉冲，其时间演进以附图标记1140不出的。
[0125]然而，可以看出计数器以高计数频率(每单位时间的计数步的数目)以及比较小的步长技术。这引起了不必要的高功耗，在根据本发明的实施例中可以避免这种不必要的
闻功耗。
[0126]在下文中，简要概述本发明的一些关键构思。
[0127]根据本发明，已经发现在事件发生器中通常预先已知将要发生的事件的时刻在切换循环(或计数循环)的开始处。根据本发明的构思，已经得到结论，计数器不需要在所有时间以全精度并且从而以全时钟速率运行。同样，已经发现，在确保(或者等同地，可以确定)没有发生(或者将不会发生)事件的阶段期间，计数器可以递增或递减较大值，但是以较低时钟频率递增或递减。高效地，计数值的变化速率(即，每单位时间内计数值的改变)可以不变。换言之，计数值的变化速率在以下两个阶段中可以相同:已知将不会发生事件的阶段，和预期会发生事件的阶段。然而，存在的时钟事件越少，计数器本身的切换事件就越少，并且比较器的比较任务也越少(如果计数器递增/递减较大值，但是以较低时钟频率递增/递减)。因此，功耗降低了时钟频率减小和递增/递减值增大的倍数。在事件附近(即，接近事件发生)，时钟切换回到原始速率(例如，切换回到全速率)，并且同样将递增/递减值设置到其原始值(例如，设置到较小值，例如，设置到值I)。这意味着计数器工作快速，但递增/递减较小(即，精细)。换言之，计数值在保证(或者通过对低时间分辨率计数值的适当评估来确定)没有事件发生的情况下以较低精度工作(例如，较低时间精度)，并且在确保(或者至少非常可能)事件很快(例如，在预定时间内)发生的情况下以高精度工作。通过该方法，数字电路仅在事件发生附近(即，接近事件发生)具有比较高的功耗。极大地降低了平均功耗。
[0128]在实施例中，并不通过时钟驱动器而是通过时钟选通来减小时钟频率。这避免了附加同步并简化了合成。
[0129]应当注意，根据本发明的实施例在期望移至较高切换频率时在未来会更重要。然而，当今数字控制逻辑电路中比较高的功耗已经构成问题，使得可以通过使用本文公开的事件产生构思来实现改进。
[0130]在下文中，简要描述根据本发明的数字事件发生器的实施例。数字事件发生器的简单实施例包括对准周期序列内的阶段加以指示的计数器。通过与计数器连续(或准连续)比较的数字值来描述一个或更多个事件的出现。当预期没有事件时，计数器以较低速率和粗糙步长运行。此外，当将要出现事件时计数器以较高速率和精细步长运行。
[0131]可选地该事件发生器可以通过使用事件分路器来得到改进，事件分路器从每个事件产生粗糙事件和精细事件。粗糙事件(或粗糙事件时间信息)用于在计数器的粗糙操作期间与计数值相比较。精细事件(或精细事件时间信息)用于在计数器的精细操作期间与计数值相比较。
[0132]根据可选改进，在计数器的粗糙操作期间启用粗糙比较器，在计数器的精细操作期间禁用粗糙比较器。
[0133]根据另一可选改进，在计数器的精细操作期间启用精细比较器，在计数器的粗糙操作期间禁用精细比较器。
[0134]根据另一可选改进，精细比较器可以仅解决关于计数器的粗糙步长的相对事件。
[0135]根据另一可选改进，内部中断可以将计数器切换到特定操作模式。
[0136]根据另一可选改进，在新周期开始之后的第一步中，将计数器从其初始值切换到下一粗糙递增/递减的倍数。
[0137]总之，本公开的各个方面实现了在能量转换器中提供低负载电流下的高效率。数字事件发生器的功耗比较小。仅在事件附近，需要略微增加功耗，使得可以实现良好的总功率效率。
[0138]本发明的各个方法创建了低功率数字脉宽和事件发生器。本发明可以在功率管理单元中使用。
【权利要求】
1.一种数字事件发生器，包括: 计数器，配置为基于时钟信号提供至少一个计数值，以及 比较器，配置为评估第一计数值的第一部分以检测事件接近发生，响应于检测到事件接近发生，评估第二计数值的第二部分，并且基于评估和数字事件时间信息来提供事件信号。
2.根据权利要求1所述的数字事件发生器，其中，第一部分和第二部分是相同部分。
3.根据权利要求1所述的数字事件发生器，其中，第一计数值和第二计数值是相同计 数值。
4.根据权利要求1所述的数字事件发生器，其中，第一部分或第二部分包括至少一个计数值的数值表示的最高有效部分、至少一个计数值的数值表示的最低有效部分、或者至少一个计数值的数值表示的中间部分。
5.根据权利要求1所述的数字事件发生器，其中，比较器配置为，通过执行低时间分辨率比较来评估第一部分,并且通过执行高时间分辨率比较来评估第二部分。
6.根据权利要求1所述的数字事件发生器，其中，数字事件发生器配置为响应于检测到事件接近发生来缩减计数器步长，响应于检测到事件接近发生来增大计数器时钟速率。
7.根据权利要求6所述的数字事件发生器，其中，比较器配置为通过在检测到事件接近发生之前执行低时间分辨率比较来评估第一部分，并且通过响应于检测到事件接近发生执行高时间分辨率比较来评估第二部分。
8.根据权利要求7所述的数字事件发生器，其中，数字事件发生器配置为基于低时间分辨率比较来检测事件接近发生。
9.根据权利要求1所述的数字事件发生器，其中，第一部分包括第一比特集合，第二部分包括第二比特集合， 其中，第一比特集合描述了至少一个计数值中比第二比特集合更高的有效部分。
10.根据权利要求7所述的数字事件发生器，其中，比较器配置为在高时间分辨率比较中评估相对于低时间分辨率比较所确定的时间的相对时间。
11.根据权利要求5所述的数字事件发生器，其中，数字事件发生器配置为，在基于通过执行高时间分辨率计数值比较对第二部分的评估来提供事件信号之后，通过执行低时间分辨率计数值比较切换回到评估第一部分。
12.根据权利要求11所述的数字事件发生器，其中，数字事件发生器配置为，在第二模式中操作，以通过针对至少预定数目的计数器步执行高时间分辨率计数值比较来评估第二部分。
13.根据权利要求5所述的数字事件发生器，其中，数字事件发生器配置为在切换到第二模式通过执行高时间分辨率计数值比较来评估第二部分之后，切换回到通过针对预定数目的计数器步执行低时间分辨率计数值比较来评估第一部分。
14.根据权利要求1所述的数字事件发生器，其中，数字事件发生器配置为，响应于单次切换第二模式以通过执行高时间分辨率计数值比较来评估第二部分，提供多个事件的事件信号。
15.根据权利要求1所述的数字事件发生器，其中，比较器配置为通过将高时间分辨率计数值与关联于多个事件的多个数字事件时间信息相比较来提供多个事件信号。
16.根据权利要求1所述的数字事件发生器，其中，计数器是同步计算器，其中多个计数器级以公共时钟信号为时钟，并且 数字事件发生器包括从输入时钟信号中导出计数器的公共时钟信号的时钟分频器或时钟门。
17.根据权利要求16所述的数字事件发生器，其中，数字事件发生器配置为控制时钟分频器或时钟门，以在检测到事件接近发生之前提供第一较低时钟速率的时钟信号作为计数器的公共时钟信号，并且以响应于检测到事件接近发生提供第二较高时钟速率的时钟信号作为计数器的公共时钟信号。
18.根据权利要求1所述的数字事件发生器，其中，数字事件发生器配置为，与响应于检测到事件接近发生相比，在检测到事件接近发生之前每单位时间内执行较少次数的比较。
19.根据权利要求1所述的数字事件发生器，其中，数字事件发生器还包括:数字时间转换器，配置为接收比较器提供的事件信号作为输入信号，并且提供精细调节事件信号作为输出信号， 其中，比较器配置为基于数字事件时间信息的低时间分辨率部分来检测事件接近发生，并且基于数字事件时间信息的中间时间分辨率部分来提供事件信号，以及 数字时间转换器配置为基于数字事件时间信息的高时间分辨率部分提供时间调节的事件号。
20.根据权利要求19所述的数字事件发生器，其中，数字时间转换器包括抽头延迟线， 其中，抽头延迟线配置为接收比较器提供的事件信号，并且 其中，数字时间转换器配置为选`择抽头延迟线的抽头，以基于数字事件时间信息的高时间分辨率部分提供精细调节的事件信号。
21.根据权利要求1所述的数字事件发生器，其中，计数器配置为循环地从开始值重新开始。
22.—种开关模式能量转换器，包括: 功率级，包括一个或多个开关； 数字控制电路，配置为提供数字事件时间信息，以控制或调节电输出量；以及 数字事件发生器，基于数字事件时间信息产生事件信号，数字事件发生器包括: 计数器，配置为基于时钟信号提供至少一个计数值；以及 比较器，配置为评估第一计数值的第一部分，以检测事件接近发生，响应于检测到事件接近发生，评估第二计数值的第二部分，并且基于评估和数字事件时间信息提供事件信号。
23.根据权利要求22所述的能量转换器，其中，数字事件时间信息描述功率级的开关的接通时间、功率级的开关的关断时间、模数转换器的采样时间、或控制时间。
24.一种提供事件信号的比较器，其中，所述比较器配置为评估第一计数值的低时间分辨率部分，以检测事件接近发生，并且 响应于检测到事件接近发生，评估第二计数值的高时间分辨率部分，并且基于对计数值的高时间分辨率部分的评估产生事件信号。
25.根据权利要求24所述的比较器，其中，比较器配置为基于第一计数值的低时间分辨率部分与数字事件时间信息的低时间分辨率部分之间的比较，检测事件接近发生。
26.根据权利要求24所述的比较器，其中，比较器配置为在检测到事件接近发生之前评估至少第一计数值的第一比特子集，并且响应于检测到事件接近发生来评估第二计数值的第二比特子集，其中第一比特子集描述比第二比特子集更高的计数值有效部分。
27.根据权利要求24所述的比较器，其中，比较器配置为在高时间分辨率比较中评估相对于低时间分辨率比较所确定的时间的相对时间。
28.一种提供事件信号的方法，所述方法包括: 基于时钟信号提供多个计数值； 评估第一计数值的第一部分，以检测事件接近发生； 响应于检测到事件接近发生，评估第二计数值的第二部分；并且 根据对第二计数值的第二部分的评估和数字事件时间信息产生事件信号。
29.根据权利要求28所述的方法，其中，根据其提供计数值的时钟速率响应于检测到事件接近发生从第一时钟值切换到第二时钟值，第二时钟值小于第一时钟值。
30.一种数字事件发生器，包括: 计数器，配置为基于时钟信号提供多个计数值；以及 比较器，配置为评估第一计数值的第一部分，以检测事件接近发生，响应于检测到事件接近发生，评估第二计数值的第二部分，并且基于评估和数字事件时间信息提供事件信号; 其中，数字事件发生器配置为响应于检测到事件接近发生来缩短计数器步长，并且响应于检测到事件接近发生来增大计 数器时钟速率； 比较器配置为在检测到事件接近发生之前执行低时间分辨率比较，并且响应于检测到事件接近发生来执行高时间分辨率比较； 数字事件发生器配置为基于低时间分辨率比较来检测事件接近发生； 比较器配置为在检测到事件接近发生之前评估第一计数值的第一比特子集，并且响应于检测到事件接近发生来评估第二计数值的第二比特子集； 第一比特子集描述比第二比特子集更高的计数值有效部分；并且比较器配置为在高时间分辨率比较中评估相对于低时间分辨率比较所确定的时间的相对时间。
31.一种数字事件发生器，基于数字事件时间信息提供事件信号，所述数字事件发生器包括: 计数器，配置为根据时钟信号提供计数值； 比较器，配置为评估计数器提供的低时间分辨率计数值以检测事件接近发生，并且响应于检测到事件接近发生，评估计数器提供的高时间分辨率计数值，并且基于对高时间分辨率计数值的评估以及根据数字事件时间信息来提供事件信号。
【文档编号】H02M3/00GK103560783SQ201310181350
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年5月16日 优先权日:2012年5月16日
【发明者】斯蒂芬·汉兹勒 申请人:英特尔移动通信有限责任公司