脉冲产生器及脉冲产生方法与流程

本发明涉及信号传输领域，特别涉及一种脉冲产生器及脉冲产生方法。

背景技术：

通信信号的传输与人们的生活息息相关，对于脉冲信号而言，脉冲信号产生器的性能至关重要，且一直是当下研究的热门。

然而，发明人发现目前市面上的脉冲产生器无法兼顾能耗和脉冲精度，即脉冲精度较高相应能耗也较高，能耗低的脉冲产生器产生的脉冲，脉冲精度也较低。

技术实现要素：

本发明实施方式提供一种脉冲产生器及脉冲产生方法，脉冲产生器通过多单元并行的结构设计，能有效提高脉冲精度；且脉冲产生器结构简单，运行功耗不大。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种脉冲产生器，包括：2ⁿ个脉冲产生模块，n为大于等于1自然数；脉冲产生模块包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和第一输出端，第一输入端用于接收脉冲数据，第二输入端用于接收相位时钟，第三输入端用于接收变化时钟相位；脉冲产生模块基于脉冲数据、相位时钟和变化时钟相位产生输出电流，脉冲产生模块的第一输出端用于输出输出电流；2ⁿ个脉冲产生模块的第一输出端并联后作为脉冲产生器的输出端。

相对于现有技术而言，本发明实施方式提供了一种新的脉冲产生器，通过多单元并行的结构，对每个单元进行独立控制获取一个输出电流，多个输出电流并联形成脉冲电流，能有效提高脉冲精度；且脉冲产生器的结构简单，运行功耗不大，解决了现有技术中脉冲产生器无法兼顾能耗和脉冲精度的问题。

另外，脉冲产生模块包括控制单元和产生单元；控制单元至少包括第二输出端和三个输入端，控制单元的三个输入端分别作为第一输入端、第二输入端以及第三输入端；控制单元基于脉冲数据、相位时钟和变化时钟相位产生控制信号，控制单元的第二输出端用于输出控制信号；产生单元至少包括第四输入端、第五输入端和输出端，产生单元的输出端作为第一输出端，四输入端连接第二输出端，用于接收控制信号，第五输入端连接第二输出端，用于接收控制信号；产生单元基于控制信号生成输出电流。

另外，产生单元包括第一子单元和第二子单元；第一子单元的输入端作为第四输入端；第二子单元的输入端作为第五输入端；第一子单元的输出端和第二子单元的输出端并联后作为产生单元的输出端。

另外，第一子单元至少包括第一差分放大电路和第一反相器；第二子单元至少包括第二差分放大电路和第二反相器；控制信号包括第一控制信号和第二控制信号；第一差分放大电路的一个输入端用于接收第一控制信号，另一个输入端用于连接第一反相器的输出端，第一反相器的输入端用于接收第一控制信号；第二差分放大电路的一个输入端用于接收第二控制信号，另一个输入端用于连接第二反相器的输出端，第二反相器的输入端用于接收第二控制信号。

另外，第一差分放大电路包括：第一mos管、第二mos管和第一电流源；第二差分放大电路包括：第三mos管、第四mos管和第二电流源；第一mos管、第二mos管、第三mos管和第四mos管的电学特征相同，第一电流源和第二电流源的电学特征相同；第一mos管的栅极和第二mos管的栅极作为第一差分放大电路的两个输入端；第一mos管的源极和第二mos管的源极连接第一电流源；第三mos管的栅极和第四mos管的栅极作为第二差分放大电路的两个输入端；第三mos管的源极和第四mos管的源极连接第二电流源；第一mos管的漏极与第三mos管的漏极并联作为一个输出端；第二mos管的漏极与第四mos管的漏极并联作为一个输出端。

另外，脉冲数据至少包括以下三种类型：正脉冲、负脉冲和零输入。

另外，相位时钟包括2m个不同相位，m为大于等于1自然数。

本发明实施方式还提供了一种脉冲产生方法，应用于上述脉冲产生器，包括：脉冲产生模块接收脉冲数据、相位时钟和变化时钟相位，并基于脉冲数据、相位时钟和变化时钟相位产生输出电流；以2ⁿ个输出电流之和作为脉冲产生器产生的脉冲电流。

另外，基于脉冲数据、相位时钟和变化时钟相位产生一个输出电流，包括：根据脉冲数据、相位时钟和变化时钟相位，产生第一控制信号和第二控制信号；第一控制信号的第二控制信号相同且为1时，则产生正向输出电流；第一控制信号的第二控制信号相同且为0时，则产生反向输出电流；第一控制信号的第二控制信号不相同时，则不产生输出电流。

另外，相位初始阶段，根据脉冲数据、相位时钟和变化时钟相位产生的第一控制信号和第二控制信号不相同；在到达变化时钟相位i时，控制单元产生的第一控制信号和第二控制信号根据脉冲数据进行第一次变化；其中，进行第一次变化后，若脉冲数据为正脉冲，则输出的第一控制信号的第二控制信号相同且为1；若脉冲数据为负脉冲，则输出的第一控制信号的第二控制信号相同且为0；在相位时钟为2m-1-i时，控制单元产生的第一控制信号和第二控制信号，产生第二次变化；其中，2m-1-i＞i，进行第二次变化后，输出的第一控制信号的第二控制信号不相同。

相比于现有技术而言，本实施方式提供的脉冲产生方法通过多单元并行的结构来控制脉冲电流的产生，能有效提高脉冲精度；同时应用的脉冲产生器结构简单，运行功耗不大。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本发明第一实施方式提供的脉冲产生器的结构示意图；

图2为本发明第一实施方式提供的8种不同的时钟相位的示意图；

图3为本发明第一实施方式提供的控制单元的控制原理示意图；

图4为本发明第一实施方式提供的脉冲产生器产生的脉冲电流示意图；

图5为本发明第二实施方式提供的产生单元的结构示意图。

具体实施方式

目前，脉冲产生器无法兼顾能耗和和脉冲精度的问题。

为解决上述问题，本发明第一实施方式提供了一种脉冲产生器，包括：2ⁿ个脉冲产生模块，n为大于等于1自然数；脉冲产生模块包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和第一输出端，脉冲产生模块的第一输入端用于接收脉冲数据，脉冲产生模块的第二输入端用于接收相位时钟，脉冲产生模块的第三输入端用于接收变化时钟相位；脉冲产生模块基于脉冲数据、相位时钟和变化时钟相位产生输出电流，脉冲产生模块的第一输出端用于输出输出电流；2ⁿ个脉冲产生模块的第一输出端并联后作为脉冲产生器的输出端。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合，相互引用。

下面对本实施方式的脉冲产生器的实现细节进行具体说明，参考图1，脉冲产生器100，包括：

2ⁿ个脉冲产生模块101，所述n为大于等于1自然数。

具体地，脉冲产生模块101可以为2个、4个、8个、32个、64个、128个等，在实际应用中根据需求的脉冲精度进行设置，本实施方式以32个(n＝4)为例进行具体说明，本领域技术人员应该清楚，以32个脉冲产生模块为例进行具体说明，是为了使本领域技术人员能够清楚本发明的实施细节，并不对本方案构成限定。

脉冲产生模块101包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和第一输出端；其中，脉冲产生模块101的第一输入端用于接收脉冲数据102，脉冲产生模块101的第二输入端用于接收相位时钟103，脉冲产生模块101的第三输入端用于接收变化时钟相位104。脉冲产生模块101基于脉冲数据102、相位时钟103和变化时钟相位104产生一个输出电流，脉冲产生模块101的第一输出端用于输出输出电流。

在本实施例中，脉冲数据102至少包括以下三种类型：正脉冲、负脉冲和零输入。相位时钟包括2m个不同相位，具体地，相位时钟103可以为2个、4个、6个、8个、10个、12个等，在实际应用中根据需求的脉冲精度进行设置，本实施方式以8个(m＝4)为例进行具体说明(参考图2，包括了8种不同的相位时钟，分别为301～308)，本领域技术人员应该清楚，以8个相位时钟为例进行具体说明，是为了使本领域技术人员能够清楚本发明的实施细节，并不构成限定。

具体地，脉冲产生模块101包括控制单元111和产生单元121。

控制单元111至少包括三个输入端和第二出输出端；控制单元111的三个输入端分别作为脉冲产生器的第一输入端、脉冲产生器的第二输入端和脉冲产生器的第三输入端；控制单元111基于脉冲数据102、相位时钟103和变化时钟相位104产生控制信号，控制单元111的第二输出端用于用于输出控制信号。

产生单元121至少包括第四输入端、第五输入端和输出端；产生单元121的输出端作为脉冲产生模块101的第一输出端，产生单元121的第四输入端连接控制单元111的第二输出端，用于接收控制信号；产生单元121的第五输入端连接控制单元111的第二输出端，用于接收控制信号；产生单元基于控制信号生成输出电流。

根据脉冲数据102，相位时钟103和变化时钟相位104生成相应输出电流的原理如下：

参考图3，相位初始阶段，控制单元111根据脉冲数据102、相位时钟103和变化时钟相位104产生的第一控制信号的第二控制信号不相同。具体地，若第一控制信号为1，则第二控制信号为0；若第一控制信号为0，则第二控制信号为1。

到达变化时钟相位i时{依据上述内容，本实施例以(n＝m＝4)8个相位时钟103进行举例说明，此时应该保证2m-1-i＞i，即i＜3.5，其中i可取0、1、2和3}，控制单元111产生的第一控制信号和第二控制信号根据脉冲数据进行第一次变化；第一控制信号和第二控制信号进行第一次变化后，若脉冲数据102为正脉冲，此时控制单元111产生的第一控制信号和第二控制信号相同且为1；若脉冲数据为负脉冲，此时控制单元111产生的第一控制信号和第二控制信号相同且为0；若脉冲数据102为零输入，控制单元111产生的第一控制信号和第二控制信号与初始状态相同，且不发生变化。

在相位时钟为2m-1-i时，控制单元111产生的控制信号产生第二次变化；第一控制信号和第二控制信号进行第二次变化后，控制单元111产生的第一控制信号与第二控制信号不相同，具体地，若第一控制信号为1，则第二控制信号为0；若第一控制信号为0，则第二控制信号为1。

完成一次循环后，重复上述过程，控制单元111持续产生控制信号。

当产生单元121接收到的第一控制信号的第二控制信号相同且为1时，产生单元121产生正向输出电流；当产生单元121接收到的第一控制信号的第二控制信号相同且为0时，产生单元121产生负向输出电流；当产生单元121接收到的第一控制信号的第二控制信号不相同时，产生单元121不产生输出电流。

2ⁿ个脉冲产生模块101的第一输出端并联后作为脉冲产生器100的输出端。具体地，32个脉冲产生模块101中的产生单元121产生的输出电流相加，得到如图4所示的脉冲电流。

相对于现有技术而言，本发明实施方式提供了一种新的脉冲产生器，通过多单元并行的结构，对每个单元进行独立控制获取一个输出电流，多个输出电流并联形成脉冲电流，能有效提高脉冲精度；且脉冲产生器的结构简单，运行功耗不大，解决了现有技术中脉冲产生器无法兼顾能耗和脉冲精度的问题。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各单元均为逻辑单元，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第二实施方式涉及一种脉冲产生器，本实施方式与第一实施方式大致相同，不同之处在于：本实施例方式为产生单元的一种具体实施方式。

以下将结合附图对本实施方式提供的预对准装置进行详细说明，与第一实施例相同或相应的部分，以下将不做详细赘述。

产生单元121包括第一子单元和第二子单元；其中，第一子单元的输入端作为产生单元121的第四输入端，第二子单元的输入端作为产生单元121的第五输入端；第一子单元的输出端和第二子单元的输出端并联后作为所述产生单元的输出端。

在本实施例中，第一子单元和第二子单元采用差分放大电路的方式实现；参考图5，产生单元121包括第一子单元201和第二子单元202。

第一子单元201至少包括第一差分放大电路和第一反相器(未图示)；第二子单元202至少包括第二差分放大电路和第二反相器(未图示)。

具体地，第一差分放大电路包括：第一mos管、第二mos管和第一电流源；第二差分放大电路包括：第三mos管、第四mos管和第二电流源；其中，第一mos管、第二mos管、第三mos管和第四mos管的电学特征相同，第一电流源和第二电流源的电学特征相同；即第一差分放大电路和第二差分放大电路的电学特征相同。

第一mos管的源极和第二mos管的源极连接所述第一电流源；第一mos管的栅极和第二mos管的栅极作为第一差分放大电路的两个输入端；具体地，第一mos管的栅极作为输入端d0，第二mos管的栅极作为输入端d0b。

第三mos管的源极和第四mos管的源极连接所述第二电流源；第三mos管的栅极和第四mos管的栅极作为第二差分放大电路的两个输入端；具体地，第三mos管的栅极作为输入端d1，第四mos管的栅极作为输入端d1b。

第一子单元201包括输入端d0和输入端d0b；第一子单元201的输入端d0用于接收第一控制信号，第一子单元201的输入端d0b用于连接第一反相器(图未示)的输出端，第一反相器(图未示)的输入端用于接收第一控制信号，即第一子单元201的输入端d0b用于接收第一控制信号的反向信号。

第二子单元202包括输入端d1和输入端d1b；第二子单元202的输入端d1用于接收第二控制信号，第二子单元202的输入端d1b用于连接第二反相器(图未示)的输出端，第二反相器(图未示)的输入端用于接收第二控制信号，即第二差分单元202的第二输入端d1b用于接收第二控制信号的反向信号。

第一mos管的漏极与第三mos管的漏极并联作为一个输出端，即第一差分输出端outn；第二mos管的漏极与第四mos管的漏极并联作为一个输出端，即第二差分输出端outp。第一差分输出端outn和第二差分输出端outp视为两个差分电流输出，作用在一个负载电阻上，输出一个差分电压，并转化成一个输出电流。

2ⁿ个产生单元121的输出端产生的输出电流之和作为脉冲产生器100的输出的脉冲电流，即如图4所示的脉冲电流。

与现有技术相比，本发明实施方式提供的一种产生单元的具体实施方式，产生单元采用差分放大器的方式来实现，其控制精度更高。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各单元均为逻辑单元，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明第三实施方式涉及一种脉冲产生方法，具体包括以下步骤：

步骤101，提供脉冲产生器。

脉冲产生器具体包括：2ⁿ个脉冲产生模块，n为大于等于1自然数；脉冲产生模块包括第一输入端、第二输入端、第三输入端和第一输出端，第一输入端用于接收脉冲数据，第二输入端用于接收相位时钟，第三输入端用于接收变化时钟相位。

步骤102，接收脉冲数据、相位时钟和变化时钟相位。

向脉冲产生器提供脉冲数据、相位时钟和变化时钟相位。具体地，脉冲数据102至少包括以下三种类型：正脉冲、负脉冲和零输入。相位时钟包括2m个不同相位，具体地，相位时钟103可以为2个、4个、6个、8个、10个、12个等，在实际应用中根据需求的脉冲精度进行设置，本实施方式以8个(m＝4)为例进行具体说明，本领域技术人员应该清楚，以8个相位时钟为例进行具体说明，是为了使本领域技术人员能够清楚本发明的实施细节，并不构成限定。

步骤103，基于脉冲数据、相位时钟和变化时钟相位产生输出电流。以2ⁿ个输出电流之和作为脉冲产生器产生的脉冲电流。

参考图3，相位初始阶段，控制单元根据脉冲数据、相位时钟和变化时钟相位104产生的第一控制信号的第二控制信号不相同。具体地，若第一控制信号为1，则第二控制信号为0；若第一控制信号为0，则第二控制信号为1。

到达变化时钟相位i时，控制单元产生的第一控制信号和第二控制信号根据脉冲数据进行第一次变化；第一控制信号和第二控制信号进行第一次变化后，若脉冲数据为正脉冲，此时控制单元产生的第一控制信号和第二控制信号相同且为1；若脉冲数据为负脉冲，此时控制单元产生的第一控制信号和第二控制信号相同且为0；若脉冲数据为零输入，控制单元产生的第一控制信号和第二控制信号与初始状态相同，且不发生变化。

在相位时钟为2m-1-i时，控制单元产生的控制信号产生第二次变化；第一控制信号和第二控制信号进行第二次变化后，控制单元产生的第一控制信号与第二控制信号不相同，具体地，若第一控制信号为1，则第二控制信号为0；若第一控制信号为0，则第二控制信号为1。

当产生单元接收到的第一控制信号的第二控制信号相同且为1时，产生单元产生正向输出电流；当产生单元接收到的第一控制信号的第二控制信号相同且为0时，产生单元产生负向输出电流；当产生单元接收到的第一控制信号的第二控制信号不相同时，产生单元不产生输出电流。

步骤104，调整输入的脉冲数据、相位时钟和变化时钟相位。

具体地，调整输入的脉冲数据、相位时钟和变化时钟相位，使脉冲产生器产生连续的脉冲信号。脉冲产生器100产生的脉冲电流为2ⁿ个所述脉冲产生模块的输出电流并联之和。具体地，32个脉冲产生模块101中的产生单元121产生的输出电流相加，得到如图4所示的脉冲电流。

上面各种步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

由于第一或第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第一或第二实施方式互相配合实施。第一或第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第一或第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一或第二实施方式中。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。