Схема регулирования частоты
Изобретение относится к схемам регулирования частоты для зависимого от потребления тока снабжения электронной схемы тактовым сигналом. Техническим результатом является то, что максимально допустимое потребление тока не превышается, а максимальная мощность схемы обеспечивается за счет максимальной тактовой частоты. Схема регулирования частоты содержит устройство (2) измерения тока, предназначенное для измерения мгновенного потребления тока электронной схемы (1), управляемую схему (4) источника тактового сигнала, которая содержит тактовый генератор (7) и которая соединена с тактовым входом (11) электронной схемы (1), и управляющее устройство (3) для управления схемой (4) источника тактового сигнала на основе измеренного потребления тока, причем повышение потребления тока электронной схемы (1) обуславливает отфильтровывание отдельных тактовых импульсов тактового сигнала, вырабатываемого тактовым генератором (7), для снижения тактовой частоты на выходе (6) схемы источника тактового сигнала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к схемам регулирования частоты для электронных схем.
В электронных схемах потребление тока часто зависит от того, какие функции непосредственно выполняются электронной схемой. В цифровых схемах, например, для реализации операции умножения требуется более значительный ток, чем для простого сложения. При этом необходимо учитывать то, что высокое потребление тока приводит к нагреву цифровой схемы, вследствие чего необходимо обращать внимание на то, чтобы электронная схема при выполнении определенных функций не нагревалась слишком сильно. К тому же потребление тока при этом пропорционально тактовой частоте, с которой работает электронная схема. Чем выше тактовая частота, тем выше, естественно, потребление тока.
Поэтому известно, что во избежание слишком высокого нагрева электронной схемы определяют функцию электронной схемы с наиболее высоким потреблением тока и затем при выполнении этих функций устанавливают такую частоту, при которой потребление тока не превышает допустимое максимальное значение. Определенная таким образом частота указывается затем как максимальная рабочая частота электронной схемы. Однако при других функциях электронной схемы была бы возможна более высокая частота и, следовательно, в целом лучшие рабочие характеристики, причем без превышения максимального разрешенного потребления тока.
Задача изобретения состоит в создании схемы регулирования частоты, которая обеспечивает возможность достижения высокой мощности электронной схемы за счет использования максимально возможной частоты, не приводя при этом к недопустимо сильному нагреву электронной схемы. Эта задача в соответствии с изобретением решается схемой регулирования частоты, предназначенной для зависимого от потребления тока снабжения электронной схемы тактовым сигналом, содержащей устройство измерения тока, предназначенное для измерения мгновенного потребления тока электронной схемы, управляемую схему источника тактового сигнала, которая соединена с входом тактового сигнала электронной схемы, и управляющее устройство для управления схемой источника тактового сигнала на основе измеренного потребления тока, причем повышение потребления тока электронной схемы вызывает снижение тактовой частоты на выходе схемы источника тактового сигнала.
Схема измеряет, таким образом, мгновенное потребление тока и на основе этого управляет частотой тактового сигнала, который подается на электронную схему. Тем самым обеспечивается то, что электронная схема всегда работает с максимальной мощностью, которая возможна с учетом допустимых максимальных значений для потребления тока. Таким образом, всегда в распоряжение предоставляется максимально возможная мощность без опасности слишком сильного нагревания для электронной схемы.
В предпочтительном варианте осуществления схемы источника тактового сигнала последняя содержит тактовый генератор, который формирует тактовый сигнал с постоянной частотой. С тактовым генератором связан импульсный фильтр, который управляется управляющим устройством. Для снижения тактовой частоты, выдаваемой на электронную схему, из тактового сигнала, вырабатываемого тактовым генератором, отдельные импульсы отфильтровываются или подавляются с помощью импульсного фильтра.
Изобретение поясняется ниже более подробно на примере осуществления. На чертежах показано следующее:
фиг. 1 – схема регулирования частоты, соответствующая изобретению, представленная в форме блок-схемы;
фиг. 2 – детализированное представление схемы источника тактового сигнала.
На фиг. 1 представлена блок-схема соответствующей изобретению схемы регулирования частоты. Электронная схема 1 имеет вход 10 напряжения питания и тактовый вход 2. Вход 10 напряжения питания связан с рабочим напряжением UB. Ток I, который поступает от электронной схемы 1, измеряется в устройстве 2 измерения тока. Управляющее устройство 3 преобразует результат измерения, полученный устройством 2 измерения тока, в управляющий сигнал для схемы 4 источника тактового сигнала. Для этого управляющее устройство соединено с управляющим входом 5 схемы 4 источника тактового сигнала. Тактовый выход 6 схемы 4 источника тактового сигнала соединен с тактовым входом 11 электронной схемы 1.
При проведении в электронной схеме 1 вычислительных операций, которые характеризуются высоким потреблением тока, это потребление определяется устройством 2 измерения тока, и как только вследствие этого происходит превышение максимально допустимого тока, управляющее устройство 3 управляет схемой 4 источника тактового сигнала таким образом, что тактовая частота, которая подается на электронную схему 1, снижается. За счет снижения тактовой частоты, с которой работает электронная схема 1, снижается и потребление тока, что определяется устройством 2 измерения. Вследствие этого тактовая частота, вырабатываемая схемой источника тактового сигнала, вновь повышается, так что в любой момент в распоряжение предоставляется максимально возможная тактовая частота.
На фиг. 2 представлено детальное выполнение схемы источника тактового сигнала. В соответствии с ним схема источника тактового сигнала имеет тактовый генератор 7, который вырабатывает постоянную максимальную внутреннюю частоту. Кроме того, она содержит импульсный фильтр 8, который соединен с управляющим входом 5 и с тактовым выходом 6. Для уменьшения тактовой частоты, как описано со ссылками на фиг. 1, отдельные импульсы тактового сигнала, вырабатываемого тактовым генератором 7, подавляются, что в целом ведет к уменьшению тактовой частоты.Перечень ссылочных позиций
1. Электронная схема
2. Устройство измерения тока
3. Управляющее устройство
4. Схема источника тактового сигнала
5. Управляющий вход
6. Тактовый выход
7. Тактовый генератор
8. Импульсный фильтр
10. Вход напряжения питания
11. Тактовый вход
1. Схема регулирования частоты, предназначенная для зависимого от потребления тока снабжения электронной схемы тактовым сигналом, содержащая устройство (2) измерения тока, предназначенное для измерения мгновенного потребления тока электронной схемы (1), управляемую схему (4) источника тактового сигнала, которая содержит тактовый генератор (7) и которая соединена с тактовым входом (11) электронной схемы (1), и управляющее устройство (3) для управления схемой (4) источника тактового сигнала на основе измеренного потребления тока, причем повышение потребления тока электронной схемы (1) обуславливает отфильтровывание отдельных тактовых импульсов тактового сигнала, вырабатываемого тактовым генератором (7), для снижения тактовой частоты на выходе (6) схемы источника тактового сигнала.
2. Схема регулирования частоты по п.1, отличающаяся тем, что ток, измеренный устройством (2) измерения тока, с помощью средства сравнения сравнивается с установленным пороговым значением.
