專利名稱：一種定時(shí)信號(hào)發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種對(duì)輸入脈沖整形并從中提取定時(shí)信號(hào)的技術(shù)。本實(shí)用新型中，輸入脈沖可以是由其他設(shè)備提供的時(shí)鐘信號(hào)。
從輸入脈沖中獲取定時(shí)信號(hào)的技術(shù)業(yè)已公知。一般采用如

圖1所示的電路結(jié)構(gòu)，先由輸入整形電路101恢復(fù)輸入脈沖，然后經(jīng)分頻電路102產(chǎn)生所需的定時(shí)信號(hào)。為了獲取高精度的定時(shí)信號(hào)，輸入整形電路應(yīng)當(dāng)能準(zhǔn)確地將經(jīng)過傳輸而失真了的輸入脈沖加以恢復(fù)，既不丟失脈沖，也不因?yàn)橛捎谠肼暞B加引起的輸入脈沖波形抖動(dòng)而判斷失誤，將原來的一個(gè)脈沖變成若干個(gè)脈沖。現(xiàn)有的從輸入脈沖中獲取定時(shí)信號(hào)的技術(shù)一般采用施密特電路作為輸入整形電路，但施密特電路的門限電平較大(通常大于1.4V)，在輸入脈沖信號(hào)較小、疊加的噪聲較大時(shí)容易丟失脈沖或者判斷失誤；通常在施密特電路前加一個(gè)預(yù)處理電路以解決該問題，現(xiàn)有技術(shù)中常見的做法是加一個(gè)反饋放大電路，但反饋放大電路不可避免地引入了放大器自身的噪聲，影響波形恢復(fù)的質(zhì)量；并且為了使放大器工作于線性區(qū)，輸入信號(hào)帶寬受到限制；此外，采用反饋放大電路也易于形成振蕩。
本實(shí)用新型的目的就是提供一種克服了上述缺點(diǎn)，頻帶寬，靈敏度高，輸出穩(wěn)定的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器。
本實(shí)用新型一種定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，包括順次相連的用于隔直流、匹配輸入阻抗的匹配隔離電路，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行整形的整形單元和分頻產(chǎn)生所需定時(shí)信號(hào)的分頻電路，其特征在于所述整形單元包括門限放大電路、并聯(lián)在所述門限放大電路的輸入輸出端的反饋電路和為所述門限放大電路提供最佳工作點(diǎn)的自偏置電路，所述自偏置電路的輸出端通過自偏置電阻與所述匹配隔離電路的輸出端相連。
所述自偏置電路包括構(gòu)成強(qiáng)負(fù)反饋電路的輸出接至輸入的第一反相器，所述第一反相器輸出的電壓穩(wěn)定在中點(diǎn)電壓。所述自偏置電壓由所述自偏置電阻引至所述匹配隔離電路的輸出端。
所述門限放大電路包括偶數(shù)個(gè)串聯(lián)的第二反相器和/或若干個(gè)串聯(lián)的同相器，所述門限放大電路中從輸入端看第一個(gè)所述反相器/同相器的門限電平等于所述自偏置電壓。并聯(lián)在所述門限放大電路輸入輸出端的反饋電阻和反饋電容構(gòu)成所述反饋電路，因?yàn)樗鲩T限放大電路中的所述第二反相器個(gè)數(shù)為偶數(shù)，因此所述反饋電路為一正反饋電路。所述門限放大電路的輸入端通過門限電阻與所述匹配隔離電路的輸出端相連，從而引入輸入信號(hào)和自偏置電壓。需要說明一下，所述同相器是指輸入輸出同相的邏輯電路。
所述匹配隔離電路起隔直流、匹配輸入阻抗的作用，所述分頻電路將整形后的脈沖信號(hào)分頻為所需的定時(shí)信號(hào)，所述整形單元中可以在所述門限放大電路的輸出端串接一個(gè)整形電路以提高輸出信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力并進(jìn)一步濾除噪聲。
本實(shí)用新型中門限放大電路的門限電平和放大倍數(shù)取決于反饋電阻和門限電阻，因此其門限電平的大小可靈活設(shè)置，而且工作于穩(wěn)態(tài)，只有當(dāng)輸入信號(hào)電平大于門限時(shí)才可以工作，從而提高了靈敏度；門限放大電路工作于雙穩(wěn)態(tài)，不會(huì)因相位抖動(dòng)而引起振蕩，也沒有采用反饋放大電路放大器自身噪聲的問題，因此能準(zhǔn)確地恢復(fù)輸入脈沖，整個(gè)裝置輸出的定時(shí)信號(hào)精度、穩(wěn)定度也隨之提高；又因?yàn)檎螁卧聦?shí)上工作于雙穩(wěn)態(tài)，因此本實(shí)用新型的輸入帶寬主要由匹配隔離電路決定，選取合適的器件，便可以有較寬的帶寬。
現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施例。附圖中圖1示出現(xiàn)有技術(shù)中通常采用的一種從輸入脈沖中獲取定時(shí)信號(hào)的電路結(jié)構(gòu)；圖2為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的電路圖；圖3為本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2示出本實(shí)用新型的第一實(shí)施例。圖2中，實(shí)框201為匹配隔離電路，包括變壓器T1，電阻R1、R2，電容C1，以及穩(wěn)壓二級(jí)管D1。變壓器T1的初級(jí)接外線輸入，次級(jí)一端接地，另一端并接電阻R1后串接一個(gè)電阻R2和一個(gè)電容C1后接至A點(diǎn)，穩(wěn)壓二極管D1一端與A點(diǎn)相連、另一端接地以防止高壓脈沖的出現(xiàn)。輸入的信號(hào)經(jīng)過上述的匹配隔離電路后送到A點(diǎn)，然后進(jìn)入門限放大電路201C。其中變壓器T1起隔直流作用，若不是外線輸入，可以省去；電阻R1起輸入阻抗匹配作用；電容C1和電阻R2起電流隔離作用。
實(shí)框202為整形單元。其中，虛框202A為由反相器IC1構(gòu)成的自偏置電路。反相器IC1的輸出接至輸入端，構(gòu)成強(qiáng)烈的負(fù)反饋電路，使IC1的輸出電壓穩(wěn)定在中點(diǎn)電壓。自偏置電阻R3串接A點(diǎn)和自偏置電路的輸出端，將自偏置電壓引至A點(diǎn)。
虛框202C為門限放大電路，包括兩個(gè)串聯(lián)的反相器IC2、IC3，IC2、IC3與所述自偏置電路中的IC1相同以保證各個(gè)反相器有相同的中點(diǎn)電壓，本實(shí)施例中采用型號(hào)為74HC04的芯片，該芯片提供6個(gè)相同的反相器。并聯(lián)在門限放大電路輸入輸出端的反饋電阻R5和反饋電容C2構(gòu)成虛框202B中的反饋電路。門限放大電路的輸入端與A點(diǎn)以門限電阻R4串接聯(lián)通從而引入輸入信號(hào)和自偏置電壓。需要說明一下，門限放大電路202C中也可以包括若干個(gè)串聯(lián)的同相器(圖中未示出)，只要保證反饋電路202B為一正反饋電路并且自偏置電壓等于門限放大電路中從輸入端看第一個(gè)反相器/同相器的門限電平。同相器可以是輸入端接在一起的與門或者非門等等。
反相器IC4作為整形電路，以提高門限放大電路202C輸出信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力并進(jìn)一步濾除噪聲。經(jīng)反相器IC4整形后的信號(hào)送給分頻電路203，經(jīng)分頻產(chǎn)生所需的定時(shí)信號(hào)。
本實(shí)施例中，R5＞＞R4，R4≈R3，R3取值范圍為100Ω～10KΩ，R3與R4的比例范圍為1∶2～2∶1，R5取值范圍為10KΩ～1MΩ。電容C2加快反相器IC2、IC3的翻轉(zhuǎn)速度，其取值范圍為1pf～100pf。
圖5示出本實(shí)用新型第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。如圖所示，本實(shí)用新型的第二實(shí)施例包括至少一個(gè)匹配隔離電路201、與各個(gè)匹配隔離電路相連的整形單元202，還包括分頻單元303、監(jiān)控單元304、測(cè)試單元305、多選一電路306、以及CPU307。輸入信號(hào)經(jīng)匹配隔離電路201后分為兩路，一路送給整形單元202，經(jīng)過放大、整形后送給分頻單元303，經(jīng)分頻單元303分頻后得到所需的定時(shí)信號(hào)；另一路送給監(jiān)控單元304，由監(jiān)控單元304檢測(cè)各輸入通道是否正常，并將檢測(cè)信息上報(bào)給處理器307，處理器307處理來自監(jiān)控單元304的信息，對(duì)監(jiān)控單元304進(jìn)行控制，并根據(jù)對(duì)監(jiān)控單元304上報(bào)信息的處理結(jié)果控制分頻單元303，使分頻單元304輸出所需的定時(shí)信號(hào)。本實(shí)施例中還可以有以其他方式得到的定時(shí)信號(hào)，這些定時(shí)信號(hào)和分頻單元輸出的定時(shí)信號(hào)一起被送給測(cè)試單元305，測(cè)試單元305測(cè)試各個(gè)定時(shí)信號(hào)的質(zhì)量，并將結(jié)果上報(bào)給處理器307，處理器307根據(jù)該結(jié)果控制多選一電路306選通各路定時(shí)信號(hào)中的一路作為輸出。此外，處理器307還對(duì)測(cè)試單元305進(jìn)行控制。
本實(shí)用新型的輸出送給各種通信設(shè)備，如程控交換機(jī)等，作為其時(shí)鐘信號(hào)。
以上雖已結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說明了本實(shí)用新型，但顯然本領(lǐng)域的專業(yè)人士可以作出種種顯而易見的變動(dòng)，因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書確定。
權(quán)利要求1.一種定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，包括順次相連的用于隔直流、匹配輸入阻抗的匹配隔離電路(201)、對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行整形的整形單元(202)和分頻產(chǎn)生所需定時(shí)信號(hào)的分頻電路(203)，其特征在于所述整形單元(202)包括門限放大電路(202C)、并聯(lián)在所述門限放大電路(202C)的輸入輸出端的反饋電路(202B)和為所述門限放大電路(202C)提供最佳工作點(diǎn)的自偏置電路(202A)，所述自偏置電路(202A)的輸出端通過自偏置電阻(R3)與所述匹配隔離電路(201)的輸出端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述自偏置電路(202A)包括輸出接至輸入的第一反相器(IC1)，所述門限放大電路(202C)包括偶數(shù)個(gè)串聯(lián)的第二反相器(IC2、IC3)和/或若干個(gè)串聯(lián)的同相器。
3.如權(quán)利要求2所述的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述門限放大電路(102C)中從輸入端看第一個(gè)所述反相器/所述同相器的門限電平等于所述自偏置電路(102B)的輸出電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述反饋電路(202B)為一個(gè)正反饋電路。
5.如權(quán)利要求4所述的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述第一反相器(IC1)和所述第二反相器(IC2、IC3)是相同的。
6.如權(quán)利要求4或5所述的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述整形單元(202)還包括一個(gè)串接在所述門限放大電路(202C)輸出端和所述分頻電路(203)輸入端之間的整形電路(IC4)。
7.如權(quán)利要求6所述的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述反饋電路(202B)包括并接在所述門限放大電路(202C)輸入輸出端的反饋電阻(R5)。
8.如權(quán)利要求7所述的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述反饋電路(202B)還包括并接在所述門限放大電路(202C)輸入輸出端的反饋電容(C2)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述門限放大電路輸入端與所述匹配隔離電路輸出端之間通過門限電阻(R4)相連。
10.如權(quán)利要求9所述的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述自偏置電阻(R3)和所述門限電阻(R4)的比例范圍為1∶2～2∶1。
11.如權(quán)利要求10所述的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述自偏置電阻(R3)取值范圍為100Ω～10KΩ。
12.如權(quán)利要求11所述的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述反饋電阻(R5)取值范圍為10KΩ～1MΩ。
13.如權(quán)利要求12所述的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述反饋電容(C2)取值范圍為1pf～100pf。
14.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、7、8、10、11、12或13所述的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器，其特征在于所述定時(shí)信號(hào)發(fā)生器可以包括多個(gè)所述順次相連的匹配隔離電路(201)、整形單元(202)，還包括分頻單元(303)、監(jiān)控單元(304)、測(cè)試單元(305)、多選一電路(306)、以及處理器(307)；所述監(jiān)控單元(304)與各所述匹配隔離電路(201)相連，檢測(cè)各輸入通道是否正常，并將檢測(cè)信息上報(bào)給所述處理器(307)；所述分頻單元(303)與各所述整形單元(202)相連，在所述處理器(307)的控制下分頻產(chǎn)生所需的定時(shí)信號(hào)；所述測(cè)試單元(305)測(cè)試各個(gè)定時(shí)信號(hào)的質(zhì)量，并將結(jié)果上報(bào)給所述處理器(307)；所述多選一電路(306)以所有的定時(shí)信號(hào)為其輸入，在所述處理器(307)的控制下選擇一路定時(shí)信號(hào)作為輸出；所述處理器(307)與所述監(jiān)控單元(304)、所述分頻單元(303)、所述測(cè)試單元(305)、以及所述多選一電路(306)相連，接收并處理來自各所述單元的信息，并對(duì)各單元進(jìn)行控制。
專利摘要一種定時(shí)信號(hào)發(fā)生器。包括匹配隔離電路、整形單元和分頻單元,其中整形單元主要包括門限放大電路、反饋電路和自偏置電路,反饋電路為一正反饋電路,自偏置電路輸出的配置電壓等于門限放大電路的門限電平,電路工作于雙穩(wěn)態(tài)。本發(fā)明靈頻帶寬,靈敏度高,輸出穩(wěn)定,可以為各種通信設(shè)備提供時(shí)鐘輸入。
文檔編號(hào)H03K5/00GK2288551SQ97208769
公開日1998年8月19日 申請(qǐng)日期1997年3月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月4日
發(fā)明者肖長(zhǎng)貴, 郝朝昕 申請(qǐng)人:深圳市華為技術(shù)有限公司