一種脈沖濾波電路及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及模擬電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種脈沖濾波電路及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在電路系統(tǒng)中輸入脈沖信號(hào)濾波是一項(xiàng)重要的功能，它對(duì)于系統(tǒng)的性能和可靠性 有很大影響。
[0003] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種簡(jiǎn)單的脈沖濾波電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該電路由 同相器，RC濾波電路，施密特觸發(fā)器組成，電路的電源為VDD。這種結(jié)構(gòu)可以通過RC結(jié)構(gòu)和 施密特觸發(fā)器將固定脈沖寬度以下的噪聲濾掉，其原理是輸入信號(hào)經(jīng)過同相器控制電容的 充放電，當(dāng)輸入信號(hào)脈沖寬度較窄，電容無法被充至足以使施密特觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)時(shí)，電路的輸 出不會(huì)有反應(yīng)，從而將窄脈沖濾掉。
[0004] 圖2為圖1所示帶有施密特觸發(fā)器的RC脈沖濾波原理圖。如圖2濾波原理圖所 示，當(dāng)輸入信號(hào)脈沖寬度足夠大，電容被充至可以使施密特觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)的電平，施密特觸發(fā) 器翻轉(zhuǎn)，將信號(hào)傳輸?shù)捷敵觯沁@種結(jié)構(gòu)可能會(huì)帶來失真。
[0005] 圖3為現(xiàn)有技術(shù)的濾波電路在不同條件下的信號(hào)時(shí)序圖。如圖3所示，在第一種情 況下，當(dāng)施密特觸發(fā)器的閾值恰好是VDD/3和VDD2/3且脈沖寬度較大時(shí)，電容可以被充電 至電源電壓，所以在電容充電過程中未達(dá)到VDD2/3之前被過濾掉的時(shí)間和電容放電過程 中未達(dá)到VDD/3之前而多出來的時(shí)間恰好相等，失真=|A-B| =0,在這種情況下對(duì)施密特 觸發(fā)器閾值有嚴(yán)格的要求。當(dāng)施密特觸發(fā)器的閾值與上述不同時(shí)，電容充電時(shí)未達(dá)到VTH1 時(shí)被過濾掉的時(shí)間和電容放電時(shí)未達(dá)到VTH2而多出來的時(shí)間不相等，產(chǎn)生失真為|A-B|。 當(dāng)脈沖寬度較窄，不足以將電容充電至VDD時(shí)，即使施密特觸發(fā)器的閾值恰好在VDD的1/3 和2/3處，但是電容放電開始時(shí)電容電壓不等于VDD，使得電容放電時(shí)多出來的時(shí)間變短， 而電容充電時(shí)被過濾的時(shí)間不變，還是產(chǎn)生了失真。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種脈沖濾波電路及方法， 該電路能夠?qū)⑷魏未笥谠O(shè)定寬度的脈沖信號(hào)無失真的傳輸，避免傳統(tǒng)電路中窄脈沖失真的 問題，因此需要讓電容充電過程中未到達(dá)施密特觸發(fā)器正向遞增閾值之前被過濾的時(shí)間和 電容放電過程中未達(dá)到負(fù)向遞減閾值之前而多出來的時(shí)間恰好相等；還需使用任何閾值的 施密特觸發(fā)器，避免傳統(tǒng)電路中對(duì)施密特觸發(fā)器閾值的嚴(yán)格要求。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供了一種脈沖濾波電路，該脈沖濾波電路 包括：接收電路，用于接收脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)包括正脈沖和負(fù)脈沖；濾波電路，用于 檢測(cè)所述脈沖信號(hào)的寬度；輸出和反饋電路，用于根據(jù)所述脈沖信號(hào)的寬度向所述濾波電 路輸出反饋控制信號(hào)，以及將其輸出的脈沖信號(hào)調(diào)整為與所述脈沖信號(hào)同相，并輸出；所述 濾波電路根據(jù)所述反饋控制信號(hào)設(shè)定脈沖信號(hào)寬度。
[0008] 優(yōu)選地，所述接收電路001，包括第一反相器INV1，所述反相器INV1的輸入端接收 脈沖信號(hào)，輸出端與所述濾波電路連接。
[0009] 優(yōu)選地，所述濾波電路002,包括第二反相器INV2、第一M0S管S1、第二M0S管S2、 電容C1、第一電流源11和第二電流源12 ;其中，所述第二反相器INV2輸入端與所述第一反 相器INV1的輸出端連接，其輸出端與所述輸出和反饋電路003的輸入端連接；所述電容C1 的一端接入所述第二反相器INV2輸出端，其另一端接地；所述第一M0S管S1的源極與所述 第一電流源II的一端連接，其漏極與所述第二反向器INV2的電流源連接，其柵極與所述輸 出和反饋電路003連接；所述第二M0S管S2的源極與所述第二反向器INV2的電流沉連接， 其漏極與所述第二電流源12的一端連接，其柵極與與所述輸出和反饋電路003連接；所述 第一電流源II的另一端接入電源VDD，所述第二電流源12的另一端接地GND。
[0010] 優(yōu)選地，所述反饋控制電路003,包括施密特觸發(fā)器SMIT1、第三反相器INV3和第 四反相器INV4;其中，所述施密特觸發(fā)器SMIT1的輸入端與所述第二反相器INV2的輸出端 連接，其輸出端分別與所述第一M0S管S1的柵極和所述第三反相器INV3的輸入端連接；所 述第三反相器INV3的輸出端分別與所述第四反相器INV4的輸入端和所述第二M0S管S2 的柵極連接；所述第四反相器INV4的輸出端輸出脈沖信號(hào)。
[0011] 優(yōu)選地，所述第一M0S管S1為P型M0S管，所述第二M0S管S2為N型M0S管。
[0012] 優(yōu)選地，所述第二反相器INV2為CMOS反相器。
[0013] 本發(fā)明第二方面提供了一種脈沖濾波方法，該方法包括以下步驟：接收脈沖信號(hào)， 所述脈沖信號(hào)包括正脈沖和負(fù)脈沖；檢測(cè)所述脈沖信號(hào)的寬度；根據(jù)所述脈沖信號(hào)的寬度 輸出反饋控制信號(hào)，所述反饋控制信號(hào)用于設(shè)定所述脈沖信號(hào)的寬度，以及將其輸出的脈 沖信號(hào)調(diào)整為與所述脈沖信號(hào)同相，并輸出。
[0014] 優(yōu)選地，所述接收脈沖信號(hào)步驟包括：將接收的脈沖信號(hào)取反后輸出。
[0015] 優(yōu)選地，所述檢測(cè)所述脈沖信號(hào)的寬度步驟包括：通過電容的電平來檢測(cè)輸入脈 沖的寬度。
[0016] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述脈沖信號(hào)的寬度輸出反饋控制信號(hào)步驟包括：通過反相器 來控制對(duì)所述電容的充電或者放電，通過電流源來確定對(duì)所述電容的充放電的電流。
[0017] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述脈沖信號(hào)的寬度輸出反饋控制信號(hào)步驟包括：通過施密特 觸發(fā)器和反相器給出反饋控制信號(hào)，所述反饋控制信號(hào)用于設(shè)定所述脈沖信號(hào)的寬度。
[0018] 優(yōu)選地，所述將其輸出的脈沖信號(hào)調(diào)整為與所述脈沖信號(hào)同相，并輸出步驟包括： 通過反相器將輸出的脈沖信號(hào)調(diào)整為與輸入信號(hào)同相。
[0019] 本發(fā)明可以將任何大于設(shè)定寬度的脈沖信號(hào)無失真的傳輸，從而避免了傳統(tǒng)電路 中窄脈沖失真的問題，并且能使用任何閾值的施密特觸發(fā)器，從而避免傳統(tǒng)電路中對(duì)施密 特觸發(fā)器閾值的嚴(yán)格要求，使得電路系統(tǒng)中輸入脈沖信號(hào)無失真的傳輸，在模擬電路設(shè)計(jì) 領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0020] 為了更清楚說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需使用的附 圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的一種簡(jiǎn)單脈沖濾波電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2帶有施密特觸發(fā)器的RC脈沖濾波原理圖，上圖為窄脈沖被濾掉的情況，下圖 為寬脈沖通過的情況；
[0023]圖3為現(xiàn)有技術(shù)的濾波電路在不同條件下的信號(hào)時(shí)序圖，左圖為脈沖寬度較寬， 施密特觸發(fā)器閾值恰好為VDD/3和VDD2/3的情況，中圖為脈沖寬度較寬，施密特觸發(fā)器閾 值不為VDD/3和VDD2/3的情況，右圖為脈沖寬度較窄，施密特觸發(fā)器閾值恰好為VDD/3和 VDD2/3的情況；
[0024] 圖4本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種脈沖濾波電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖5本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種脈沖濾波電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種脈沖濾波電路在不同條件下的信號(hào)時(shí)序圖；
[0027] 圖7本發(fā)明實(shí)施例二提供的輸出與反饋電路流程示意圖；
[0028] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種脈沖濾波方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0030] 本發(fā)明要求保護(hù)的一種脈沖濾波電路及方法，可以將任何大于設(shè)定寬度的脈沖信 號(hào)無失真的傳輸，從而避免了傳統(tǒng)電路中窄脈沖失真的問題，并且能使用任何閾值的施密 特觸發(fā)器，從而避免傳統(tǒng)電路中對(duì)施密特觸發(fā)器閾值的嚴(yán)格要求。
[0031] 圖4本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種脈沖濾波電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，所述電 路，包括：接收電路〇〇1、濾波電路002和輸出和反饋電路003,其中接收電路001用于接收 脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)包括正脈沖和負(fù)脈沖；濾波電路002用于檢測(cè)所述脈沖信號(hào)的寬度； 輸出和反饋電路003用于根據(jù)所述脈沖信號(hào)的寬度向所述濾波電路002輸出反饋控制信 號(hào)，以及將其輸出的脈沖信號(hào)調(diào)整為與所述脈沖信號(hào)同相，并輸出；所述濾波電路002根據(jù) 所述反饋控制信號(hào)設(shè)定脈沖信號(hào)寬度。
[0032] 本發(fā)明實(shí)施例可以將任何大于設(shè)定寬度的脈沖信號(hào)無失真的傳輸，避免了傳統(tǒng)電 路中窄波脈沖失真的問題，在模擬電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
[0033] 圖5本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種脈沖濾波電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，所述電 路包括接收電路〇〇1，濾波電路002和輸出與反饋電路003。
[0034] 具體地，所述接收電路001包括第一反相器INV1，所述反相器INV1的輸入端接收 脈沖信號(hào)，輸出端與所述濾波電路連接。
[0035] 具體地，所述濾波電路002,包括第二反相器INV2、第一M0S管S1、第二M0S管S2、 電容C1、第一電流源11和第二電流源12;其中，所述第二反相器INV2輸入端與所述第一反 相器INV1的輸出端連接，其輸出端與所述輸出和反饋電路003的輸入端連接；所述電容C1 的一端接入所述第二反相器INV2輸出端，其另一端接地；所述第一M0S管S1的源極與所述 第一電流源II的一端連接，其漏極與所述第二反向器INV2的電流源連接，其柵極與所述輸 出和反饋電路003連接；所述第二M0S管S2的源極與所述第二反向器INV2的電流沉連接， 其漏極與所述第二電流源12的一端連接，其柵極與與所述輸出和反饋電路003連接；所述 第一電流源II的另一端接入電源VDD，所述第二電流源12的另一端接地GND。
[0036]具體地，所述反饋控制電路003,包括施密特觸發(fā)器SMIT1、第三反相器INV3和第 四反相器INV4;其中，所述施密特觸發(fā)器SMIT1的輸入端與所述第二反相器INV2的輸出端 連接，其輸出端分別與所述第一MOS管S1的柵極和所述第三反相器INV3的輸入端連接；所 述第三反相器INV3的輸出端分別與所述第四反相器INV4的輸入端和所述第二M0S管S2 的柵極連接；所述第四反相器INV4的輸出端輸出脈沖信號(hào)。
[0037] 作為本發(fā)