窄脈沖過濾方法
【專利摘要】一種窄脈沖過濾方法，由包括正窄脈沖過濾電路、負(fù)窄脈沖過濾電路、信號選擇電路的窄脈沖過濾裝置實現(xiàn)。所述裝置由輸出脈沖通過信號選擇電路控制選通正窄脈沖過濾電路、負(fù)窄脈沖過濾電路中的一路作為輸出脈沖，能夠自動過濾負(fù)寬脈沖期間的正窄脈沖和正寬脈沖期間的負(fù)窄脈沖干擾，特別是能夠過濾連續(xù)的窄脈沖干擾信號；需要過濾的正窄脈沖和負(fù)窄脈沖最大寬度能夠通過改變電容的慢速充電時間或者慢速放電時間進(jìn)行調(diào)整。所述方法能夠應(yīng)用在數(shù)字信號電路中所有需要過濾窄脈沖干擾信號的場合。
【專利說明】
窄脈沖過濾方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種脈沖信號處理方法，尤其是一種窄脈沖過濾方法。【背景技術(shù)】
[0002]在數(shù)字信號電路中，經(jīng)常需要對脈沖信號中的正窄脈沖和負(fù)窄脈沖進(jìn)行過濾，例如，濾單個的窄干擾脈沖，過濾機(jī)械三態(tài)門的抖動脈沖，等等。目前常用的方法的采用濾波電路進(jìn)行濾波，或者是用MCU采樣后進(jìn)行算法處理。采用濾波電路過濾，當(dāng)需要過濾的窄脈沖頻率較高時，濾波電路存在直流記憶效應(yīng)，前面的窄脈沖會影響后面窄脈沖的過濾。用 MCU采樣后進(jìn)行算法處理時，MCU本身容易受到各種干擾影響，從而對窄脈沖的過濾造成影響。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有數(shù)字脈沖信號電路中窄脈沖過濾所存在的問題，本發(fā)明提供了一種窄脈沖過濾方法，由包括正窄脈沖過濾電路、負(fù)窄脈沖過濾電路、信號選擇電路的窄脈沖過濾裝置實現(xiàn)。
[0004]所述正窄脈沖過濾電路、負(fù)窄脈沖過濾電路的輸入信號為輸入脈沖;所述信號選擇電路的輸出為輸出脈沖。
[0005]所述正窄脈沖過濾電路允許正窄脈沖之外的信號通過，負(fù)窄脈沖過濾電路允許正窄脈沖之外的信號通過。
[0006]當(dāng)輸出脈沖與輸入脈沖同相時，所述信號選擇電路在輸出脈沖為低電平時選擇正窄脈沖過濾電路的輸出作為輸出脈沖，輸出脈沖為高電平時選擇負(fù)窄脈沖過濾電路的輸出作為輸出脈沖；當(dāng)輸出脈沖與輸入脈沖反相時，所述信號選擇電路在輸出脈沖為高電平時選擇正窄脈沖過濾電路的輸出作為輸出脈沖，輸出脈沖為低電平時選擇負(fù)窄脈沖過濾電路的輸出作為輸出脈沖。
[0007]所述輸出脈沖與輸入脈沖同相，指的是信號選擇電路在選擇正窄脈沖過濾電路或者是負(fù)窄脈沖過濾電路的輸出作為輸出脈沖時，輸出脈沖與輸入脈沖均同相;所述輸出脈沖與輸入脈沖反相，指的是信號選擇電路在選擇正窄脈沖過濾電路或者是負(fù)窄脈沖過濾電路的輸出作為輸出脈沖時，輸出脈沖與輸入脈沖均反相。
[0008]所述正窄脈沖過濾電路包括快放慢充電路、正向抗干擾電容、正向抗干擾施密特電路;所述快放慢充電路的輸入端為正窄脈沖過濾電路的輸入端，輸出端連接至正向抗干擾施密特電路輸入端;所述正向抗干擾施密特電路輸出端為正窄脈沖過濾電路的輸出端； 所述正向抗干擾電容的一端連接至快放慢充電路的輸出端，另外一端連接至窄脈沖過濾裝置的公共地或者是供電電源;所述負(fù)窄脈沖過濾電路包括慢放快充電路、反向抗干擾電容、 反向抗干擾施密特電路;所述慢放快充電路的輸入端為負(fù)窄脈沖過濾電路的輸入端，輸出端連接至反向抗干擾施密特電路輸入端;所述反向抗干擾施密特電路輸出端為負(fù)窄脈沖過濾電路的輸出端;所述反向抗干擾電容的一端連接至慢放快充電路的輸出端，另外一端連接至窄脈沖過濾裝置的公共地或者是供電電源。能夠過濾的正窄脈沖寬度通過改變向正向抗干擾電容充電的速度來進(jìn)行控制;能夠過濾的負(fù)窄脈沖寬度通過改變向反向抗干擾電容放電的速度來進(jìn)行控制。
[0009]或者是，所述正窄脈沖過濾電路包括第一快放慢充電路、正向抗干擾電容、正向抗干擾施密特電路;所述第一快放慢充電路的輸入端為正窄脈沖過濾電路的輸入端，輸出端連接至正向抗干擾施密特電路輸入端;所述正向抗干擾施密特電路輸出端為正窄脈沖過濾電路的輸出端;所述正向抗干擾電容的一端連接至第一快放慢充電路的輸出端，另外一端連接至窄脈沖過濾裝置的公共地或者是供電電源;所述負(fù)窄脈沖過濾電路包括反向輸入反相器、第二快放慢充電路、反向抗干擾電容、反向抗干擾施密特電路;所述反向輸入反相器輸入端為負(fù)窄脈沖過濾電路的輸入端，反向抗干擾施密特電路輸出端為負(fù)窄脈沖過濾電路的輸出端;所述第二快放慢充電路的輸入端連接至反向輸入反相器輸出端，輸出端連接至反向抗干擾施密特電路輸入端;所述反向抗干擾電容的一端連接至第二快放慢充電路的輸出端，另外一端連接至窄脈沖過濾裝置的公共地或者是供電電源。能夠過濾的正窄脈沖寬度通過改變向正向抗干擾電容充電的速度來進(jìn)行控制;能夠過濾的負(fù)窄脈沖寬度通過改變向反向抗干擾電容充電的速度來進(jìn)行控制。
[0010]或者是，所述負(fù)窄脈沖過濾電路包括第一慢放快充電路、反向抗干擾電容、反向抗干擾施密特電路;所述第一慢放快充電路的輸入端為負(fù)窄脈沖過濾電路的輸入端，輸出端連接至反向抗干擾施密特電路輸入端;所述反向抗干擾施密特電路輸出端為負(fù)窄脈沖過濾電路的輸出端;所述反向抗干擾電容的一端連接至第一慢放快充電路的輸出端，另外一端連接至窄脈沖過濾裝置的公共地或者是供電電源;所述正窄脈沖過濾電路包括正向輸入反相器、第二慢放快充電路、正向抗干擾電容、正向抗干擾施密特電路;所述正向輸入反相器輸入端為正窄脈沖過濾電路的輸入端，正向抗干擾施密特電路輸出端為正窄脈沖過濾電路的輸出端;所述第二慢放快充電路的輸入端連接至正向輸入反相器輸出端，輸出端連接至正向抗干擾施密特電路輸入端;所述正向抗干擾電容的一端連接至第二慢放快充電路的輸出端，另外一端連接至公共地窄脈沖過濾裝置的公共地或者是供電電源。能夠過濾的正窄脈沖寬度通過改變向正向抗干擾電容放電的速度來進(jìn)行控制;能夠過濾的負(fù)窄脈沖寬度通過改變向反向抗干擾電容放電的速度來進(jìn)行控制。
[0011]所述正向抗干擾施密特電路和反向抗干擾施密特電路均具有高輸入阻抗特性。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:所述窄脈沖過濾方法允許寬度大于規(guī)定值的正脈沖和負(fù)脈沖信號通過;能夠自動過濾負(fù)寬脈沖期間的正窄脈沖，特別是能夠快速恢復(fù)過濾能力過濾連續(xù)的正窄脈沖干擾信號;所述窄脈沖過濾方法能夠自動過濾正寬脈沖期間的負(fù)窄脈沖， 特別是能夠快速恢復(fù)過濾能力過濾連續(xù)的負(fù)窄脈沖干擾信號；需要過濾的正窄脈沖最大寬度能夠通過改變正向抗干擾電容的慢速充電時間或者慢速放電時間進(jìn)行調(diào)整;需要過濾的負(fù)窄脈沖最大寬度能夠通過改變反向抗干擾電容的慢速充電時間或者慢速放電時間進(jìn)行調(diào)整;所述窄脈沖過濾方法能夠應(yīng)用在數(shù)字信號電路中所有需要過濾窄脈沖干擾信號的場合?！靖綀D說明】
[0013]圖1為窄脈沖過濾裝置實施例1;
[0014]圖2為窄脈沖過濾裝置實施例1的波形；[〇〇15]圖3為包括正向輸入反相器的正窄脈沖過濾電路實施例2;
[0016]圖4為包括反向輸入反相器的負(fù)窄脈沖過濾電路實施例3;[〇〇17]圖5為窄脈沖過濾裝置實施例4;
[0018]圖6為窄脈沖過濾裝置實施例4的波形；
[0019]圖7為第一快放慢充電路、反向輸入反相器和第二快放慢充電路實施例5電路；
[0020]圖8為第一快放慢充電路、反向輸入反相器和第二快放慢充電路實施例6電路?！揪唧w實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0022]如圖1所示為窄脈沖過濾裝置實施例1。裝置的實施例1中，二極管D11、電阻R11、電容Cl 1、施密特電路FI 1組成了正窄脈沖過濾電路，其中快放慢充電路由二極管D11、電阻Rl 1 組成，正向抗干擾電容為電容Cl 1，正向抗干擾施密特電路為施密特電路FI 1;二極管D21、電阻R21、電容C21、施密特電路F21組成了負(fù)窄脈沖過濾電路，其中慢放快充電路由二極管 D21、電阻R21組成，反向抗干擾電容為電容C21，反向抗干擾施密特電路為施密特電路F21。 信號選擇電路為二選一數(shù)據(jù)選擇器T1UP1為輸入脈沖端，P2為輸出脈沖端。由于F11、F21均為同相施密特電路，因此，圖1中的輸出脈沖P2與輸入脈沖P1同相?？旆怕潆娐肥侵钙漭斎霝楦唠娖綍r對正向抗干擾電容或者反向抗干擾電容慢速充電，輸入為低電平時對正向抗干擾電容或者反向抗干擾電容快速放電;慢放快充電路是指其輸入為高電平時對正向抗干擾電容或者反向抗干擾電容快速充電、輸入為低電平時對正向抗干擾電容或者反向抗干擾電容慢速放電。[〇〇23]圖2為窄脈沖過濾裝置實施例1的波形，包括輸入脈沖P1和施密特電路FI 1輸出A3、 施密特電路F21輸出A4、輸出脈沖P2的波形。圖1中，二極管D11、電阻Rl 1、電容C11構(gòu)成不對稱充放電電路，施密特電路F11為同相施密特電路，當(dāng)輸入脈沖P1長時間維持為低電平時， 施密特電路F11的輸出A3為低電平；當(dāng)輸入脈沖P1長時間維持為高電平時，A3為高電平。P1 信號對電容C11放電快，當(dāng)輸入脈沖P1從高電平變成低電平時，A1電位立即變成低電平電位，A3立即從高電平變成低電平。P1信號對電容C11充電慢，當(dāng)輸入脈沖P1從低電平變成高電平時，A1電位由P1高電平信號通過電阻R11向電容C11充電而上升，當(dāng)充電時間達(dá)到T1，A1 電位上升達(dá)到并超過施密特電路F11的上限門檻電壓時，A3從低電平變成高電平；當(dāng)P1的正脈沖寬度小于I11，充電時間小于T1，A1電位未達(dá)到施密特電路F11的上限門檻電壓時P1即變成低電平，A1電位立即變成低電平電位，A3維持低電平狀態(tài)。圖2中，P1和A3的初始狀態(tài)為低電平。正窄脈沖11、正窄脈沖12的寬度均小于T1，A1電位無法經(jīng)充電達(dá)到或超過施密特電路 F11的上限門檻電壓，對A3狀態(tài)沒有影響;P1的正脈沖13的寬度大于T1，因此，在P1的正脈沖 13的上升沿過時間T1后，A3從低電平變?yōu)楦唠娖?。P1的負(fù)脈沖19的下降沿使A3從高電平變?yōu)榈碗娖?，P1的正脈沖14的寬度大于T1，在正脈沖14上升沿過時間T1后，A3從低電平變?yōu)楦唠娖?。P1的負(fù)脈沖20的下降沿使A3從高電平變?yōu)榈碗娖?，P1的正脈沖15的寬度小于T1，因此，正脈沖15對A3沒有影響，A3維持低電平狀態(tài)。P1的正脈沖16的寬度大于T1，在正脈沖16 上升沿過時間n后，A3從低電平變?yōu)楦唠娖健〇〇24] 圖1中，二極管D21、電阻R21、電容C21同樣構(gòu)成不對稱充放電電路，施密特電路F21為同相施密特電路，當(dāng)輸入脈沖P1長時間維持為低電平時，施密特電路F21的輸出A4為低電平；當(dāng)輸入脈沖P1長時間維持為高電平時，A4為高電平。P1信號對電容C21充電快，當(dāng)輸入脈沖P1從低電平變成高電平時，A2電位立即變成高電平電位，A4立即從低電平變成高電平。P1 信號對電容C21放電慢，當(dāng)輸入脈沖P1從高電平變成低電平時，A2電位由P1低電平信號通過電阻R21向電容C21放電，當(dāng)放電時間達(dá)到T2，A2電位下降到低于施密特電路F21的下限門檻電壓時，A4從高電平變成低電平；當(dāng)P1的負(fù)脈沖寬度小于T2,放電時間小于T2，A2電位未下降達(dá)到施密特電路F21的下限門檻電壓時，P1即變成高電平，A2電位立即變成高電平電位， A4維持高電平狀態(tài)。圖2中，P1和A4的初始狀態(tài)為低電平。P1的正脈沖11的上升沿使A4從低電平變?yōu)楦唠娖?，P1的負(fù)脈沖17的寬度大于T2,在負(fù)脈沖17下降沿過時間T2后，A4從高電平變?yōu)榈碗娖健1的正脈沖12的上升沿使A4從低電平變?yōu)楦唠娖?，P1的負(fù)脈沖18的寬度小于 T2，因此，負(fù)脈沖18對A4沒有影響，A4維持低電平狀態(tài)。負(fù)脈沖19、負(fù)脈沖20的寬度均小于 T2，A2電位無法經(jīng)放電達(dá)到或低于施密特電路F21的下限門檻電壓，對A4狀態(tài)沒有影響;P1 的負(fù)脈沖21的寬度大于T2,因此，在P1的負(fù)脈沖21的下降沿過時間T2后，A4從高電平變?yōu)榈碗娖?。在P1的正脈沖16的上升沿，A4從低電平變?yōu)楦唠娖健〇〇25]施密特電路F11的輸出A3在輸入脈沖P1為低電平時保持低電平，在輸入脈沖P1由低電平變?yōu)楦唠娖胶筮^時間T1才變?yōu)楦唠娖健Ｊ┟芴仉娐稦21的輸出A4在輸入脈沖P1為高電平時保持高電平，在輸入脈沖P1由高電平變?yōu)榈碗娖胶筮^時間T2才變?yōu)榈碗娖??；蛘哒f， 在A3為高電平時，A4必定為高電平;在A4為低電平時，A3必定為低電平。
[0026]圖2中，A3、A4的初始狀態(tài)均為低電平，信號選擇電路T11的輸出Y為低電平，信號選擇電路I'll選擇A3作為輸出Y且在A3為低電平的期間維持。當(dāng)A3在邊沿30從低電平變?yōu)楦唠娖綍r，輸出Y變?yōu)楦唠娖?，信號選擇電路T11選擇A4作為輸出Y，此時A4必定為高電平，維持輸出Y的高電平狀態(tài)。當(dāng)A4在邊沿31從高電平變?yōu)榈碗娖綍r，輸出Y變?yōu)榈碗娖?，信號選擇電路 T11選擇A3作為輸出Y，此時A3必定為低電平，維持輸出Y的低電平狀態(tài)。當(dāng)A3在邊沿32從低電平變?yōu)楦唠娖綍r，輸出Y變?yōu)楦唠娖剑盘栠x擇電路T11選擇A4作為輸出Y，此時A4必定為高電平，維持輸出Y的高電平狀態(tài)。
[0027]窄脈沖過濾裝置將P1信號中的窄脈沖11、窄脈沖12、窄脈沖19、窄脈沖20都過濾掉，而正寬脈沖13 (包括正脈沖13、正脈沖14、正脈沖15在內(nèi)為同一個正寬脈沖，負(fù)窄脈沖 19、負(fù)窄脈沖20為該正寬脈沖中的干擾脈沖)、負(fù)寬脈沖21能夠通過，使P2信號中出現(xiàn)相應(yīng)的正寬脈沖22和負(fù)寬脈沖23。輸出脈沖P2與輸入脈沖P1同相，而輸出的寬脈沖22上升沿比輸入的寬脈沖13上升沿滯后時間T1，下降沿滯后時間T2。[〇〇28]窄脈沖11、窄脈沖12為正窄脈沖，時間T1為窄脈沖過濾裝置能夠過濾的最大正窄脈沖寬度。圖1中，T1受快放慢充電路對正向抗干擾電容充電速度的影響，包括充電時間常數(shù)(電阻R11與電容C11的乘積)、輸入脈沖P1的高電平電位、低電平電位和施密特電路F11的上限門檻電壓共同影響。通常情況下，輸入脈沖P1的高電平電位、低電平電位為定值，因此， 調(diào)整T1的值可以通過改變電阻R11和電容C11的大小或者施密特電路F11的上限門檻電壓來進(jìn)行。所述窄脈沖過濾裝置允許寬度大于T1的正脈沖信號通過。[〇〇29]窄脈沖19、窄脈沖20為負(fù)窄脈沖，時間T2為窄脈沖過濾裝置能夠過濾的最大負(fù)窄脈沖寬度。T2受慢放快充電路對反向抗干擾電容放電速度的影響，包括放電時間常數(shù)(電阻 R21與電容C21的乘積)、輸入脈沖P1的高電平電位、低電平電位和施密特電路F21的下限門檻電壓共同影響。通常情況下，輸入脈沖P1的高電平電位、低電平電位為定值，因此，調(diào)整T2 的值可以通過改變電阻R21和電容C21的大小或者施密特電路F21的下限門檻電壓來進(jìn)行。 所述窄脈沖過濾裝置允許寬度大于T2的負(fù)脈沖信號通過。
[0030]圖1中，電容C11接公共地的一端還可以改接在窄脈沖過濾裝置的供電電源端；同樣地，電容C21接公共地的一端也可以單獨(dú)或者與電容C11 一起改接在窄脈沖過濾裝置的供電電源端。
[0031]圖1中，施密特電路F11、施密特電路F21還可以同時或者單獨(dú)選擇反相施密特電路，信號選擇電路T11的輸入D1、D2與輸出Y之間還可以同時或者單獨(dú)為反相關(guān)系。當(dāng)施密特電路F11、施密特電路F21同時或者單獨(dú)選擇反相施密特電路，信號選擇電路T11的輸入D1、 D2與輸出Y之間同時或者單獨(dú)為反相關(guān)系時，需要滿足下面的條件，S卩:當(dāng)信號選擇電路T11 輸出信號Y與正窄脈沖過濾電路輸入信號之間為同相關(guān)系時，信號選擇電路T11輸出信號Y 與負(fù)窄脈沖過濾電路輸入信號之間也為同相關(guān)系;Y的低電平控制選擇施密特電路F11的輸出送到信號選擇電路T11的輸出端，Y的高電平控制選擇施密特電路F21的輸出送到信號選擇電路T11的輸出端。當(dāng)信號選擇電路T11輸出信號Y與正窄脈沖過濾電路輸入信號之間為反相關(guān)系時，信號選擇電路T11輸出信號Y與負(fù)窄脈沖過濾電路輸入信號之間也為反相關(guān)系;Y的低電平控制選擇施密特電路F21的輸出送到信號選擇電路T11的輸出端，Y的高電平控制選擇施密特電路FI 1的輸出送到信號選擇電路Tl 1的輸出端。
[0032]當(dāng)在實施例1電路的信號選擇電路T11后面增加一個反相器作為輸出脈沖端時，為達(dá)到相同的控制作用，輸出脈沖端也需要增加一個反相器在連接至選擇控制端A;或者是此時仍然將輸出脈沖端直接連接至選擇控制端A時，A3應(yīng)該連接至Tl 1的D2端，A4應(yīng)該連接至 T11的D1端。[〇〇33]輸入脈沖P1需要對電容C11、進(jìn)行放電或充電，要求有足夠的高電平和低電平驅(qū)動能力。當(dāng)實際的輸入脈沖P1驅(qū)動能力有限時，應(yīng)該對輸入脈沖P1增加一級總驅(qū)動電路，或者是分別在正窄脈沖過濾電路和負(fù)窄脈沖過濾電路中增加一級輸入驅(qū)動電路，提高并保證輸入脈沖P1的驅(qū)動能力。
[0034]當(dāng)對輸入脈沖P1增加一級總驅(qū)動電路時，例如，在圖1實施例中的增加一級總驅(qū)動電路，總驅(qū)動電路的輸出分別送至正窄脈沖過濾電路和負(fù)窄脈沖過濾電路時，不影響圖1實施例的工作過程，工作原理也相同。
[0035]當(dāng)分別在正窄脈沖過濾電路和負(fù)窄脈沖過濾電路中增加一級輸入驅(qū)動電路來提高并保證輸入脈沖P1的驅(qū)動能力時，所增加的一級輸入驅(qū)動電路可以同時或者單獨(dú)選擇同相驅(qū)動電路和反相驅(qū)動電路。[〇〇36]圖3為包括正向輸入反相器的正窄脈沖過濾電路實施例2,第二慢放快充電路由二極管D12、電阻R12組成，且與正向抗干擾電容C12、正向抗干擾施密特電路F12、正向輸入反相器F13—起組成了正窄脈沖過濾電路。[〇〇37]圖3所示正窄脈沖過濾電路實施例與圖1中正窄脈沖過濾電路在結(jié)構(gòu)上的不同之處有二個，一是增加了一級反相驅(qū)動電路F13,二是快放慢充電路改為第二慢放快充電路； 另外，施密特電路F12也相應(yīng)的變成反相施密特電路，從而使圖3的正窄脈沖過濾電路的輸入信號與輸出信號之間為同相關(guān)系，與圖1中的正窄脈沖過濾電路的輸入輸出關(guān)系相同，圖 3的正窄脈沖過濾電路實施例可以替換圖1中的正窄脈沖過濾電路，而此時負(fù)窄脈沖過濾電路中的慢放快充電路為第一慢放快充電路。圖3正窄脈沖過濾電路實施例2中，窄脈沖過濾裝置能夠過濾的最大正窄脈沖寬度T1受慢放快充電路對正向抗干擾電容放電速度的影響， 包括放電時間常數(shù)(電阻R12與電容C12的乘積)、反相驅(qū)動電路F13的高電平電位、低電平電位和施密特電路F12的下限門檻電壓共同影響。通常情況下，反相驅(qū)動電路F13的高電平電位、低電平電位為定值，因此，調(diào)整T1的值可以通過改變電阻R12和電容C12的大小或者施密特電路F21的下限門檻電壓來進(jìn)行。所述窄脈沖過濾裝置允許寬度大于T1的正脈沖信號通過。
[0038]圖4為包括反向輸入反相器的負(fù)窄脈沖過濾電路實施例3,第二快放慢充電路由二極管D22、電阻R22組成，且與反向抗干擾電容C22、反向抗干擾施密特電路F22、反向輸入反相器F23—起組成了負(fù)窄脈沖過濾電路。
[0039]圖4所示負(fù)窄脈沖過濾電路實施例3與圖1中負(fù)窄脈沖過濾電路在結(jié)構(gòu)上的不同之處有二個，一是增加了一級反相驅(qū)動電路F23,二是慢放快充電路改為第二快放慢充電路； 另外，施密特電路F22也相應(yīng)的變成反相施密特電路，從而使圖3的負(fù)窄脈沖過濾電路的輸入信號與輸出信號之間為同相關(guān)系，與圖1中的負(fù)窄脈沖過濾電路的輸入輸出關(guān)系相同，圖 3的負(fù)窄脈沖過濾電路實施例3可以替換圖1中的負(fù)窄脈沖過濾電路，而此時正窄脈沖過濾電路中的快放慢充電路為第一快放慢充電路。圖3負(fù)窄脈沖過濾電路實施例3中，窄脈沖過濾裝置能夠過濾的最大負(fù)窄脈沖寬度T2受快放慢充電路對反向抗干擾電容充電速度的影響，包括充電時間常數(shù)(電阻R22與電容C22的乘積)、反相驅(qū)動電路F23的高電平電位、低電平電位和施密特電路F22的上限門檻電壓共同影響。通常情況下，反相驅(qū)動電路F23的高電平電位、低電平電位為定值，因此，調(diào)整T2的值可以通過改變電阻R22和電容C22的大小或者施密特電路F22的上限門檻電壓來進(jìn)行。所述窄脈沖過濾裝置允許寬度大于T2的負(fù)脈沖信號通過。
[0040]如圖5所示為窄脈沖過濾裝置實施例4。實施例4中，第一快放慢充電路、正向抗干擾電容、正向抗干擾施密特電路分別為電流驅(qū)動器U51、電容C51、施密特電路F51，組成了正窄脈沖過濾電路;反向輸入反相器與第二快放慢充電路為電流驅(qū)動器U61，反向抗干擾電容、反向抗干擾施密特電路分別電容C61、施密特電路F61，共同組成了負(fù)窄脈沖過濾電路。 電容C51的一端接施密特電路F51的輸入端，另外一端連接至公共地;電容C61的一端接施密特電路F61的輸入端，另外一端連接至公共地。P1為輸入脈沖端，P2為輸出脈沖端。
[0041]實施例4中，信號選擇電路T51為二選一數(shù)據(jù)選擇器，二個數(shù)據(jù)輸入信號與輸出信號之間都是同相關(guān)系，施密特電路F51、施密特電路F61則分別為同相施密特電路和反相施密特電路，因此，信號選擇電路T51輸出與正窄脈沖過濾電路輸入信號之間為同相關(guān)系，信號選擇電路T51輸出與負(fù)窄脈沖過濾電路輸入信號之間也為同相關(guān)系。信號選擇電路T51的功能為:當(dāng)選擇控制端A = 0時，輸出Y = D1;當(dāng)選擇控制端A = 1時，輸出Y = D2。信號選擇電路 T51的輸出端Y(即脈沖輸出端P2)直接連接至信號選擇電路T51的選擇控制端A，輸出脈沖P2 為低電平時，控制信號選擇電路T51選擇施密特電路F51的輸出信號B3送到信號選擇電路的輸出端Y;輸出脈沖P2為高電平時，控制信號選擇電路T51選擇施密特電路F61的輸出信號B4 送到信號選擇電路的輸出端Y。
[0042]當(dāng)在實施例4電路的信號選擇電路T51后面增加一個反相器作為輸出脈沖端時，為達(dá)到相同的控制作用，輸出脈沖端也需要增加一個反相器在連接至選擇控制端A;或者是此時仍然將輸出脈沖端直接連接至選擇控制端A時，B3應(yīng)該連接至T51的D2端，B4應(yīng)該連接至 T51的D1端。[〇〇43]輸出脈沖P2為低電平時，控制信號選擇電路T51選擇施密特電路F51的輸出信號B3 送到信號選擇電路的輸出端Y;輸出脈沖P2為高電平時，控制信號選擇電路T51選擇施密特電路F61的輸出信號B4送到信號選擇電路的輸出端Y[〇〇44]圖6為窄脈沖過濾裝置實施例4的波形，包括輸入脈沖P1和施密特電路F51輸出B3、 施密特電路F61輸出B4、輸出脈沖P2的波形。圖5中，當(dāng)輸入脈沖P1長時間維持為低電平時， B1點(diǎn)為低電平，施密特電路F51的輸出B3為低電平；當(dāng)輸入脈沖P1長時間維持為高電平時， B1點(diǎn)為高電平，B3為高電平。當(dāng)輸入脈沖P1從高電平變成低電平時，電流驅(qū)動器U51的輸出 B1立即變成低電平電位，B3立即從高電平變成低電平。當(dāng)輸入脈沖P1從低電平變成高電平時，B1電位因電流驅(qū)動器U51輸出的驅(qū)動電流向電容C51充電而上升，當(dāng)充電時間達(dá)到T1，B1 電位上升達(dá)到并超過施密特電路F51的上限門檻電壓時，B3從低電平變成高電平；當(dāng)P1的正脈沖寬度小于I11，充電時間小于T1，B1電位未達(dá)到施密特電路F51的上限門檻電壓時P1即變成低電平，B1電位立即變成低電平電位，B3維持低電平狀態(tài)。圖6中，P1和B3的初始狀態(tài)為低電平。正窄脈沖51、正窄脈沖52、正窄脈沖53的寬度均小于T1，B1電位無法經(jīng)充電達(dá)到或超過施密特電路F51的上限門檻電壓，對B3狀態(tài)沒有影響;P1的正脈沖54的寬度大于T1，因此， 在P1的正脈沖54的上升沿過時間T1后，B3從低電平變?yōu)楦唠娖健1的正脈沖54的下降沿使 B3從高電平變?yōu)榈碗娖?，P1的正脈沖55的寬度大于T1，在正脈沖55上升沿過時間T1后，B3從低電平變?yōu)楦唠娖?。P1正脈沖55的下降沿使B3從高電平變?yōu)榈碗娖?，P1的正脈沖56、正脈沖 57、正脈沖58的寬度均小于T1，因此，正脈沖56、正脈沖57、正脈沖58對B3沒有影響，B3維持低電平狀態(tài)。P1的正脈沖59的寬度大于T1，在正脈沖59上升沿過時間T1后，B3從低電平變?yōu)楦唠娖健〇〇45]圖5中，當(dāng)輸入脈沖P1長時間維持為低電平時，B2點(diǎn)為高電平，施密特電路F61的輸出B4為低電平；當(dāng)輸入脈沖P1長時間維持為高電平時，B2點(diǎn)為低電平，B4為高電平。當(dāng)輸入脈沖P1從低電平變成高電平時，電流驅(qū)動器U61的輸出B2立即變成低電平電位，B4立即從低電平變成高電平。當(dāng)輸入脈沖P1從高電平變成低電平時，B2電位因電流驅(qū)動器U61輸出的驅(qū)動電流向電容C61充電而上升，當(dāng)充電時間達(dá)到T2，B2電位上升達(dá)到施密特電路F61的上限門檻電壓時，B4從高電平變成低電平；當(dāng)P1的負(fù)脈沖寬度小于T2，充電時間小于T2，B2電位未上升達(dá)到施密特電路F61的上限門檻電壓時，P1即變成高電平，B2立即變成低電平電位， B4維持高電平狀態(tài)。圖6中，P1和B4的初始狀態(tài)為低電平。P1的正脈沖51的上升沿使B4從低電平變?yōu)楦唠娖?，P1的負(fù)脈沖60的寬度大于T2,在負(fù)脈沖60下降沿過時間T2后，B4從高電平變?yōu)榈碗娖?。P1的正脈沖52的上升沿使B4從低電平變?yōu)楦唠娖?，P1的負(fù)脈沖60、負(fù)脈沖61的寬度均小于T2,因此，負(fù)脈沖60、負(fù)脈沖61對B4沒有影響，B4維持低電平狀態(tài)。負(fù)脈沖63、負(fù)脈沖64、負(fù)脈沖65、負(fù)脈沖66的寬度均小于T2，B2電位無法經(jīng)充電達(dá)到或高于施密特電路 F61的上限門檻電壓，對B4狀態(tài)沒有影響;P1的負(fù)脈沖67的寬度大于T2，因此，在P1的負(fù)脈沖 67的下降沿過時間T2后，B4從高電平變?yōu)榈碗娖?。在P1的負(fù)脈沖67的上升沿，B4從低電平變?yōu)楦唠娖?。[〇〇46]施密特電路F51的輸出B3在輸入脈沖P1為低電平時保持低電平，在輸入脈沖P1由低電平變?yōu)楦唠娖胶筮^時間T1才變?yōu)楦唠娖健Ｊ┟芴仉娐稦61的輸出B4在輸入脈沖P1為高電平時保持高電平，在輸入脈沖P1由高電平變?yōu)榈碗娖胶筮^時間T2才變?yōu)榈碗娖健；蛘哒f， 在B3為高電平時，B4必定為高電平;在B4為低電平時，B3必定為低電平。
[0047]圖6中，B3、B4的初始狀態(tài)均為低電平，信號選擇電路T51的輸出Y為低電平，信號選擇電路T51選擇B3作為輸出Y且在B3為低電平的期間維持。當(dāng)B3在邊沿70從低電平變?yōu)楦唠娖綍r，輸出Y變?yōu)楦唠娖?，信號選擇電路T51選擇B4作為輸出Y，此時B4必定為高電平，維持輸出Y的高電平狀態(tài)。當(dāng)B4在邊沿71從高電平變?yōu)榈碗娖綍r，輸出Y變?yōu)榈碗娖?，信號選擇電路 T51選擇B3作為輸出Y，此時B3必定為低電平，維持輸出Y的低電平狀態(tài)。當(dāng)B3在邊沿72從低電平變?yōu)楦唠娖綍r，輸出Y變?yōu)楦唠娖?，信號選擇電路T51選擇B4作為輸出Y，此時B4必定為高電平，維持輸出Y的高電平狀態(tài)。[〇〇48]窄脈沖過濾裝置將P1信號中的窄脈沖51、窄脈沖52、窄脈沖53、窄脈沖63、窄脈沖 64、窄脈沖65、窄脈沖66都過濾掉，而正寬脈沖54(包括正脈沖54、正脈沖55、正脈沖56、正脈沖57和正脈沖58，負(fù)脈沖63、負(fù)脈沖64、負(fù)脈沖65、負(fù)脈沖66為干擾脈沖)、負(fù)寬脈沖67能夠通過，使P2信號中出現(xiàn)相應(yīng)的正寬脈沖68和負(fù)寬脈沖69。輸出脈沖P2與輸入脈沖P1同相，而輸出的寬脈沖68上升沿比輸入的正寬脈沖54上升沿滯后時間T1，下降沿滯后時間T2。[〇〇49] 正脈沖51、正脈沖52、正脈沖53為正窄脈沖，其中正脈沖51為干擾脈沖，正脈沖52、 正脈沖53為連續(xù)的抖動脈沖。時間T1為窄脈沖過濾裝置能夠過濾的最大正窄脈沖寬度。T1 受第一快放慢充電路對正向抗干擾電容充電速度的影響，即受到電流驅(qū)動器U51的流出驅(qū)動電流大小、電流驅(qū)動器U51的低電平電位、電容C51大小、施密特電路F51的上限門檻電壓共同影響。通常情況下，調(diào)整n的值可以通過改變電流驅(qū)動器U51的流出驅(qū)動電流大小和電容C51大小來進(jìn)行。
[0050]負(fù)脈沖63、負(fù)脈沖64、負(fù)脈沖65、負(fù)脈沖66，其中負(fù)脈沖63為干擾脈沖，負(fù)脈沖64、 負(fù)脈沖65、負(fù)脈沖66為連續(xù)的抖動脈沖。時間T2為窄脈沖過濾裝置能夠過濾的最大負(fù)窄脈沖寬度。T1受第二快放慢充電路對反向抗干擾電容充電速度的影響，即受到電流驅(qū)動器U61 的流出驅(qū)動電流大小、電流驅(qū)動器U61的低電平電位、電容C61大小、施密特電路F61的上限門檻電壓共同影響。通常情況下，調(diào)整T2的值可以通過改變電流驅(qū)動器U61的流出驅(qū)動電流大小和電容C61大小來進(jìn)行。
[0051]圖5中，電容C51接公共地的一端還可以改接在窄脈沖過濾裝置的供電電源端；同樣地，電容C61接公共地的一端也可以單獨(dú)或者與電容C51—起改接在窄脈沖過濾裝置的供電電源端。[〇〇52]圖5中，施密特電路F51、施密特電路F61還可以同時或者單獨(dú)選擇反相施密特電路，信號選擇電路T51的輸入D1、D2與輸出Y之間還可以同時或者單獨(dú)為反相關(guān)系。當(dāng)施密特電路F51、施密特電路F61同時或者單獨(dú)選擇反相施密特電路，信號選擇電路T51的輸入D1、 D2與輸出Y之間同時或者單獨(dú)為反相關(guān)系時，需要滿足下面的條件，S卩:當(dāng)信號選擇電路T51 輸出Y與施密特電路F51正窄脈沖過濾電路輸入信號之間為同相關(guān)系時，信號選擇電路T51 輸出Y與施密特電路F61輸入信號之間為反相關(guān)系;此時Y的低電平控制選擇施密特電路F51 的輸出送到信號選擇電路T51的輸出端，Y的高電平控制選擇施密特電路F61的輸出送到信號選擇電路T51的輸出端。當(dāng)信號選擇電路T51輸出Y與施密特電路F51輸入信號之間為反相關(guān)系時，信號選擇電路T51輸出Y與施密特電路F61輸入信號之間為同相關(guān)系;此時Y的低電平控制選擇施密特電路F61的輸出送到信號選擇電路T51的輸出端，Y的高電平控制選擇施密特電路F51的輸出送到信號選擇電路T51的輸出端。
[0053]圖7為第一快放慢充電路和第二快放慢充電路實施例5電路。開漏輸出同相驅(qū)動器F52、電阻R51組成第一快放慢充電路。Pl為低電平時，同相驅(qū)動器F52輸出BI為低電平;Pl為高電平時，同相驅(qū)動器F52為開漏輸出，電源+VCC經(jīng)電阻R51流出驅(qū)動電流。
[0054]開漏輸出反相驅(qū)動器F62、電阻R61組成反向輸入反相器和第二快放慢充電路，反向輸入反相器的功能由F62的反相功能實現(xiàn)。Pl為高電平時，反相驅(qū)動器F62輸出B2為低電平;Pl為低電平時，反相驅(qū)動器F62為開漏輸出，電源+VCC經(jīng)電阻R61流出驅(qū)動電流。
[0055]同相驅(qū)動器F52、反相驅(qū)動器F62可以選擇各種集電極開路、漏極開路的集成電路。
[0056]圖8為第一快放慢充電路和第二快放慢充電路實施例6電路。三極管V61、電阻R62、電阻R63組成反向輸入反相器和第二快放慢充電路，Pl為高電平時，三極管V61飽和導(dǎo)通，第二快放慢充電路輸出B2為低電平;Pl為低電平時，三極管V61截止，電源+VCC經(jīng)電阻R62流出驅(qū)動電流。反向輸入反相器由三極管V61、電阻R62、電阻R63組成的反相器電路實現(xiàn)。
[0057]三極管V51、三極管V52、電阻R52、電阻R53、電阻R54組成第一快放慢充電路，Pl為低電平時，三極管V52截止，三極管V51飽和導(dǎo)通，第一快放慢充電路輸出BI為低電平;Pl為高電平時，三極管V52飽和導(dǎo)通，三極管V51截止，電源+VCC經(jīng)電阻R52流出驅(qū)動電流。圖8中的三極管V52、電阻R54組成的反相電路也可以用其他反相器來替代，增加該反相電路或者反相器的作用是抵消三極管V51、電阻R52、電阻R53組成的反相器的反相作用。
[0058]所述正向抗干擾施密特電路、反向抗干擾施密特電路均為施密特電路，輸入信號為電容上的電壓，因此，要求施密特電路具有高輸入阻抗特性。施密特電路可以選擇具有高輸入阻抗特性的CMOS施密特反相器⑶40106、74HC14，或者是選擇具有高輸入阻抗特性的CMOS施密特與非門CD4093、74HC24等器件。CMOS施密特反相器或者CMOS施密特與非門的上限門檻電壓、下限門檻電壓均為與器件相關(guān)的固定值。用施密特反相器或者施密特與非門構(gòu)成同相施密特電路，需要在施密特反相器或者施密特與非門后面增加一級反相器。
[0059]施密特電路還可以選擇采用運(yùn)算放大器來構(gòu)成，采用運(yùn)算放大器來構(gòu)成施密特電路可以靈活地改變上限門檻電壓、下限門檻電壓。同樣地，采用運(yùn)算放大器來構(gòu)成施密特電路時，需要采用具有高輸入阻抗特性的結(jié)構(gòu)與電路。
[0060]信號選擇電路可以選擇74HC151、74HC152、74HC153、CD4512、CD4539等數(shù)據(jù)選擇器構(gòu)成二選一數(shù)據(jù)選擇器，也可以用門電路構(gòu)成二選一信號選擇電路。
【主權(quán)項】
1.一種窄脈沖過濾方法，其特征在于:由包括正窄脈沖過濾電路、負(fù)窄脈沖過濾電路、信號選擇電路的窄脈沖過濾裝置實現(xiàn)；所述正窄脈沖過濾電路、負(fù)窄脈沖過濾電路的輸入信號為輸入脈沖;所述信號選擇電 路的輸出為輸出脈沖；所述正窄脈沖過濾電路允許正窄脈沖之外的信號通過，負(fù)窄脈沖過濾電路允許正窄脈 沖之外的信號通過；當(dāng)輸出脈沖與輸入脈沖同相時，所述信號選擇電路在輸出脈沖為低電平時選擇正窄脈 沖過濾電路的輸出作為輸出脈沖，輸出脈沖為高電平時選擇負(fù)窄脈沖過濾電路的輸出作為 輸出脈沖；當(dāng)輸出脈沖與輸入脈沖反相時，所述信號選擇電路在輸出脈沖為高電平時選擇正窄脈 沖過濾電路的輸出作為輸出脈沖，輸出脈沖為低電平時選擇負(fù)窄脈沖過濾電路的輸出作為 輸出脈沖。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄脈沖過濾方法，其特征在于:所述輸出脈沖與輸入脈沖同 相，指的是信號選擇電路在選擇正窄脈沖過濾電路或者是負(fù)窄脈沖過濾電路的輸出作為輸 出脈沖時，輸出脈沖與輸入脈沖均同相;所述輸出脈沖與輸入脈沖反相，指的是信號選擇電 路在選擇正窄脈沖過濾電路或者是負(fù)窄脈沖過濾電路的輸出作為輸出脈沖時，輸出脈沖與 輸入脈沖均反相。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的窄脈沖過濾方法，其特征在于:所述正窄脈沖過濾電路包括快放慢充電路、正向抗干擾電容、正向抗干擾施密特電路； 所述快放慢充電路的輸入端為正窄脈沖過濾電路的輸入端，輸出端連接至正向抗干擾施密 特電路輸入端;所述正向抗干擾施密特電路輸出端為正窄脈沖過濾電路的輸出端;所述正 向抗干擾電容的一端連接至快放慢充電路的輸出端，另外一端連接至窄脈沖過濾裝置的公 共地或者是供電電源；所述負(fù)窄脈沖過濾電路包括慢放快充電路、反向抗干擾電容、反向抗干擾施密特電路； 所述慢放快充電路的輸入端為負(fù)窄脈沖過濾電路的輸入端，輸出端連接至反向抗干擾施密 特電路輸入端;所述反向抗干擾施密特電路輸出端為負(fù)窄脈沖過濾電路的輸出端;所述反 向抗干擾電容的一端連接至慢放快充電路的輸出端，另外一端連接至窄脈沖過濾裝置的公 共地或者是供電電源。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的窄脈沖過濾方法，其特征在于:所述正窄脈沖過濾電路包括第一快放慢充電路、正向抗干擾電容、正向抗干擾施密特 電路;所述第一快放慢充電路的輸入端為正窄脈沖過濾電路的輸入端，輸出端連接至正向 抗干擾施密特電路輸入端;所述正向抗干擾施密特電路輸出端為正窄脈沖過濾電路的輸出 端;所述正向抗干擾電容的一端連接至第一快放慢充電路的輸出端，另外一端連接至窄脈 沖過濾裝置的公共地或者是供電電源；所述負(fù)窄脈沖過濾電路包括反向輸入反相器、第二快放慢充電路、反向抗干擾電容、反 向抗干擾施密特電路;所述反向輸入反相器輸入端為負(fù)窄脈沖過濾電路的輸入端，反向抗 干擾施密特電路輸出端為負(fù)窄脈沖過濾電路的輸出端;所述第二快放慢充電路的輸入端連 接至反向輸入反相器輸出端，輸出端連接至反向抗干擾施密特電路輸入端;所述反向抗干 擾電容的一端連接至第二快放慢充電路的輸出端，另外一端連接至窄脈沖過濾裝置的公共地或者是供電電源。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的窄脈沖過濾方法，其特征在于:所述負(fù)窄脈沖過濾電路包括第一慢放快充電路、反向抗干擾電容、反向抗干擾施密特 電路;所述第一慢放快充電路的輸入端為負(fù)窄脈沖過濾電路的輸入端，輸出端連接至反向 抗干擾施密特電路輸入端;所述反向抗干擾施密特電路輸出端為負(fù)窄脈沖過濾電路的輸出 端;所述反向抗干擾電容的一端連接至第一慢放快充電路的輸出端，另外一端連接至窄脈 沖過濾裝置的公共地或者是供電電源；所述正窄脈沖過濾電路包括正向輸入反相器、第二慢放快充電路、正向抗干擾電容、正 向抗干擾施密特電路;所述正向輸入反相器輸入端為正窄脈沖過濾電路的輸入端，正向抗 干擾施密特電路輸出端為正窄脈沖過濾電路的輸出端;所述第二慢放快充電路的輸入端連 接至正向輸入反相器輸出端，輸出端連接至正向抗干擾施密特電路輸入端;所述正向抗干 擾電容的一端連接至第二慢放快充電路的輸出端，另外一端連接至公共地窄脈沖過濾裝置 的公共地或者是供電電源。6.根據(jù)權(quán)利要求3 — 4中任一項所述的窄脈沖過濾方法，其特征在于:能夠過濾的正窄 脈沖寬度通過改變向正向抗干擾電容充電的速度來進(jìn)行控制。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的窄脈沖過濾方法，其特征在于:能夠過濾的正窄脈沖寬度通過 改變向正向抗干擾電容放電的速度來進(jìn)行控制。8.根據(jù)權(quán)利要求3或5中任一項所述的窄脈沖過濾方法，其特征在于:能夠過濾的負(fù)窄 脈沖寬度通過改變向反向抗干擾電容放電的速度來進(jìn)行控制。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的窄脈沖過濾方法，其特征在于:能夠過濾的負(fù)窄脈沖寬度通過 改變向反向抗干擾電容充電的速度來進(jìn)行控制。10.根據(jù)權(quán)利要求1 一 5中任一項所述的窄脈沖過濾方法，所述正向抗干擾施密特電路 和反向抗干擾施密特電路均具有高輸入阻抗特性。
【文檔編號】H03K5/1252GK105958977SQ201610415202
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】凌云, 孔玲爽, 肖會芹
【申請人】湖南工業(yè)大學(xué)