[发明专利]信号清洁电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号清洁电路，其作用是清除电路，特别是数字电路中各种干扰信号，包括毛刺、噪声和上升/下降沿抖动等。

背景技术

在数字电路和模拟电路当中，因环境或电路自身原因形成的毛刺、噪声和沿抖动是一个令人头痛的问题，尤其是在集成电路发展的亚微米技术领域时在数字电路中这一问题就越发的突出了起来，在一些对信号非常敏感的电路，例如异步电路，由于没有受到时钟的控制，作为输入噪声进入电路内部的毛刺、噪声和沿抖动将对逻辑的读取造成紊乱，使得数据传输出现错误，从而干扰到输出信号的正确与稳定。尤其是实现置位功能的set信号和实现复位功能的reset信号，对电路进行全局控制，一旦受到毛刺、噪声和沿抖动的干扰，对于整个电路的工作可能会造成致命的影响。

现今解决这一技术问题的普遍做法，主要有三种不同的思路：

1在PCB板上增加一些元器件，诸如在电路中增加滤波电容，或者在电路与地之间增加耦合电容。这一做法难于应用在数字电路上，即使在模拟电路中，增加的元器件也有着各自应用频率范围，当电路输入信号超出了频率范围，对毛刺、噪声和沿抖动的消除作用将会显著下降；同时这一做法需要根据不同的电路作不同的设计调整，不仅繁琐，而且易于出错。

2通过在电路中增加触发器。由于触发器在时钟到达时才输入数据，而毛刺、噪声和沿抖动如果不影响时钟到达时的瞬时数值的读取，则可以无差错的去除毛刺、噪声和沿抖动。但是同样也存在另一种情形，即时钟到达时恰好采集到毛刺或噪声信号，从而将其当作有用的输入信号进行处理。该电路是否去除毛刺、噪声和沿抖动不能为电路所控制，是一种随机的过程，并不能保证毛刺、噪声和沿抖动的完全去除。

3根据电路完成的功能在电路当中增加逻辑门。这一做法能够根据实际的需要设计不同的电路，设计的好坏直接影响到毛刺、噪声和沿抖动的去除效果，因此受到人为因素的影响很大；同时，这一做法针对于不同的电路，需要进行不同的设计，占用了大量的时间和资源，延长了产品的开发周期。

基于这样的应用，提供一种实现电路简单、稳定性高、实用性强、能够独立使用的信号清洁电路，能同时应用于集成电路和分立元件电路的各种场合，是电路设计，特别是数字电路设计的迫切需要。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种实现电路简单可靠、实用性强的信号清洁电路。

本发明是通过如下的技术方案来实现的：

一种信号清洁电路，基本结构包括：

延时处理单元，输入端连接电路输入端IN，输出端连接“与逻辑”实现单元的输入端B；“与逻辑”实现单元，有两个输入端和一个输出端，输入端A连接电路输入端，输入端B连接延时处理单元的输出端，其输出端即为信号清洁电路输出端OUT。

所述信号清洁基本电路中的延时处理单元，可以用多种方法实现，包括但不限于以下方法中的一种，或者几种方法的任意组合：

由逻辑门组成的门延时电路，例如偶数个非门串联；

由一个或数个驱动门形成的门延时电路；

由电阻和/或电容、电感形成RC、RLC等延时网络；

由一个或数个串联时序逻辑电路组成的延时可控处理单元，精确控制通路上的时延，如锁存器、触发器、延迟锁相环等。

所述信号清洁基本电路中“与逻辑”实现单元，可以用多种方法实现，包括但不限于以下方法中的一种，或者几种方法的任意组合；

逻辑门组合，如与门，或者与非门-非门，或者其他根据德摩根律及其他数字逻辑定律和与逻辑等同的电路实现方式；

线与方式的电路组合。

上述信号清洁基本电路中的延时处理单元和“与逻辑”实现单元，可以采用分立元件予以实现，也可以采用集成电路方式予以实现。

在以上基本电路的基础上，通过不同的改进或增加，可以构成更为完善的改进型信号清洁电路：

通过增加延时处理单元，由多个延时处理单元串联构成的第一改进型信号清洁电路，使得延时增加，提高对毛刺、噪声和沿抖动去除的稳定性。

通过多个该电路基本结构的级联构成的第二改进型信号清洁电路，增加延时和相与的次数，进一步提高对毛刺、噪声和沿抖动去除的稳定性。

通过改进或增加对称的交叉连接并行结构电路构成第三信号清洁电路，能够使位于输入信号的上升沿和/或下降沿的抖动得到很好的消除，具体的实现电路可以为任意一种方式，或者几种方式的任意组合，包括串联、并联、串联和并联结合的混合连接等：