[发明专利]输入脉冲信号的脉宽滤波电路及脉宽滤波方法

说明书

本发明公开了一种输入脉冲信号的脉宽滤波电路及脉宽滤波方法，包括信号输入端、第一控制电路、第二控制电路、滤波电路和信号输出端；当信号输入端输入的输入脉冲信号的脉冲宽度小于脉宽滤波电路的滤波宽度时，滤波电路在第一控制电路和第二控制电路的控制下滤除输入脉冲信号，并将得到的输出信号发送给信号输出端进行输出；当信号输入端输入的输入脉冲信号的脉冲宽度大于或等于脉宽滤波电路的滤波宽度时，滤波电路在第一控制电路和第二控制电路的控制下保留输入脉冲信号，并将得到的输出信号发送给信号输出端进行输出，输出信号与输入脉冲信号的延迟时间大于或等于滤波宽度。本发明具有低失真、传输延时小、占用面积小和易于集成等特点。

技术领域

本发明涉及输入脉冲信号的脉宽滤波电路及脉宽滤波方法，属于模拟集成电路技术领域。

背景技术

输入脉冲信号中往往夹杂着各种噪声信号，若不对这些噪声信号进行处理，而是直接将包含噪声信号的输入脉冲信号输入芯片电路中，则该芯片电路输出的输出信号可能会被扭曲甚至出错，从而降低该芯片电路的鲁棒性。其中，噪声信号可以包括噪声尖峰、短脉冲信号等等。如图1所示，图1中的输入脉冲信号IN中包含噪声信号，则输出信号OUT中包含噪声信号对应的不规则信号。

为了解决上述问题，通常在芯片电路中的输入级设计一种输入脉冲信号的脉宽滤波电路，该脉宽滤波电路所实现的功能至少包括：当输入脉冲信号的脉冲宽度小于滤波宽度时，该输入脉冲信号被滤除，输出信号保持原状态不变；当输入脉冲信号的脉冲宽度大于滤波宽度时，输出信号为该输入脉冲信号，以使该输入脉冲信号被无失真地传输给下一级电路。

相关技术中设计的一种输入脉冲信号的脉宽滤波电路为基于闭环反馈开关控制RC滤波电路，该脉宽滤波电路包括上升电路、下降电路、电容C1、第一反相器INV1和控制器。其中，上升电路包括第一电流源I₁、PMOS管P1和第一开关S1，用于为后接电容C1充电；下降电路包括第二电流源I₂、NMOS管N1和第二开关S2，用于为后接电容C1提供电荷泄放通道，且第一电流源I₁、第二电流源I₂和电容C1共同定义滤波宽度。控制器包括第二反相器INV2、第一脉冲产生单元PG1和第二脉冲产生单元PG2，且第一脉冲产生单元PG1产生的第一短脉冲信号SP1用于控制第一开关S1，第二脉冲产生单元PG2产生的第二短脉冲信号SP2用于控制第二开关S2，如图2所示。下面对上述脉宽滤波电路的工作原理进行说明，假设初始状态时输入脉冲信号IN为低电平，则节点MDS1处的信号MDS1为高电平，第一短脉冲信号SP1为低电平，第二短脉冲信号SP2为低电平，输出信号OUT为低电平，/OUT为高电平。在T1时刻，输入脉冲信号IN的上升沿来临，NMOS管N1沟道开启，电容C1通过NMOS管N1和第二电流源I₂放电，节点MDS1电位开始下降；T2时刻，节点MDS1电位下降至后接第一反相器INV1的电压阈值V_TH(电容C放电时间t_FIT1)，第一反相器INV1的输出信号(即电路输出信号OUT)由低电平翻转为高电平，输出信号OUT通过第二脉冲产生单元PG2产生一个正的窄脉冲SP2至开关S2，以使开关S2闭合，节点MDS1的电位被迅速下拉为低电平；T3时刻，第二短脉冲信号SP2的窄脉冲结束，开关S2断开，此时节点MDS1已降为低电平；T4时刻，输入脉冲信号IN的下降沿来临，PMOS管P1沟道开启，电源电压VDD通过第一电流源I₁和PMOS管P1对电容C进行充电，节点MDS1电位开始上升；T5时刻，节点MDS1电位上升至第一反相器INV1的电压阈值V_TH(电容C充电时间t_FIT2)，第一反相器INV1的输出信号(即电路输出信号OUT)由高电平翻转为低电平，输出信号OUT通过第一脉冲产生单元PG1产生一个正的窄脉冲SP2至开关S1，以使开关S1闭合，节点MDS1的电位被迅速上拉至电源电压VDD(高电平)；T6时刻，第一短脉冲信号SP1的窄脉冲结束，开关S1断开，此时节点MDS1的电位已升为高电平；T6-T7时刻该脉宽滤波电路恢复至初始状态，电容C1上的电压又被充电至电压VDD，之后，该脉宽滤波电路将按照上述周期T1-T7重复工作。