一種整形電路的製作方法

2023-06-05 11:11:26 1

專利名稱：一種整形電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種對輸入脈衝信號進行整形的技術。
對輸入的脈衝信號進行整形的技術業已公知，通常都採用施密特整形電路進行整形，但施密特電路的門限電平較大(通常大於1.4V)，在輸入脈衝信號較小、疊加的噪聲較大時容易丟失脈衝或者判斷失誤；現有技術中常見的做法是加一個反饋放大電路以解決該問題，但反饋放大電路不可避免地引入了放大器自身的噪聲，影響波形恢復的質量；並且為了使放大器工作於線性區，輸入信號帶寬受到限制；此外，採用反饋放大電路也易於形成振蕩。
本發明的目的就是提供一種克服了上述缺點，頻帶寬，靈敏度高，不引入放大器自身噪聲的整形電路。
本發明包括順次相連的匹配隔離電路、預處理電路和施密特整形電路，其特徵在於預處理電路包括門限放大電路、反饋電路和為所述門限放大電路提供最佳工作點的自偏置電路。
其中自偏置電路由第一反相器構成，將其輸出接至輸入，則構成強負反饋電路，使所述第一反相器輸出的電壓穩定在中點電壓。自偏置電壓經由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個串聯的第二反相器和/或若干個串聯的同相器，所述門限放大電路中從輸入端看第一個所述反相器/同相器的門限電平等於所述自偏置電壓。並聯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成所述反饋電路，因為所述門限放大電路中的所述第二反相器個數為偶數，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，所述施密特整形電路用於提高輸出的驅動能力並進一步濾除噪聲。
本發明中門限放大電路的門限電平和放大倍數取決於反饋電阻和門限電阻，因此其門限電平的大小可靈活設置，從而提高了靈敏度；因為門限放大電路工作於雙穩態，不會因相位抖動而引起振蕩，也沒有採用反饋放大電路時放大器自身噪聲的問題；又因為預處理電路事實上工作於雙穩態，因此本發明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。
現結合附圖詳細說明本發明的實施例。附圖中

圖1示出了本發明的一個實施例的電路圖；圖2為應用本發明的一個定時信號發生器的結構框圖；圖3為本發明的另一個應用實施例的結構框圖。
圖1中，實框101為匹配隔離電路，包括變壓器T1，電阻R1、R2，電容C1，以及穩壓二極體D1。變壓器T1的初級接外線輸入，次級一端接地，另一端並接電阻R1後串接一個電阻R2和一個電容C1接至A點，穩壓二極體D1一端接地、另一端與A點相連以防止高壓脈衝的出現。輸入的信號經過上述的匹配隔離電路後送到A點，然後進入門限放大電路102。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。
實框102為預處理電路。其中，虛框102A為由反相器IC1構成的自偏置電路。反相器IC1的輸出接至輸入端，構成強負反饋電路，使IC1的輸出電壓穩定在中點電壓。自偏置電阻R3串接在A點和自偏置電路的輸出端，將自偏置電壓引至A點。
虛框102C為門限放大電路，包括兩個串聯的反相器IC2、IC3，IC2、IC3與所述自偏置電路中的IC1相同以保證各個反相器有相同的中點電壓，本實施例中採用型號為74HC04的晶片，該晶片提供6個相同的反相器。並聯在反相器IC2、IC3輸入輸出端的反饋電阻R5和反饋電容C2構成虛框102B中的反饋電路。反相器IC2的輸入端與A點以門限電阻R4串接聯通從而引入輸入信號。需要說明一下，門限放大電路102C中也可以包括若干個串聯的同相器(圖中未示出)，只要保證反饋電路102B為一正反饋電路並且自偏置電壓等於門限放大電路中從輸入端看第一個反相器/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作為施密特整形電路，以提高門限放大電路102C輸出信號的驅動能力並進一步濾除噪聲。
本實施例中，R5＞＞R4，R4≈R3，R3取值範圍為100Ω～10KΩ，R3與R4的比例範圍為1∶2～2∶1，R5取值範圍為10KΩ～1MΩ。電容C2加快反相器IC2、IC3的翻轉速度，其取值範圍為1pf～100pf。
如圖2所示，本發明可以用於定時信號發生器21中，來自其他設備的時鐘信號等輸入信號經匹配隔離電路101後，由如圖1所示的預處理電路102進行整形，經反相器IC4進一步整形後輸出方波信號送給分頻單元203，分頻產生所需的定時信號，提供給程控交換機等通信設備作為其時鐘源。其中預處理電路102和反相器IC4合稱為整形單元202。
圖3示出作為應用本發明電路的定時信號發生器的另一個實施例的結構框圖。其包括至少一個匹配隔離電路101、與各個匹配隔離電路相連的整形單元202，還包括分頻單元303、監控單元304、測試單元305、多選一電路306、以及CPU307。來自其他設備的時鐘信號等輸入信號經匹配隔離電路101後分為兩路，一路送給整形單元202，經過放大、整形後送給分頻單元303，經分頻單元303分頻後得到所需的定時信號；另一路送給監控單元304，由監控單元304檢測各輸入通道是否正常，並將檢測信息上報給處理器307，處理器307處理來自監控單元304的信息，對監控單元304進行控制，並根據對監控單元304上報信息的處理結果控制分頻單元303，使分頻單元輸出所需的定時信號。本實施例中還可以有以其他方式得到的定時信號，這些定時信號和分頻單元輸出的定時信號一起被送給測試單元305，該測試單元測試各個定時信號的質量，並將結果上報給處理器307，處理器307根據該結果控制多選一電路306選通各路定時信號中的一路作為輸出。此外，處理器307還對測試單元305進行控制。
以上雖已結合實施例詳細說明了本發明，但顯然本領域的專業人士可以作出種種顯而易見的變動，因此，本發明的保護範圍由權利要求書確定。
權利要求
1.一種整形電路，包括順次相連的用於隔直流、匹配輸入阻抗的匹配隔離電路(101)和對輸入信號進行整形的預處理電路(102)，其特徵在於所述預處理電路(102)包括門限放大電路(102C)、反饋電路(102B)和為所述門限放大電路(102C)提供最佳工作點的自偏置電路(102A)，所述反饋電路(102B)並聯在所述門限放大電路(102C)的輸入輸出端，所述自偏置電路(102B)的輸出端通過自偏置電阻(R1)與所述匹配隔離電路(101)的輸出端相連。
2.如權利要求1所述的整形電路，其特徵在於所述整形電路還包括一個施密特整形電路(IC4)接在所述門限放大電路(102C)的輸出端以提高輸出信號的驅動能力並進一步濾除噪聲。
3.如權利要求2所述的整形電路，其特徵在於所述自偏置電路(102A)包括輸出接至輸入的第一反相器(IC1)，所述門限放大電路(102C)包括偶數個串聯的第二反相器(IC2、IC3)和/或若干個串聯的同相器。
4.如權利要求3所述的整形電路，其特徵在於所述門限放大電路(102C)中從輸入端看第一個所述反相器/所述同相器的門限電平等於所述自偏置電路(102B)的輸出電壓。
5.如權利要求4所述的整形電路，其特徵在於所述反饋電路(102B)為一個正反饋電路。
6.如權利要求5所述的整形電路，其特徵在於所述第一反相器(IC1)和所述第二反相器(IC2、IC3)是相同的。
7.如權利要求5或6所述的整形電路，其特徵在於所述門限放大電路(102C)的輸入端通過門限電阻(R4)與所述匹配隔離電路(101)的輸出端相連。
8.如權利要求7所述的整形電路，其特徵在於所述反饋電路(102B)包括並接在所述門限放大電路(102C)輸入輸出端的反饋電阻(R5)。
9.如權利要求8所述的整形電路，其特徵在於所述反饋電路(102B)還包括並接在所述門限放大電路(102C)輸入輸出端的反饋電容(C2)。
10.如權利要求8或9所述的整形電路，其特徵在於所述反饋電容(C2)取值範圍為1pf～100pf。
11.如權利要求10所述的整形電路，其特徵在於所述反饋電阻(R5)取值範圍為10KΩ～1MΩ。
12.如權利要求11所述的整形電路，其特徵在於所述自偏置電阻(R3)取值範圍為100Ω～10KΩ。
13.如權利要求12所述的整形電路，其特徵在於所述自偏置電阻(R3)和所述門限電阻(R4)的比例範圍為1∶2～2∶1。
14.一種定時信號發生器，其特徵在於所述定時信號發生器包括如1-6、8、9或11-13任一權利要求所述的整形電路和分頻單元(203)。
15.如權利要求14所述的定時信號發生器，其特徵在於所述整形電路為多個，所述定時信號發生器還包括分頻單元(303)、監控單元(304)、測試單元(305)、多選一電路(306)、以及處理器(307)；所述監控單元(304)與各所述整形電路中的所述匹配隔離電路(101)相連，檢測各輸入通道是否正常，並將檢測信息上報給所述處理器(307) 所述分頻單元(303)與各所述整形電路相連，在所述處理器(307)的控制下分頻產生所需的定時信號；所述測試單元(305)測試各個定時信號的質量，並將結果上報給所述處理器(307)；所述多選一電路(306)以所有的定時信號為其輸入，在所述處理器(307)的控制下選擇一路定時信號作為輸出；所述處理器(307)與所述監控單元(304)、所述分頻單元(303)、所述測試單元(305)、以及所述多選一電路(306)相連，接收並處理來自各所述單元的信息，並對各單元進行控制。
全文摘要
一種整形電路。包括匹配隔離電路、自偏置電路、門限放大電路和反饋電路,其中反饋電路為一正反饋電路,自偏置電路輸出的配置電壓等於門限放大電路的門限電平,電路工作於雙穩態。本發明靈頻帶寬,敏度高,電路簡單易於調試。
文檔編號H03K5/08GK1192611SQ9710884
公開日1998年9月9日 申請日期1997年3月4日 優先權日1997年3月4日
發明者肖長貴, 郝朝昕 申請人:深圳市華為技術有限公司