專利名稱：遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種遲滯測量電路，尤其涉及一種遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
遲滯窗口比較器是集成電路中廣泛使用的一種比較器，通過調(diào)節(jié)比較器的遲滯窗口大小可以有效地抑制噪聲對比較器的干擾。
遲滯窗口比較器遲滯窗口測量的一般方法是，在比較器的輸入端加一個三角波，在比較器輸出的兩個相臨上升沿和下降沿之間測量三角波的下降/上升幅度，得到遲滯窗口的大小。
目前遲滯窗口比較器的形式很多，但是對遲滯比較器窗口的測量往往都是手工進行的，不適合大批量的測試，并且手工測試帶有很大的主觀性。在使用遲滯窗口比較器的系統(tǒng)中，例如遲滯窗口比較器用作延遲單元，如果改變遲滯比較器的窗口就可以改變延遲時間，目前還沒有發(fā)現(xiàn)通過自動調(diào)整遲滯比較器窗口的大小的電路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)，它能夠自動測量遲滯比較器的遲滯窗口的大小，并能夠根據(jù)預先的設置自動調(diào)整遲滯窗口的大小。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)，其特點是包括被測試的遲滯窗口比較器、微分器、積分器、峰值檢測器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、電阻變換網(wǎng)絡；所述的遲滯窗口比較器由遲滯比較放大器電路構(gòu)成，所述的微分器由運算放大器、跨接在運算放大器反相輸入端和輸出端之間的電阻R1、連接在運算放大器輸入端的電容C1電路構(gòu)成；所述的積分器由運算放大器、連接在運算放大器反相輸入端的電阻R2、跨接在運算放大器反相輸入端和輸出端之間的電容C2、與電容C2并聯(lián)連接的工作控制開關(guān)S構(gòu)成；所述的遲滯窗口比較器的同相輸入端和微分器的反相輸入端連接在一起，接收同一測量信號；微分器的輸出端與積分器的輸入電阻R2連接，遲滯窗口比較器的輸出端與積分器的工作控制開關(guān)S連接，積分器的輸出端與峰值檢測器連接，峰值檢測器的輸出接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出與控制遲滯比較器連接，以控制遲滯比較器窗口的大小。
在測量信號的上跳沿之前，遲滯窗口比較器輸出低電平，積分器工作控制開關(guān)不打開；測量信號上跳沿之后，遲滯窗口比較器輸出高電平，積分器工作控制開關(guān)打開，積分器開始工作，直到測量信號的下跳沿出現(xiàn)，遲滯窗口比較器輸出低電平，積分器工作控制開關(guān)閉合；積分器的輸出與遲滯窗口比較器的遲滯窗口成正比；峰值檢測器保持積分器輸出電壓的大小，由此得到遲滯窗口比較器的遲滯窗口的大小。
在上述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)中，其中，所述的遲滯窗口比較器的同相輸入端和微分器的反相輸入端接收的測量信號是一種三角波；所述的遲滯窗口比較器的反相輸入端和微分器的同相輸入端接地；積分器的同相輸入端接地。
在上述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)中，其中，所述的峰值檢測器由共模電壓變換網(wǎng)絡電路、正峰值檢測電路和負峰值檢測電路組成。
在上述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)中，其中，所述的電阻變換網(wǎng)絡電路由電阻R6和電阻R7串接組成，它設置在積分器的輸出端，其作用是在遲滯窗口比較器的遲滯窗口信息的基礎之上疊加一個直流電壓，并可以作為遲滯窗口信息的輸出端。
在上述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)中，其中，所述的正峰值檢測電路42和負峰值檢測電路43分別由一比較器、兩個MOS晶體管、兩電流源和一個電容C連接構(gòu)成；所述的共模電壓變換網(wǎng)絡電路設置在正峰值檢測電路和負峰值檢測電路的輸入端；該共模電壓變換網(wǎng)絡電路由三電阻R3、R4、R5組成，其作用是在遲滯窗口比較器的遲滯窗口信息的基礎之上疊加一個直流電壓，使峰值電壓檢測器能正常工作。
在上述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)中，其中，所述的微分器、積分器和峰值檢測器由分立元件組成。
在上述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)中，其中，所述的微分器、積分器和峰值檢測器可以集成在一塊集成電路芯片里。
在上述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)中，其中，所述的測量信號電壓三角波的上升邊和下降邊的中間位置設置在遲滯窗口比較器共模輸入電壓附近。
在上述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)中，其中，所述的微分器在整個測量信號電壓三角波的周期內(nèi)工作；積分器在遲滯窗口比較器的兩個跳變沿之間工作，其余時間積分器工作控制開關(guān)中電容C2放電，積分器輸出為0；在遲滯窗口比較器的下變沿時，積分器的輸出正比于遲滯窗口比較器的遲滯窗口的大小。
在上述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)中，其中，所述的遲滯窗口比較器遲滯窗口的電壓大小由積分器經(jīng)峰值檢測器輸出，也可以經(jīng)電阻變換網(wǎng)絡輸出；該電阻變換網(wǎng)絡和峰值檢測器的電阻網(wǎng)絡的限值由微分器和積分器的時間常數(shù)之比決定。
本發(fā)明遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)由于采用了上述的技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果1.本發(fā)明由于遲滯窗口比較器和微分器的輸入是同一種三角波，遲滯窗口比較器的輸出控制積分器的工作開關(guān)，使積分器的輸出與遲滯窗口比較器的遲滯窗口成正比，并且峰值檢測器保持積分器輸出電壓的大小，由此可以得到遲滯窗口比較器的遲滯窗口的大小。
2.本發(fā)明由于遲滯窗口比較器遲滯窗口的電壓值由峰值檢測器檢測，該峰值檢測器既可以檢測出正電壓的峰值，也可以檢測出負電壓的峰值，并可以根據(jù)測量窗口的需要進行設置，通過調(diào)節(jié)電流I+和I-可以比較精確地跟蹤遲滯窗口比較器遲滯窗口的大小；3.本發(fā)明由于振蕩器由遲滯比較器構(gòu)成，改變遲滯比較器窗口的大小，就可以實現(xiàn)振蕩頻率的改變；因此在使用時，一方面可以自動測試該遲滯比較器的窗口大小，另一方面可以根據(jù)測試的大小，向預先設置的窗口大小自動調(diào)整。


通過以下對本發(fā)明遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)的一實施例結(jié)合其附圖的描述，可以進一步理解本發(fā)明的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點。其中，附圖為圖1是本發(fā)明遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)的電原理圖；圖2是本發(fā)明遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)中的峰值檢測器的電原理圖；圖3(a)是輸入的三角波的波形；圖3(b)是遲滯窗口比較器輸出的方波的波形；圖3(c)是微分器輸出的Vm的波形；圖3(d)是積分器輸出的Vo的波形；圖3(e)是峰值檢測器輸出的正、負脈沖的峰值波形。
圖4是一實施例輸出的主要節(jié)點的波形圖；圖5是圖4中峰值檢測器輸出波形的放大的波形示意圖。
具體實施例方式
遲滯窗口比較器遲滯窗口測量的一般方法是，在比較器的輸入端加一個三角波，在比較器輸出的兩個相臨上升沿和下降沿之間測量三角波的下降/上升幅度，得到遲滯窗口的大小。根據(jù)這一原理形成了本發(fā)明遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)。
請參見圖1和圖2所示，它們分別是本發(fā)明遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)的電原理圖和其中峰值檢測器的電原理圖。本發(fā)明遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)由被測試的遲滯窗口比較器1、微分器1、積分器3、峰值檢測器4、模數(shù)轉(zhuǎn)換器5和電阻變換網(wǎng)絡6組成。
所述的遲滯窗口比較器1由比較放大器電路構(gòu)成；所述的微分器2由運算放大器201、跨接在運算放大器201反相輸入端和輸出端之間的電阻R1、連接在運算放大器201輸入端的電容C1電路構(gòu)成；所述的積分器3由運算放大器301、連接在運算放大器301反相輸入端的電阻R2、跨接在運算放大器301反相輸入端和輸出端之間的電容C2、與電容C2并聯(lián)連接的工作控制開關(guān)S構(gòu)成；遲滯窗口比較器1的同相輸入端和微分器2的反相輸入端連接在一起，接收同一測量信號，該測量信號是一種三角波；微分器2的輸出端與積分器3的輸入連接，遲滯窗口比較器1的輸出端與積分器3的工作控制開關(guān)連接，控制該開關(guān)的工作狀態(tài)；遲滯窗口比較器1的反相輸入端和微分器2的同相輸入端接地；積分器3的同相輸入端接地；積分器3的輸出端與峰值檢測器4連接。
所述的峰值檢測器4由共模電壓變換網(wǎng)絡41、正峰值檢測電路42和負峰值檢測電路43組成。正峰值檢測電路42和負峰值檢測電路43分別由一比較器、兩個MOS晶體管、兩電流源和一個電容C連接構(gòu)成；共模電壓變換網(wǎng)絡電路41設置在正峰值檢測電路42和負峰值檢測電路43的輸入端，該共模電壓變換網(wǎng)絡電路41由三電阻R3、R4、R5組成，其作用是在遲滯窗口比較器1的遲滯窗口信息的基礎之上疊加一個直流電壓，使峰值電壓檢測器4能正常工作。所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)與峰值檢測器4的輸出端連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器5將峰值檢測器4輸出端的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后送至控制遲滯比較器1連接，以控制遲滯比較器1窗口的大小。所述的電阻變換網(wǎng)絡電路6，由電阻R6和電阻R7串接組成，它設置在積分器3的輸出端，其作用是在遲滯窗口比較器1的遲滯窗口信息的基礎之上疊加一個直流電壓，并可以作為遲滯窗口信息的輸出端。
在上述微分器2、積分器3和峰值檢測器4可以由集成電路構(gòu)成，或可以由分立元件組成，也可以將微分器2、積分器3和峰值檢測器4集成在一塊集成電路芯片里。
本發(fā)明遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)的工作原理是
將測量信號電壓三角波的上升邊和下降邊的中間位置設置在遲滯窗口比較器1共模輸入電壓附近；在測量信號的上跳沿之前，遲滯窗口比較器1輸出低電平，積分器3工作控制開關(guān)不打開；測量信號上跳沿之后，遲滯窗口比較器1輸出高電平，積分器3工作控制開關(guān)打開，積分器3開始工作，直到測量信號的下跳沿出現(xiàn)，遲滯窗口比較器1輸出低電平，積分器3工作控制開關(guān)閉合；積分器3的輸出與遲滯窗口比較器1的遲滯窗口成正比；峰值檢測器4保持積分器3輸出電壓的大小，由此得到遲滯窗口比較器1的遲滯窗口的大小。
微分器2在整個測量信號電壓三角波的周期內(nèi)工作；積分器3在遲滯窗口比較器1的兩個跳變沿之間工作，其余時間積分器3工作控制開關(guān)中電容C2放電，積分器3輸出為0；在遲滯窗口比較器1的下變沿時，積分器3的輸出正比于遲滯窗口比較器1的遲滯窗口的大小。由此可見，遲滯窗口比較器1的遲滯窗口的大小由積分器3經(jīng)峰值檢測器4輸出，也可以經(jīng)電阻變換網(wǎng)絡6輸出；該電阻變換網(wǎng)絡6和峰值檢測器4的電阻網(wǎng)絡的限值由微分器2和積分器3的時間常數(shù)之比決定。
本發(fā)明的設計參數(shù)是微分器2的輸入是Vi，輸出是Vm=-R1×C1dVidt---(1)]]>積分器3的輸入Vm與輸出V。之間的關(guān)系為Vm=-R2×C2dVodt---(2)]]>從以上兩個公式可以求出積分器3輸出電壓的表達式Vo=R1C2R2C2∫t1t2dVi=R1C1R2C2ΔVi↑t1t2---(3)]]>公式(3)中的t1和t2分別是遲滯窗口比較器1的上升沿和下降沿開始的時刻，ΔVi就是遲滯窗口比較器1的遲滯窗口的大小。如果選取R1C1＝R2C2，積分器3在遲滯窗口比較器1下跳沿時的輸出值就是遲滯窗口比較器1遲滯窗口的電壓值，即Vo=ΔVi↑t1t2---(4)]]>上述的遲滯窗口比較器1遲滯窗口的電壓值可以用一個峰值檢測器4檢測出來并保持一段時間。峰值檢測器4可以檢測出正電壓的峰值，也可以檢測出負電壓的峰值，可以根據(jù)測量窗口的需要進行設置(見圖2)調(diào)節(jié)電流I+和I-可以比較精確地跟蹤遲滯窗口比較器1遲滯窗口的大小。
請結(jié)合圖1參見圖3所示，圖3中(a)、(b)、(c)、(d)、(e)分別是輸入的三角波、遲滯窗口比較器1輸出的方波、微分器2輸出Vm的波形、積分器3輸出Vo的波形和峰值檢測器4輸出的正、負脈沖的峰值波形。
請結(jié)合圖1、圖2參見圖4所示，所述的峰值檢測器4由共模電壓變換網(wǎng)絡電路41、正峰值檢測電路42和負峰值檢測電路43組成。
為了使峰值檢測器4工作處于正常狀態(tài)，在正峰值檢測電路42和負峰值檢測電路43的輸入端設置由三電阻R3、R4、R5組成的(如圖2所示)，其作用是在遲滯窗口比較器1的遲滯窗口信息的基礎之上疊加一個直流電壓，使峰值電壓檢測器4能正常工作；電阻網(wǎng)絡電路41中的電阻R3、R4和R5的選取與微分器2和積分器2的時間常數(shù)R1C1、R2C2的比值有關(guān)。如一個實例(見圖4)，取R1C1＝3R1C1，此時R3＝R4＝R5＝R，圖4為該實施例輸出的主要節(jié)點的波形圖。
請參見圖5所示，圖5是圖4中峰值檢測器輸出波形的放大的波形示意圖。可以看出該實施例的遲滯窗口的大小為69.4mV(1597.33mV-1666.7mV)，即減去共模的值流電壓。
由此可見本發(fā)明的精度比較高，可達到小于1mV，因此可以滿足實際測量的需要。
綜上所述，本發(fā)明遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)由于遲滯窗口比較器和微分器的輸入是同一種三角波，通過控制積分器的工作開關(guān)，使積分器的輸出與遲滯窗口比較器的遲滯窗口成正比，得到遲滯窗口比較器的遲滯窗口的大?。煌瑫r，峰值檢測器可以檢測出正、負電壓的峰值，并可以根據(jù)測量窗口的需要進行設置，從而可以比較精確地跟蹤遲滯窗口比較器遲滯窗口的大小，因此極為實用。
權(quán)利要求
1.一種遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)，其特征在于包括被測試的遲滯窗口比較器(1)、微分器(2)、積分器(3)、峰值檢測器(4)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)、電阻變換網(wǎng)絡(6)；所述的遲滯窗口比較器(1)由遲滯比較放大器電路構(gòu)成，所述的微分器(2)由運算放大器(201)、跨接在運算放大器(201)反相輸入端和輸出端之間的電阻R1、連接在運算放大器(201)輸入端的電容C1電路構(gòu)成；所述的積分器(3)由運算放大器(301)、連接在運算放大器(301)反相輸入端的電阻R2、跨接在運算放大器(301)反相輸入端和輸出端之間的電容C2、與電容C2并聯(lián)連接的工作控制開關(guān)S構(gòu)成；所述的遲滯窗口比較器(1)的同相輸入端和微分器(2)的反相輸入端連接在一起，接收同一測量信號；微分器(2)的輸出端與積分器(3)的輸入電阻R2連接，遲滯窗口比較器(1)的輸出端與積分器(3)的工作控制開關(guān)S連接，積分器(3)的輸出端與峰值檢測器(4)連接，峰值檢測器(4)的輸出接模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器(5)的輸出與控制遲滯比較器(1)連接，以控制遲滯比較器(1)窗口的大小。在測量信號的上跳沿之前，遲滯窗口比較器(1)輸出低電平，積分器(3)工作控制開關(guān)不打開；測量信號上跳沿之后，遲滯窗口比較器(1)輸出高電平，積分器(3)工作控制開關(guān)打開，積分器(3)開始工作，直到測量信號的下跳沿出現(xiàn)，遲滯窗口比較器(1)輸出低電平，積分器(3)工作控制開關(guān)閉合；積分器(3)的輸出與遲滯窗口比較器(1)的遲滯窗口成正比；峰值檢測器(4)保持積分器(3)輸出電壓的大小，由此得到遲滯窗口比較器(3)的遲滯窗口的大小。
2.如權(quán)利要求1所述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的遲滯窗口比較器(1)的同相輸入端和微分器(2)的反相輸入端接收的測量信號是一種三角波；所述的遲滯窗口比較器(1)的反相輸入端和微分器(2)的同相輸入端接地；積分器(3)的同相輸入端接地。
3.如權(quán)利要求1所述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的峰值檢測器(4)由共模電壓變換網(wǎng)絡電路(41)、正峰值檢測電路(42)和負峰值檢測電路(43)組成。
4.如權(quán)利要求1所述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的電阻變換網(wǎng)絡電路(6)由電阻R6和電阻R7串接組成，它設置在積分器(3)的輸出端，其作用是在遲滯窗口比較器(1)的遲滯窗口信息的基礎之上疊加一個直流電壓，并可以作為遲滯窗口信息的輸出端。
5.如權(quán)利要求1或3所述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的正峰值檢測電路42和負峰值檢測電路43分別由一比較器、兩個MOS晶體管、兩電流源和一個電容C連接構(gòu)成；所述的共模電壓變換網(wǎng)絡電路(41)設置在正峰值檢測電路(42)和負峰值檢測電路(43)的輸入端；該共模電壓變換網(wǎng)絡電路(41)由三電阻R3、R4、R5組成，其作用是在遲滯窗口比較器(1)的遲滯窗口信息的基礎之上疊加一個直流電壓，使峰值電壓檢測器(4)能正常工作。
6.如權(quán)利要求1所述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的微分器(2)、積分器(3)和峰值檢測器(4)由分立元件組成。
7.如權(quán)利要求1所述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的微分器(2)、積分器(3)和峰值檢測器(4)可以集成在一塊集成電路芯片里。
8.如權(quán)利要求1或2所述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的測量信號電壓三角波的上升邊和下降邊的中間位置設置在遲滯窗口比較器(1)共模輸入電壓附近。
9.如權(quán)利要求1或2所述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的微分器(2)在整個測量信號電壓三角波的周期內(nèi)工作；積分器(3)在遲滯窗口比較器(1)的兩個跳變沿之間工作，其余時間積分器(3)工作控制開關(guān)中電容C2放電，積分器(3)輸出為0；在遲滯窗口比較器(1)的下變沿時，積分器(3)的輸出正比于遲滯窗口比較器(1)的遲滯窗口的大小。
10.如權(quán)利要求1或3所述的遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的遲滯窗口比較器(3)遲滯窗口的電壓大小由積分器(3)經(jīng)峰值檢測器(4)輸出，也可以經(jīng)電阻變換網(wǎng)絡(6)輸出；該電阻變換網(wǎng)絡(6)和峰值檢測器(4)的電阻網(wǎng)絡的限值由微分器(2)和積分器(3)的時間常數(shù)之比決定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種遲滯比較器遲滯窗口自動調(diào)節(jié)與測量的一種電路結(jié)構(gòu)，其特點是包括遲滯窗口比較器、微分器、積分器、峰值檢測器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、電阻變換網(wǎng)絡；微分器由運算放大器、跨接在運算放大器輸入輸出端的電阻、連接在輸入端的電容電路構(gòu)成；積分器由運算放大器、連接在運算放大器輸入端的電阻、跨接在運算放大器輸入輸出端間的電容、與電容并聯(lián)的開關(guān)構(gòu)成；遲滯窗口比較器和微分器的輸入端連接在一起，接收同一測量信號；微分器的輸出端與積分器連接，遲滯窗口比較器的輸出端與積分器的開關(guān)連接，積分器輸出端與峰值檢測器連接，峰值檢測器輸出接模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換器輸出與控制遲滯比較器連接，以控制遲滯比較器窗口的大小。
文檔編號H03K5/24GK1627090SQ200310109218
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者陳后鵬, 許偉義 申請人:上海貝嶺股份有限公司