抗窄脈沖干擾電路的制作方法
【專利摘要】一種抗窄脈沖干擾電路，包括可控放電電路、可控充電電路、電容、施密特電路?？拐}沖干擾電路的輸出脈沖通過三態(tài)門對可控放電電路和可控充電電路進(jìn)行控制，選擇其中一路由輸入脈沖對電容進(jìn)行放電或充電，電容上的信號經(jīng)施密特電路得到輸出脈沖。所述抗窄脈沖干擾電路能夠自動過濾負(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)窄脈沖的最大寬度能夠分別通過改變充電時間常數(shù)和放電時間常數(shù)進(jìn)行調(diào)整。所述抗窄脈沖干擾電路能夠應(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】
抗窄脈沖干擾電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種脈沖信號處理電路，尤其是一種抗窄脈沖干擾電路。
【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)明提供了一種抗窄脈沖干擾電路，包括可控放電電路、可控充電電路、電容、施密特電路。
[0004 ]所述抗窄脈沖干擾電路的輸入脈沖從輸入脈沖端輸入，輸出脈沖從輸出脈沖端輸出。
[0005]所述電容的一端連接至施密特電路輸入端，另外一端連接至抗窄脈沖干擾電路的公共地或者是供電電源。
[0006]所述可控放電電路輸入連接至輸入脈沖端，輸出連接至施密特電路輸入端;所述可控充電電路輸入連接至輸入脈沖端，輸出連接至施密特電路輸入端。
[0007 ]所述施密特電路的輸出端為輸出脈沖端。
[0008]所述可控放電電路包括快速放電二極管、充電電阻、快速放電三態(tài)門；所述快速放電二極管陰極連接至快速放電三態(tài)門輸出端，陽極為可控放電電路輸出端;所述充電電阻與快速放電二極管并聯(lián);所述可控充電電路包括快速充電二極管、放電電阻、快速充電三態(tài)門；所述快速充電二極管陽極連接至快速充電三態(tài)門輸出端，陰極為可控充電電路輸出端；所述放電電阻與快速充電二極管并聯(lián)。
[0009]所述快速放電三態(tài)門輸入端為可控放電電路輸入端;所述快速充電三態(tài)門輸入端為可控充電電路輸入端;所述快速放電三態(tài)門由輸出脈沖控制;所述快速充電三態(tài)門由輸出脈沖控制。
[0010]所述快速放電三態(tài)門由輸出脈沖控制以及快速充電三態(tài)門由輸出脈沖控制的具體方法是，當(dāng)施密特電路為同相施密特電路時，輸出脈沖的低電平控制快速放電三態(tài)門為工作狀態(tài)、快速充電三態(tài)門為禁止?fàn)顟B(tài)，輸出脈沖的高電平控制快速放電三態(tài)門為禁止?fàn)顟B(tài)、快速充電三態(tài)門為工作狀態(tài)；當(dāng)施密特電路為反相施密特電路時，輸出脈沖的高電平控制快速放電三態(tài)門為工作狀態(tài)、快速充電三態(tài)門為禁止?fàn)顟B(tài)，輸出脈沖的低電平控制快速放電三態(tài)門為禁止?fàn)顟B(tài)、快速充電三態(tài)門為工作狀態(tài)。
[0011]所述抗窄脈沖干擾電路能夠過濾的正窄脈沖寬度通過改變充電時間常數(shù)或者施密特電路的上限門檻電壓來進(jìn)行控制;所述抗窄脈沖干擾電路能夠過濾的負(fù)窄脈沖寬度通過改變放電時間常數(shù)或者施密特電路的下限門檻電壓來進(jìn)行控制。
[0012]所述充電時間常數(shù)為充電電阻與電容的乘積;所述放電時間常數(shù)為放電電阻與電容的乘積。
[0013]所述施密特電路具有高輸入阻抗特性。
[0014]所述快速放電三態(tài)門與快速充電三態(tài)門同為同相三態(tài)門，或者是，所述快速放電三態(tài)門與快速充電三態(tài)門同為反相三態(tài)門。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:所述抗窄脈沖干擾電路允許寬度大于規(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;所述抗窄脈沖干擾電路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充電時間常數(shù)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放電時間常數(shù)進(jìn)行調(diào)整;所述抗窄脈沖干擾電路能夠應(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。
【附圖說明】
[0016]圖1為抗窄脈沖干擾電路實施例；
[0017]圖2為抗窄脈沖干擾電路實施例的輸入脈沖和輸出脈沖波形。
【具體實施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0019]如圖1所示為抗窄脈沖干擾電路實施例。實施例中，快速放電二極管、充電電阻、快速放電三態(tài)門分別為二極管D11、電阻Rl 1、三態(tài)門Tl I，組成了可控放電電路;快速充電二極管、放電電阻、快速充電三態(tài)門分別為二極管D12、電阻R12、三態(tài)門T12，組成了可控充電電路；電容為電容Cl I。施密特電路F11為同相施密特電路，因此，實施例中輸出脈沖P2與輸入脈沖Pl同相。電容Cl I的一端接施密特電路的輸入端，SPFl I的輸入端A3，另外一端連接至公共地。
[0020]實施例中，施密特電路FlI為同相施密特電路，輸出脈沖P2(圖1中A4點)直接連接至三態(tài)門Tll、三態(tài)門T12的使能控制端，三態(tài)門T11、三態(tài)門T12分別為低電平、高電平使能有效。輸出脈沖P2的高、低電平分別控制三態(tài)門T12為工作狀態(tài)、為禁止?fàn)顟B(tài)，輸出脈沖P2的高、低電平分別控制三態(tài)門Tll為禁止?fàn)顟B(tài)、為工作狀態(tài)。受到輸出脈沖P2的控制，三態(tài)門Tll與三態(tài)門T12中總是一個處于為工作狀態(tài)狀態(tài)，另外一個處于為禁止?fàn)顟B(tài)狀態(tài)。當(dāng)三態(tài)門Tll、三態(tài)門T12同時采用低電平使能有效或者是高電平使能有效的器件時，其中一個的由輸出脈沖P2的反相信號控制。
[0021 ]圖2為抗窄脈沖干擾電路實施例的輸入脈沖和輸出脈沖波形。圖2中，Pl為輸入脈沖，P2為輸出脈沖，當(dāng)PI低電平為正常的負(fù)寬脈沖時，圖1中A3點電位與Al點低電平電位一致，P2為低電平，三態(tài)門Tll為工作狀態(tài)，其輸出的Al點電平與AO點一致;T12為禁止?fàn)顟B(tài)，輸出為高阻態(tài)。正窄脈沖11的高電平通過充電電阻Rll對電容Cll充電，使A3點電位上升；由于窄脈沖11的寬度小于時間Tl，A3點電位在窄脈沖11結(jié)束時仍低于施密特電路Fll的上限門檻電壓，因此，P2維持為低電平，三態(tài)門Tl I維持為工作狀態(tài);窄脈沖11結(jié)束時，Al點重新變?yōu)榈碗娖角彝ㄟ^快速放電二極管Dl I使電容Cl I快速放電，使A3點電位與Al點低電平電位一致，恢復(fù)至窄脈沖11來臨前的狀態(tài)，其抗干擾能力得到迅速恢復(fù)，當(dāng)后面緊接有連續(xù)的正窄脈沖干擾信號時，同樣能夠過濾掉。正窄脈沖12的寬度也小于時間Tl，因此，當(dāng)窄脈沖12結(jié)束時，P2維持為低電平，Al點重新變?yōu)榈碗娖角彝ㄟ^快速放電二極管Dll使電容Cll快速放電，使A3點電位與Al點低電平電位一致。
[0022]脈沖13為正常的正寬脈沖，Pl在上升沿17之后維持高電平時間達(dá)到Tl時，Al點高電平的通過充電電阻Rll對電容Cll充電，使A3點電位上升達(dá)到施密特電路Fl I的上限門檻電壓，施密特電路Fll輸出P2在上升沿18處從低電平變?yōu)楦唠娖?，使三態(tài)門Tll為禁止?fàn)顟B(tài)、T12為工作狀態(tài)，其輸出的A2點電平與AO點一致;A2點的高電平通過快速充電二極管D12使電容Cl I快速充電，使A3點電位與A2點高電平電位一致，P2維持為高電平。
[0023]負(fù)窄脈沖15的低電平通過放電電阻R12對電容Cll放電，使A3點電位下降；由于窄脈沖15的寬度小于時間T2，A3點電位在窄脈沖15結(jié)束時仍高于施密特電路Fll的下限門檻電壓，因此，P2維持為高電平，三態(tài)門T12維持為工作狀態(tài);窄脈沖15結(jié)束時，A2點重新變?yōu)楦唠娖角彝ㄟ^快速充電二極管D12使電容Cll快速充電，使A3點電位與A2點高電平電位一致，恢復(fù)至窄脈沖15來臨前的狀態(tài)，其抗干擾能力得到迅速恢復(fù)，當(dāng)后面緊接有連續(xù)的負(fù)窄脈沖干擾信號時，同樣能夠過濾掉。負(fù)窄脈沖16的寬度也小于時間T2，因此，當(dāng)窄脈沖16結(jié)束時，P2維持為高電平，A2點重新變?yōu)楦唠娖角彝ㄟ^快速充電二極管D12使電容Cll快速充電，使A3點電位與A2點高電平電位一致。
[0024]Pl在下降沿19之后維持低電平時間達(dá)到T2時，表示Pl有一個正常的負(fù)寬脈沖，A2點的低電平通過放電電阻Rl2對電容C11放電，使A3點電位下降達(dá)到施密特電路F11的下限門檻電壓，施密特電路F11的輸出P2在下降沿20處從高電平變?yōu)榈碗娖?，使三態(tài)門T11為工作狀態(tài)、T12為禁止?fàn)顟B(tài);Al點的低電平通過快速放電二極管Dll使電容CU快速放電，使A3點電位與Al點低電平電位一致，P2維持為低電平。Pl的負(fù)寬脈沖21寬度大于T2，在負(fù)寬脈沖21的上升沿23之后維持高電平時間達(dá)到Tl時，P2在上升沿24處從低電平變?yōu)楦唠娖健?br>[0025 ] 抗窄脈沖干擾電路將PI信號中的窄脈沖11、窄脈沖12、窄脈沖15、窄脈沖16都過濾掉，而正寬脈沖13、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14和負(fù)寬脈沖22。輸出脈沖P2與輸入脈沖Pl同相，而輸出的寬脈沖14上升沿比輸入的寬脈沖13上升沿滯后時間Tl，下降沿滯后時間T2。
[0026]窄脈沖11、窄脈沖12為正窄脈沖，時間TI為抗窄脈沖干擾電路能夠過濾的最大正窄脈沖寬度。Tl受到充電時間常數(shù)、三態(tài)門Tll輸出的高電平電位、低電平電位和施密特電路Fll的上限門檻電壓共同影響。通常情況下，三態(tài)門Tll輸出的高電平電位和低電平電位為定值，因此，調(diào)整Tl的值可以通過改變充電時間常數(shù)或者施密特電路的上限門檻電壓來進(jìn)行。圖1中，充電時間常數(shù)為充電電阻Rll與電容Cll的乘積。所述抗窄脈沖干擾電路允許寬度大于Tl的正脈沖信號通過。
[0027]窄脈沖15、窄脈沖16為負(fù)窄脈沖，時間T2為抗窄脈沖干擾電路能夠過濾的最大負(fù)窄脈沖寬度。T2受到放電時間常數(shù)、三態(tài)門T12輸出的高電平電位、低電平電位和施密特電路Fll的下限門檻電壓共同影響。通常情況下，三態(tài)門T12輸出的高電平電位和低電平電位為定值，因此，調(diào)整T2的值可以通過改變放電時間常數(shù)或者施密特電路的下限門檻電壓來進(jìn)行。圖1中，放電時間常數(shù)為放電電阻Rl 2與電容Cl I的乘積。所述抗窄脈沖干擾電路允許寬度大于大于T2的負(fù)脈沖信號通過。
[0028]圖1中，電容Cll接公共地的一端也可以改接在抗窄脈沖干擾電路的供電電源端?？拐}沖干擾電路的供電電源用于向快速放電三態(tài)門、快速充電三態(tài)門等器件進(jìn)行供電。
[0029]圖1中，施密特電路Fll也可以選擇反相施密特電路，此時輸出脈沖P2的高電平應(yīng)該控制快速放電三態(tài)門為工作狀態(tài)、快速充電三態(tài)門為禁止?fàn)顟B(tài)，輸出脈沖的低電平控制快速放電三態(tài)門為禁止?fàn)顟B(tài)、快速充電三態(tài)門為工作狀態(tài)。例如，當(dāng)圖1中施密特電路Fl I選擇反相施密特電路，仍將輸出脈沖P2直接連接至三態(tài)門T11、三態(tài)門T12的使能控制端時，三態(tài)門Tll應(yīng)該相應(yīng)地改為高電平使能有效，三態(tài)門T12相應(yīng)地改為低電平使能有效。選擇反相施密特電路時電路的工作原理與圖1相同，只是此時輸出脈沖與輸入脈沖反相。
[0030]快速放電三態(tài)門與快速充電三態(tài)門還可以同時選擇具有反相功能的反相三態(tài)門。當(dāng)快速放電三態(tài)門與快速充電三態(tài)門同時選擇反相三態(tài)門時，相當(dāng)于在輸入脈沖端增加一個反相器，即先將輸入脈沖反相后再進(jìn)行抗窄脈沖干擾，工作原理與圖1相同。
[0031 ]所述施密特電路的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CD40106、74HC14，或者是選擇具有高輸入阻抗特性的CMOS施密特與非門⑶4093、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，因此，調(diào)整能夠過濾的輸入的正窄脈沖寬度、負(fù)窄脈沖寬度需要通過改變充電時間常數(shù)、放電時間常數(shù)來進(jìn)行。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。
[0032]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。
【主權(quán)項】
1.一種抗窄脈沖干擾電路，其特征在于: 包括可控放電電路、可控充電電路、電容、施密特電路； 所述抗窄脈沖干擾電路的輸入脈沖從輸入脈沖端輸入，輸出脈沖從輸出脈沖端輸出； 所述電容的一端連接至施密特電路輸入端，另外一端連接至抗窄脈沖干擾電路的公共地或者是供電電源； 所述可控放電電路輸入連接至輸入脈沖端，輸出連接至施密特電路輸入端;所述可控充電電路輸入連接至輸入脈沖端，輸出連接至施密特電路輸入端； 所述施密特電路的輸出端為輸出脈沖端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗窄脈沖干擾電路，其特征在于:所述可控放電電路包括快速放電二極管、充電電阻、快速放電三態(tài)門；所述快速放電二極管陰極連接至快速放電三態(tài)門輸出端，陽極為可控放電電路輸出端;所述充電電阻與快速放電二極管并聯(lián);所述可控充電電路包括快速充電二極管、放電電阻、快速充電三態(tài)門；所述快速充電二極管陽極連接至快速充電三態(tài)門輸出端，陰極為可控充電電路輸出端;所述放電電阻與快速充電二極管并聯(lián)； 所述快速放電三態(tài)門輸入端為可控放電電路輸入端;所述快速充電三態(tài)門輸入端為可控充電電路輸入端;所述快速放電三態(tài)門由輸出脈沖控制;所述快速充電三態(tài)門由輸出脈沖控制。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗窄脈沖干擾電路，其特征在于:所述快速放電三態(tài)門由輸出脈沖控制以及快速充電三態(tài)門由輸出脈沖控制的具體方法是，當(dāng)施密特電路為同相施密特電路時，輸出脈沖的低電平控制快速放電三態(tài)門為工作狀態(tài)、快速充電三態(tài)門為禁止?fàn)顟B(tài)，輸出脈沖的高電平控制快速放電三態(tài)門為禁止?fàn)顟B(tài)、快速充電三態(tài)門為工作狀態(tài)；當(dāng)施密特電路為反相施密特電路時，輸出脈沖的高電平控制快速放電三態(tài)門為工作狀態(tài)、快速充電三態(tài)門為禁止?fàn)顟B(tài)，輸出脈沖的低電平控制快速放電三態(tài)門為禁止?fàn)顟B(tài)、快速充電三態(tài)門為工作狀態(tài)。4.根據(jù)權(quán)利要求2— 3中任一項所述的抗窄脈沖干擾電路，其特征在于:能夠過濾的正窄脈沖寬度通過改變充電時間常數(shù)或者施密特電路的上限門檻電壓來進(jìn)行控制，能夠過濾的負(fù)窄脈沖寬度通過改變放電時間常數(shù)或者施密特電路的下限門檻電壓來進(jìn)行控制。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抗窄脈沖干擾電路，其特征在于:所述充電時間常數(shù)為充電電阻與電容的乘積;所述放電時間常數(shù)為放電電阻與電容的乘積。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗窄脈沖干擾電路，其特征在于:所述施密特電路具有高輸入阻抗特性。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗窄脈沖干擾電路，其特征在于:所述快速放電三態(tài)門與快速充電三態(tài)門同為同相三態(tài)門，或者是，所述快速放電三態(tài)門與快速充電三態(tài)門同為反相三態(tài)門。
【文檔編號】H03K5/1252GK105958978SQ201610420734
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】凌云, 王兵, 文定都, 曾紅兵
【申請人】湖南工業(yè)大學(xué)