CN103297001B - 一种脉冲整形电路及脉冲整形方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种脉冲整形电路及脉冲整形方法，所述脉冲整形电路，包括数字控制器和两个电路结构相同的整形电路，分别是第一整形电路和第二整形电路，第一整形电路作为校准电路产生预设脉宽的脉冲信号，数字控制器直接依据控制第一整形电路产生预设脉宽脉冲信号的控制信号控制第二整形电路，以使第二整形电路产生预设脉宽的脉冲信号，从而保证所述脉冲整形电路输出的脉冲信号的脉宽精确度。本申请提供的脉冲整形方法适用于所述脉冲整形电路，依据整形电路输出的脉冲信号的脉宽与预设脉宽的比较结果，调整整形电路中的电容阵列的电容值，以使整形电路输出的脉冲信号的脉宽为预设脉宽。

Description

一种脉冲整形电路及脉冲整形方法

技术领域

本申请涉及脉冲整形电路技术领域，特别是涉及一种能够精确控制脉冲宽度大小的脉冲整形电路及脉冲整形方法。

背景技术

在数字电路中，时钟脉冲控制信号可以利用多谐振荡器或脉冲整形电路产生，比如，目前常见的低功耗的FSK（Frequency-shiftKeying，频移键控）解调器或CFSK（GaussFrequency-shiftKeying，高斯频移键控）解调器包括利用脉冲产生电路和脉冲整形的解调电路，具体的将调频信号输入脉冲产生电路，在调频信号过零点时产生窄脉冲信号，再将所述窄脉冲信号输入脉冲整形电路，使得各个脉冲信号宽度一致。

但是，由于受器件的工艺与温度的影响，电阻器的电阻值、电容器的电容值与对应的理论值存在一定的偏差，从而导致脉冲整形电路无法实现脉冲输出的脉冲信号的宽度精确一致，现有技术中通过对脉冲整形电路中的电容进行校正。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种脉冲整形电路及脉冲整形方法，以实现脉冲整形电路输出的脉冲信号的宽度精确一致，技术方案如下：

本申请提供一种脉冲整形电路，包括：数字控制器、第一整形电路和第二整形电路，其中，所述第一整形电路和所述第二整形电路均至少包括电容阵列；

所述第一整形电路的控制信号输入端连接所述数字控制器的第一输出端，所述第一整形电路的时钟信号输入端连接所述数字控制器的第二输出端，所述第一整形电路的输出端连接所述数字控制器的输入端，所述第一整形电路依据所述数字控制器提供的控制信号和时钟信号产生预设脉宽的脉冲信号；

所述第二整形电路的控制信号输入端连接所述数字控制器的第三输出端，时钟信号输入端作为所述脉冲整形电路的输入端输入有待整形脉冲信号，输出端作为所述脉冲整形电路的输出端输出脉冲信号，所述第二整形电路依据所述数字控制器提供的控制信号调节所述电容阵列的电容值，输出脉宽为所述预设脉宽的脉冲信号。

优选的，所述第一整形电路和第二整形电路均包括：触发器和延时电路；

所述触发器的输入端连接直流电源，所述触发器的第一输出端连接所述延时电路，所述触发器的第二输出端作为所述第一整形电路或第二整形电路的输出端输出脉冲信号，所述触发器的时钟信号端为所述第一整形电路或第二整形电路的时钟信号端；

所述延时电路中电容阵列的控制端为所述第一整形电路或第二整形电路的控制信号输入端。

优选的，所述延时电路包括：电容阵列、第一反相器、第二反相器、电阻和开关管；

所述第一反相器的输入端连接所述触发器的第一输出端，所述第一反相器的输出端通过所述电阻连接所述电容阵列的一端；

所述开关管的第一端连接所述第一反相器的输出端，第二端连接所述电容阵列的另一端，控制端连接所述第一反相器的输入端；

所述第二反相器的输入端连接所述开关管的第一端，所述第二反相器的输出端连接所述触发器的复位端。

优选的，所述触发器为D触发器，所述触发器的置位端连接所述直流电源，所述第一输出端为所述D触发器的反相输出端，所述第二输出端为所述D触发器的正相输出端。

优选的，所述电容阵列包括第一电容、多个第二电容，以及与所述多个第二电容一一对应的控制开关，每一所述控制开关与一个所述第二电容串联得到串联支路，多个串联支路并联，所述第一电容与所述串联支路并联。

优选的，所述开关管为N型场效应管，所述第一端为漏极，所述第二端为源极，所述控制端为栅极。

本申请还提供一种脉冲整形方法，应用于上述的脉冲整形电路，包括：

产生预设脉宽的脉冲信号作为参考信号，并提供给所述第一整形电路；

接收所述第一整形电路产生的第一脉冲信号；

比较所述第一脉冲信号的脉宽与所述预设脉宽是否一致，得到比较结果；

当得到所述第一脉冲信号的脉宽与所述预设脉宽不一致的比较结果时，调整所述第一整形电路中的电容阵列的电容值，直到产生的脉冲信号的脉宽达到所述预设脉宽；

依据控制所述第一整形电路产生所述预设脉宽的脉冲信号的控制信号，调节所述第二整形电路中的电容阵列的电容值，以使所述第二整形电路输出的脉冲信号的脉宽达到所述预设脉宽。

优选的，所述当得到所述第一脉冲信号的脉宽与所述预设脉宽不一致时，调整所述第一整形电路中的电容阵列的电容值具体包括：

当所述第一脉冲信号的脉宽小于所述预设脉宽时，增加所述第一整形电路中的电容阵列的电容值；

当所述第一脉冲信号的脉宽大于所述预设脉宽时，减小所述第一整形电路中的电容阵列的电容值。

本申请提供的脉冲整形电路，包括数字控制器和两个电路结构相同的整形电路，分别是第一整形电路和第二整形电路，第一整形电路作为校准电路产生预设脉宽的脉冲信号，数字控制器直接依据控制第一整形电路产生预设脉宽脉冲信号的控制信号控制第二整形电路，以使第二整形电路产生预设脉宽的脉冲信号，从而保证所述脉冲整形电路输出的脉冲信号的脉宽精确度。本申请提供的脉冲整形方法适用于所述脉冲整形电路，依据整形电路输出的脉冲信号的脉宽与预设脉宽的比较结果，调整整形电路中的电容阵列的电容值，以使整形电路输出的脉冲信号的脉宽为预设脉宽。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一种脉冲整形电路的结构示意图；

图2a为本申请实施例提供的整形电路的结构示意图；

图2b为本申请实施例提供的电容阵列的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的脉冲整形方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

请参见图1，示出了本申请实施例提供的一种脉冲整形电路的结构示意图，所述脉冲整形电路包括数字控制器1、第一整形电路2、第二整形电路3，其中，第一整形电路2和第二整形电路3均至少包括电容阵列。

第一整形电路2的控制信号输入端连接数字控制器1的第一输出端D<n:0>，第一整形电路2的时钟信号输入端连接数字控制器1的第二输出端VREF，第一整形电路2的输出端连接数字控制器1的输入端。

第二整形电路3的控制信号输入端连接数字控制器3的第三输出端DK<n:0>，第二整形电路3的时钟信号输入端作为所述脉冲整形电路的输入端输入有待整形脉冲信号，第二整形电路3的输出端作为所述脉冲整形电路的输出端输出预设脉宽的脉冲信号。

本实施例提供的脉冲整形电路的工作过程如下：

第一整形电路2作为脉冲整形电路的校准电路，产生预设脉宽的脉冲信号，具体的，数字控制器产生预设脉宽τ_ref的脉冲信号VREF，通过第二输出端VREF输入至第一整形电路2的时钟信号输入端，作为第一整形电路的输入信号Vin，此时，第一整形电路2产生脉宽为τ的脉冲信号Vout1，并反馈至数字控制器1，数字控制器1比较脉冲信号Vout1的脉宽τ和预设脉宽τ_ref，当τ和τ_ref不一致时，输出控制信号至第一整形电路的控制信号输入端，从而调节第一整形电路中的电容阵列的电容值，直到第一整形电路2输出的脉冲信号Vout1的脉宽达到τ_ref，数字控制器1将此时第一输出端D<n:0>对应的值赋给第三输出端DK<n:0>，并输入至第二整形电路3的控制信号端，从而调节第二整形电路3中的电容阵列的电容值，最终使第二整形电路3输出脉宽为τ_ref的脉冲信号Vout。

具体的，调整第一整形电路2中电容阵列的电容值的过程如下：

当第一整形电路输出的脉冲信号Vout1的脉宽τ小于所述预设脉宽τ_ref时，增加所述第一整形电路2中的电容阵列的电容值；

当第一整形电路输出的脉冲信号Vout1的脉宽τ大于所述预设脉宽τ_ref时，减小所述第一整形电路中的电容阵列的电容值。

本实施例提供的脉冲整形电路，以第一整形电路作为校准电路，通过数字控制器输出的控制信号使第一整形电路输出预设脉宽的脉冲信号，数字控制器再利用该控制信号控制第二整形电路，以使第二整形电路输出预设脉宽的控制信号；所述脉冲整形电路能够对电路中器件的温度变化引起的延时电路中的RC常数的实时波动进行响应，实现实时校准。同时，由于通过调整第一整形电路的控制信号使其输出的脉冲信号的脉宽为预设脉宽，并将此时的控制信号赋给第二整形电路，并未对第二整形电路输出的脉冲信号造成干扰。

由于数字控制器能够精确控制输送至第一整形电路的控制信号输入端的脉冲信号的脉宽大小，因此本实施例提供的脉冲整形电路输出的脉冲信号的脉宽的精确度高。

请参见图2a，示出了整形电路的具体结构示意图，所述整形电路包括：触发器200和延时电路100。具体的，延时电路包括电容阵列101、第一反相器102、第二反相器103、电阻R和开关管M1。

触发器D的输入端连接直流电源VDD，时钟信号端作为整形电路的时钟信号端，第一输出端连接第一反相器102的输入端，第二输出端作为整形电路的输出端输出脉冲信号；

具体实施时，所述触发器为D触发器，正向输出端Q为所述第二输出端，反向输出端QN为所述第一输出端，置位端SN连接所述直流电源VDD，低电平有效，即置位端SN输入高电平信号时，置位端SN失效，使得D触发器的正向输出端Q的值由输入信号D以及复位端RN决定。

第一反相器102的输出端通过电阻R连接电容阵列101的一端，开关管M1的第一端连接第一反相器102的输出端，开关管M1的第二端连接电容阵列101的另一端，开关管M1的控制端连接所述第一反相器102的输入端；第二反相器103端连接所述开关管M1的第一端，输出端连接所述触发器D的复位端RN，该复位端也是低电平有效，当复位端RN输入低电平信号时，D触发器的正向输出端输出低电平信号。

上述的延时电路将D触发器200的复位端RN的复位信号进行延时，使D触发器200的正向输出端输出的脉冲信号的脉宽为所述延时电路的延时时间。

具体实施时，参见图2b，所述电容阵列包括第一电容Cb、N个第二电容C1、C2....Cn，以及N个控制开关K1、K2.....Kn，其中，C1与K1串联，C2与K2串联，依次类推Cn与Kn串联，从而得到N个串联支路，N个串联支路并联，且与第一电容Cb并联，通过数字控制器输出的控制信号控制控制开关的导通和关断，改变电容阵列中并联的电容的个数，从而调节电容阵列的电容值C_bank，由于整形电路输出的脉冲信号的脉宽为τ=RC_bank，进而调整该整形电路输出的脉冲信号的脉宽。

由于本实施例提供的脉冲整形电路以时钟信号作为校准参考信号，因此，延时电路的时间常数τ与器件的温度无关，从而能够完全消除温度漂移的影响。而且，与现有的脉冲整形电路相比，本实施例提供的脉冲整形电路无需比较器，因此功耗低，由于电路结构简单，电路版图面积小。

相应于上述的脉冲整形电路实施例，本申请还提供一种脉冲整形方法，应用于所述脉冲整形电路，参见图3所述方法包括以下步骤：

101，产生预设脉宽的脉冲信号作为参考信号，提供给所述第一整形电路；

数字控制器产生预设脉宽的脉冲信号提供给第一整形电路作为参考信号。

102，接收所述第一整形电路产生的第一脉冲信号；

103，比较所述第一脉冲信号的脉宽与所述预设脉宽是否一致，得到比较结果；

104，当得到所述第一脉冲信号的脉宽与所述预设脉宽不一致的比较结果时，调整所述第一整形电路中的电容阵列的电容值，直到产生的脉冲信号的脉宽达到所述预设脉宽；

具体的，当所述第一脉冲信号的脉宽小于所述预设脉宽时，增加所述第一整形电路中的电容阵列的电容值；

当所述第一脉冲信号的脉宽大于所述预设脉宽时，减小所述第一整形电路中的电容阵列的电容值。

105，依据控制所述第一整形电路产生所述预设脉宽的脉冲信号的控制信号，调节所述第二整形电路中的电容阵列的电容值，以使所述第二整形电路输出的脉冲信号的脉宽达到所述预设脉宽。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种脉冲整形电路，其特征在于，包括：数字控制器、第一整形电路和第二整形电路，其中，所述第一整形电路和所述第二整形电路均至少包括电容阵列；

所述第一整形电路的控制信号输入端连接所述数字控制器的第一输出端，所述第一整形电路的时钟信号输入端连接所述数字控制器的第二输出端，所述第一整形电路的输出端连接所述数字控制器的输入端，所述第一整形电路依据所述数字控制器提供的控制信号和时钟信号产生预设脉宽的脉冲信号；

所述数字控制器产生预设脉宽的脉冲信号，通过第二输出端输入至第一整形电路的时钟信号输入端，作为第一整形电路的输入信号；

所述第二整形电路的控制信号输入端连接所述数字控制器的第三输出端，时钟信号输入端作为所述脉冲整形电路的输入端输入有待整形脉冲信号，输出端作为所述脉冲整形电路的输出端输出脉冲信号，所述第二整形电路依据所述数字控制器提供的控制信号调节所述电容阵列的电容值，输出脉宽为所述预设脉宽的脉冲信号；

其中，所述数字控制器接收所述第一整形电路输出的脉冲信号，并比较所述第一整形电路输出的脉冲信号和所述数字控制器产生的预设脉宽的脉冲信号的脉宽是否一致，若不一致，则根据比较结果输出控制信号调节所述第一整形电路中的电容阵列的电容值直至所述第一整形电路输出的脉冲信号的脉宽达到所述预设脉宽，此时，所述数字控制器将第一输出端对应的值赋给第三输出端，调节所述第二整形电路中的电容阵列的电容值，以使所述第二整形电路输出的脉冲信号的脉宽为所述预设脉宽。

2.根据权利要求1所述的脉冲整形电路，其特征在于，所述第一整形电路和第二整形电路均包括：触发器和延时电路；

所述触发器的输入端连接直流电源，所述触发器的第一输出端连接所述延时电路，所述触发器的第二输出端作为所述第一整形电路或第二整形电路的输出端输出脉冲信号，所述触发器的时钟信号端为所述第一整形电路或第二整形电路的时钟信号端；

所述延时电路中电容阵列的控制端为所述第一整形电路或第二整形电路的控制信号输入端。

3.根据权利要求2所述的脉冲整形电路，其特征在于，所述延时电路包括：电容阵列、第一反相器、第二反相器、电阻和开关管；

所述第一反相器的输入端连接所述触发器的第一输出端，所述第一反相器的输出端通过所述电阻连接所述电容阵列的一端；

所述开关管的第一端连接所述第一反相器的输出端，第二端连接所述电容阵列的另一端，控制端连接所述第一反相器的输入端；

所述第二反相器的输入端连接所述开关管的第一端，所述第二反相器的输出端连接所述触发器的复位端。

4.根据权利要求2或3所述的脉冲整形电路，其特征在于，所述触发器为D触发器，所述触发器的置位端连接所述直流电源，所述第一输出端为所述D触发器的反相输出端，所述第二输出端为所述D触发器的正相输出端。

5.根据权利要求2或3所述的脉冲整形电路，其特征在于，所述电容阵列包括第一电容、多个第二电容，以及与所述多个第二电容一一对应的控制开关，每一所述控制开关与一个所述第二电容串联得到串联支路，多个串联支路并联，所述第一电容与所述串联支路并联。

6.根据权利要求3所述的脉冲整形电路，其特征在于，所述开关管为N型场效应管，所述第一端为漏极，所述第二端为源极，所述控制端为栅极。

7.一种脉冲整形方法，应用于权利要求1-6任一项所述的脉冲整形电路，其特征在于，包括：

数字控制器产生预设脉宽的脉冲信号作为参考信号，通过第二输出端输入至第一整形电路的时钟信号输入端，作为第一整形电路的输入信号提供给所述第一整形电路；

接收所述第一整形电路产生的第一脉冲信号；

比较所述第一脉冲信号的脉宽与所述预设脉宽是否一致，得到比较结果；

当得到所述第一脉冲信号的脉宽与所述预设脉宽不一致的比较结果时，调整所述第一整形电路中的电容阵列的电容值，直到产生的脉冲信号的脉宽达到所述预设脉宽；

依据控制所述第一整形电路产生所述预设脉宽的脉冲信号的控制信号，调节第二整形电路中的电容阵列的电容值，以使所述第二整形电路输出的脉冲信号的脉宽达到所述预设脉宽。

8.根据权利要求7所述的脉冲整形方法，其特征在于，所述当得到所述第一脉冲信号的脉宽与所述预设脉宽不一致时，调整所述第一整形电路中的电容阵列的电容值具体包括：

当所述第一脉冲信号的脉宽小于所述预设脉宽时，增加所述第一整形电路中的电容阵列的电容值；

当所述第一脉冲信号的脉宽大于所述预设脉宽时，减小所述第一整形电路中的电容阵列的电容值。