CN103675472A

CN103675472A - 一种节点信号强度检测电路

Info

Publication number: CN103675472A
Application number: CN201310601220.5A
Authority: CN
Inventors: 盛文军; 王肖
Original assignee: Micro Electronics (shanghai) Co Ltd
Current assignee: Tailing Microelectronics (Shanghai) Co.,Ltd.
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2033-11-25
Also published as: CN103675472B

Abstract

本发明属于电路设计领域，公开了一种节点信号强度的检测电路，包括第一检测电路、第二检测电路以及比较检测电路；第一检测电路包括第一跟随器以及与第一跟随器串联的比较电阻模块，其输入端为第一跟随器的输入端，其输出端为比较电阻模块的输出端；第二检测电路包括第二跟随器，其输入端为第二跟随器的输入端，其输出端为第二跟随器的一输出端；第一、第二检测电路的输入端分别连接待测节点的两端，第一、第二检测电路的一输出端分别与比较检测电路相连，另一输出端分别与电流源连接后接地设置。本发明所示的节点信号强度检测电路能够低成本的实现信号电路峰值或谷值的大小的检测，其中各电子元件均为常用的元件，元件之间连接关系简单。

Description

一种节点信号强度检测电路

技术领域

本发明属于电路设计领域，涉及一种节点信号强度的检测电路。

背景技术

在电路系统中，需要检测某些电路节点的信号强度即节点左右两端电压输入端Vinp与输出端Vinn的差值绝对值的大小，根据信号强度的大小来控制整体系统中的电路参数，对信号强度检测的准确度决定了系统控制的逻辑是否正确。在一个复杂的电路系统中，需要检测多个节点的信号强度，因此也就需要非常多个峰值或谷值检测电路，也就使得降低峰值或谷值检测电路的设计成本显得非常重要。现有技术都是用模数转换器将模拟信号转成数字信号后计算，或者用整流电路将信号整流成直流后检测，两种方法都需要付出高功耗和大芯片面积的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本的实现节点信号强度检测电路，可用于信号的峰值与谷值检测。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种节点信号强度检测电路，包含以下结构：

一种节点信号强度检测电路，包括第一检测电路、第二检测电路以及比较检测电路；

所述第一检测电路包括第一跟随器以及与所述第一跟随器串联的比较电阻模块，所述第一检测电路的输入端为所述第一跟随器的输入端，所述第一检测电路的输出端为所述比较电阻模块的输出端；

所述第二检测电路包括第二跟随器，所述第二检测电路的输入端为所述第二跟随器的输入端，所述第二检测电路的输出端为所述第二跟随器的一输出端；

所述第一检测电路的输入端与所述第二检测电路的输入端分别连接待测节点的两端，所述第一检测电路的输出端与所述第二检测电路的输出端分别与所述比较检测电路相连，所述第一检测电路、第二检测电路的另一输出端分别与电流源连接后接地设置。

本发明实施方式相对于现有技术而言，本发明所示的节点信号强度检测电路能够低成本的实现信号电路峰值或谷值的大小的检测，信号检测电路中各电子元件均为常用的元件，且电子元件之间连接关系简单，通过读取比较器输出端的信号即可判断节点电路信号强度与I×R数值的大小，当比较器输出为高电平时，说明节点信号的峰峰值大于I×R，当比较器输出为低电平时，说明节点信号的峰峰值小于I×R；同时还通过调节电阻R的大小，来判断比较门限阈值，以确定节点信号的峰峰值大小数值。

另外，所述比较检测电路为一比较器，使得整个电路的结构元件简单，易于实现。

另外，所述比较器为两级差分放大比较器，使得比较结果更显而易见。

另外，所述节点信号强度检测电路用于检测节点信号的峰值，所述第一检测电路的输入端连接所述待测节点的输入端Vinp；所述第二检测电路的输入端连接待测节点的输出端Vinn；所述第一检测电路的输出端与比较器的“+”引脚相连，所述第二检测电路的输出端与所述比较器的“-”引脚相连。

另外，所述节点信号强度检测电路用于检测节点信号的谷值，所述第一检测电路的输入端连接所述待测节点的输出端Vinn；所述第二检测电路的输入端连接待测节点的输入端Vinp；所述第一检测电路的输出端与比较器的“+”引脚相连，所述第二检测电路的输出端与所述比较器的“-”引脚相连。

另外，所述待测节点的信号为差分信号；

或所述待测节点的信号为单端信号，所述待测节点的输出端Vinn的电压值为与所述待测节点的输入端Vinp的直流电压相等的电压值。

另外，所述比较电阻模块包括一个电阻R或多个串联的电阻或多个并联的电阻；

其中，所述电阻为固定电阻或可调电阻。该设置方式都能实现第一检测电路的分压处理，当为可调电阻，可以检测出节点信号峰峰值的门限阈值。

另外，所述第一检测电路与所述第二检测电路中电流I的大小可调，其中，所述电流I由电流型DAC的电流源阵列提供。

另外，所述第一跟随器、第二跟随器为晶体管跟随器或运算放大器跟随器。

另外，所述晶体管跟随器为N型晶体管跟随器或P型晶体管跟随器，所述N型晶体管跟随器或P型晶体管跟随器的漏端与电源相连。

另外，所述节点信号强度检测电路的实现工艺为分立器件或为集成电路。

附图说明

图1为本发明实施例的电路连接结构图；

图2为图1所示实施例中信号波形比较示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明公开了一种节点信号强度检测电路，包括第一检测电路10、第二检测电路20以及比较检测电路30；

第一检测电路10包括第一跟随器12以及与第一跟随器串联的比较电阻模块14，第一检测电路10的输入端为第一跟随器12的输入端，第一检测电路10的输出端为比较电阻模块14的输出端；

第二检测电路20包括第二跟随器22，第二检测电路20的输入端为第二跟随器22的输入端，第二检测电路的输出端为第二跟随器的一输出端；

第一检测电路10的输入端与第二检测电路20的输入端分别连接待测节点的两端，第一检测电路10的输出端与第二检测电路20的输出端分别与比较检测电路30相连。比较检测电路30用于比较第一检测电路10与第二检测电路20输出端电压的大小。第一检测电路10、第二检测电路20的另一输出端分别与电流源连接后接地设置。

第一跟随器12与第二跟随器22为晶体管跟随器或运算放大器跟随器。当第一跟随器、第二跟随器为晶体管跟随器时，具体为N型晶体管跟随器或P型晶体管跟随器，N型晶体管跟随器或P型晶体管跟随器的漏端与电源相连。

本发明所示的节点信号强度检测电路可根据实际需求，将其加工为分立的器件，也可直接形成集成电路，作为模板直接使用。

本发明的第一实施方式涉及一种节点信号强度检测电路的峰值检测。具体电路如图1所示。当节点信号强度检测电路为峰值检测电路时，第一跟随器12与第二跟随器22的输入端分别连接输入端Vinp和输出端Vinn，第一检测电路10的比较电阻模块14与比较器的“+”引脚相连，输出端Vinn与第二跟随器22相连后的输出信号连与比较器的“-”引脚，且第一检测电路、第二检测电路分别与电流源串联后接地设置，其中，流经节点的电流方向为从输入端Vinp流向输出端Vinn。

其中，比较检测电路30为两级差分放大比较器，第一检测电路10与第二检测电路20的输出端与两级差分放大比较器的输入端相连，用于判断所述第一检测电路与所述第二检测电路输出端电压的大小，使得整个节点信号强度检测电路结构简单，易于实现。

比较电阻模块14可为阻值大小固定的电阻模块，也可为阻值可调的电阻模块，当其为阻值固定的电阻模块时，比较电阻模块14包括一个比较电阻R或多个串联的比较电阻或多个并联比较电阻；当其为阻值可调的电阻模块时，比较电阻模块14包括一个可调电阻或多个串联的可调电阻或多个并联的可调电阻。

另外，上述输入端Vinp和输出端Vinn为差分信号；或输入端Vinp为单端信号，输出端Vinn为直流电压，输出端Vinn的电压值与输入端Vinp的直流电压相等。

另外，第一跟随器12、第二跟随器22为晶体管跟随器或运算放大器跟随器。值得一提的是，所述晶体管跟随器为N型晶体管跟随器或P型晶体管跟随器，且N型晶体管跟随器或P型晶体管跟随器的漏端与电源相连。

本实施例中所示的信号检测电路结构简单，各电子元件均为常用的元件，能够低成本的实现信号电路峰值的大小的检测。以下对本发明所示的峰值检测电路的工作原理进行进一步说明。

如图1所示，晶体管M1和M2分别作为第一跟随器12与第二跟随器22，比较电阻模块为一个比较电阻R。第一跟随器12与第二跟随器22的主要作用是提供高输入阻抗，并在跟随器输出端给信号加上直流偏差。直流电平相等的待测差分信号输入端Vinp和输出端Vinn经过第一检测电路10和第二检测电路20后输出为Vcmp和Vcmn。

由于在Vcmp的输出通路上有比较电阻R的直流压降I×R，即Vinp=Vcmp+I*R，输出端Vinn直接经由第二跟随器22后输出为Vcmn，即Vinn=Vcmn,故在Vcmp和Vcmn之间存在直流电压差。两个信号Vcmp和Vcmn输入比较器进行比较：如图2所示，如果比较器的输出有高电平，说明Vcmp存在高于Vcmn的情况，即Vcmp+I*R-Vcmn>I*R，即Vcmp+I*R-Vcmn=Vinp-Vinn，即差分信号Vinp-Vinn的峰峰值（待测节点信号强度数值）大于直流压降I*R；反之，如果比较器输出始终为低电平，则Vcmp始终小于Vcmn，即Vcmp+I*R-Vcmn<I*R，说明差分信号Vinp-Vinn的峰峰值小于直流压降I*R。

因此，可通过比较器输出端输出的大小比较差分信号Vinp-Vinn的峰峰值即待测节点信号强度与I*R数值的大小。

本实施例中，还可通过调节比较电阻R或电流I大小来改变I*R从小到大的变化，以确定峰值比较器的比较门限阈值即节点信号峰值的具体数值。每改变一次I*R的数值时测量一次比较器的输出结果，当比较器输出结果出现翻转时，节点信号峰值的具体值就在当前I*R和上一个I*R之间。

电流I由电流型DAC的电流源阵列提供，以实现电流I大小的变化。通过调节电流I的大小，来调节电流I*R的数值以确定峰值比较器的比较门限阈值，每改变一次电流I的大小，测量一次I*R结果输出，当比较器输出结果出现翻转时，信号峰值的具体值就在当前I*R值和上一次测量I*R值之间，从而确定比较门限阈值的大小，即待测节点的信号强度。

当将比较电阻模块14设为可调电阻模块时，通过调节比较电阻R的大小，来调节电流I*R的数值以确定峰值比较器的比较门限阈值，每改变一次比较电阻R的大小，测量一次I*R结果输出，当比较器输出结果出现翻转时，信号峰值的具体值就在当前I*R值和上一次测量I*R值之间，从而确定比较门限阈值的大小，即待测节点的信号强度。

值得一提的是，本实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本发明的第二实施方式涉及一种节点信号强度检测电路的谷值检测。第二实施方式与第一实施方式大致相同，主要区别之处在于：在第一实施方式中，第一跟随器与第二跟随器的输入端分别连接输入端Vinp和输出端Vinn。而在本发明第二实施方式中，第一跟随器与第二跟随器的输入端分别连接输出端Vinn和输入端Vinp。

当节点信号强度检测电路为谷值检测电路时，第一跟随器与第二跟随器的输入端分别连接输出端Vinn和输入端Vinp，第一检测电路的比较电阻模块与比较器的“+”引脚相连，输出端Vinn与第二跟随器相连后的输出信号连与比较器的“-”引脚，且第一检测电路、第二检测电路分别与电流源串联后接地设置，其中，流经节点的电流方向为从输入端Vinp流向输出端Vinn。

其中，第一跟随器与第二跟随器为晶体管跟随器或运算放大器跟随器。当第一跟随器、第二跟随器为晶体管跟随器时，具体为N型晶体管跟随器或P型晶体管跟随器，N型晶体管跟随器或P型晶体管跟随器的漏端与电源相连。

比较检测电路为两级差分放大比较器，第一检测电路与第二检测电路的输出端与两级差分放大比较器的输入端相连，用于判断所述第一检测电路与所述第二检测电路输出端电压的大小，使得整个节点信号强度检测电路结构简单，易于实现。

比较电阻模块可为阻值大小固定的电阻模块，也可为阻值可调的电阻模块，当其为阻值固定的电阻模块时，比较电阻模块包括一个比较电阻R或多个串联的比较电阻或多个并联比较电阻；当其为阻值可调的电阻模块时，比较电阻模块包括一个可调电阻或多个串联的可调电阻或多个并联的可调电阻。

电流I由电流型DAC的电流源阵列提供，以实现电流I大小的变化。

当本发明所示的强度检测电路用于检测波谷值，将输入信号Vinp和Vinn位置交换链接到电路上，同样的原理检测出波谷值。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims

1.一种节点信号强度检测电路，其特征在于：包括第一检测电路、第二检测电路以及比较检测电路；

2.根据权利要求1所述的节点信号强度检测电路，其特征在于：所述比较检测电路为一比较器。

3.根据权利要求2所述的节点信号强度检测电路，其特征在于：所述比较器为两级差分放大比较器。

4.根据权利要求2所述的节点信号强度检测电路，其特征在于：所述节点信号强度检测电路用于检测节点信号的峰值，所述第一检测电路的输入端连接所述待测节点的输入端Vinp；所述第二检测电路的输入端连接待测节点的输出端Vinn；所述第一检测电路的输出端与比较器的“+”引脚相连，所述第二检测电路的输出端与所述比较器的“-”引脚相连。

5.根据权利要求2所述的节点信号强度检测电路，其特征在于：所述节点信号强度检测电路用于检测节点信号的谷值，所述第一检测电路的输入端连接所述待测节点的输出端Vinn；所述第二检测电路的输入端连接待测节点的输入端Vinp；所述第一检测电路的输出端与比较器的“+”引脚相连，所述第二检测电路的输出端与所述比较器的“-”引脚相连。

6.根据权利要求4或5所述的节点信号强度检测电路，其特征在于：所述待测节点的信号为差分信号；

7.根据权利要求1至5所述的任一项节点信号强度检测电路，其特征在于：所述比较电阻模块包括一个电阻R或多个串联的电阻或多个并联的电阻；

其中，所述电阻为固定电阻或可调电阻。

8.根据权利要求1至5所述的任一项节点信号强度检测电路，其特征在于：所述第一检测电路与所述第二检测电路中电流I的大小可调，其中，所述电流I由电流型DAC的电流源阵列提供。

9.根据权利要求1至5所述的任一项节点信号强度检测电路，其特征在于：所述第一跟随器、第二跟随器为晶体管跟随器或运算放大器跟随器。

10.根据权利要求9所述的节点信号强度检测电路，其特征在于：所述晶体管跟随器为N型晶体管跟随器或P型晶体管跟随器，所述N型晶体管跟随器或P型晶体管跟随器的漏端与电源相连。

11.根据权利要求1所述的节点信号强度检测电路，其特征在于：所述节点信号强度检测电路的实现工艺为分立器件或为集成电路。