CN104348475A - 一种电源抗干扰电路及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电源抗干扰电路及其方法，该方法通过电源高电平尖峰检测模块检测电源电平的变化情况，当电源电平因为干扰信号出现变化时其输出检测信号给数字控制模块，使数字控制模块输出控制信号停止主电路，使主电路进入待机状态，并同时通过定时器开始计时，当定时器计时结束，其输出信号给数字控制模块，数字控制模块重新使能主电路。本发明可抑制电源上的高脉冲尖峰干扰，并且仍能保持电路工作状态。

Description

一种电源抗干扰电路及其方法
【技术领域】
本发明是关于集成电路设计领域，特别是关于一种集成电路电源抗干扰电路及其方法。
【背景技术】
集成电路在解决抗电源干扰问题时，多采用设计低压复位电路来预防电源上引入的低电平尖峰干扰引起电路工作出错，或在电源与地线之间加入滤波电容的方法滤除电源上的干扰。以上方法在一定程度上可以抑制电源干扰，但仍存在局限性。
加入低压复位电路，需通过复位来避免芯片工作错误，虽然避免了芯片进入错误状态，但复位的结果是导致芯片丢失当前工作状态而回归初始状态，因此并不能真正有效的抑制干扰。而且低压复位电路只对电源线上的低电压尖峰干扰有效果，对高电压尖峰干扰不具备任何防护作用。
加入滤波电容的方法，虽然能够滤除高低电压尖峰干扰，但只对有限脉宽的干扰尖峰起作用，为滤除较宽脉冲，需要大幅度增大滤波电容，从而使芯片面积增大，增加了生产成本。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种可抑制电源上的高脉冲尖峰干扰，并且仍能保持电路工作状态的电源抗干扰电路。
本发明的另一目的在于提供一种可抑制电源上的高脉冲尖峰干扰，并且仍能保持电路工作状态的电源抗干扰方法。
为达成前述目的，本发明一种电源抗干扰电路，其包括：
电源高电平尖峰检测模块：用于检测电路电源端口的高电平尖峰变化，并转换成数字检测信号发送给数字控制模块和定时器；
数字控制模块，其接收到电源高电平尖峰检测模块的数字检测信号，输出控制信号停止主电路，使主电路进入待机状态，并且向定时器发送使能信号；或者接受定时器的定时结束信号，输出控制信号使能主电路，使主电路恢复工作状态，并且向定时器发送禁止信号；
定时器，其接受数字控制模块的使能信号后，使能定时功能，用于设定主电路处于待机状态的时间；或者接收数字控制模块的禁止信号后，禁止定时功能；同时其接收电源高电平尖峰检测模块的数字检测信号时，定时器复位为初始状态，重新开始计时。
根据本发明的一个实施例，所述电源高电平尖峰检测模块包括：施密特触发器，电阻和电容，所述施密特触发器，其输入端连接所述电阻和电容的公共端，输出端输出检测后的数字检测信号，发送给数字控制模块和定时器，所述电阻一端接地，另一端接所述施密特触发器的输入端和所述电容的一端；所述电容一端接电源，另一端接所述施密特触发器的输入端和所述电阻的一端。
根据本发明的一个实施例，所述定时器包括两个输入端，其中一个输入端为接收来自数字控制电路的使能/禁止信号，另一个输入端接收来自电源高电平尖峰检测模块的复位信号，两个输入信号经过一个与门电路之后输入一个振荡器，由振荡器振荡产生时钟频率，振荡器输出的时钟频率经过一个计数器进行计时，然后经过多路选择器选择输出所需的定时信号。
根据本发明的一个实施例，所述定时器的时钟频率和定时级数是可调的，可以调节所述定时器的时钟频率和定时级数来调整定时时间。
根据本发明的一个实施例，所述计数器为4位异步计数器。
为达成前述另一目的，本发明一种抗电源干扰的方法，其包括：
步骤S1：电源高电平尖峰检测模块检测电源的变化，当电源电平出现变化时，电平尖峰检测模块将检测到的电源的变化转换成数字检测信号发送给数字控制模块和定时器；
步骤S2：所述数字控制模块接收到所述电源高电平尖峰检测模块的数字检测信号后，输出控制信号停止主电路，使主电路进入待机状态；并且向所述定时器发送使能信号；
步骤S3：当所述定时器接收到所述数字控制模块的使能信号后，使能定时功能，用于设定主电路处于待机状态的时间；
步骤S4：当所述定时器接收到所述电源高电平尖峰检测模块的数字检测信号时，定时器复位为初始状态，重新开始计时；
步骤S5：当所述数字控制模块接收到所述定时器的定时结束信号后，其输出控制信号重新使能主电路，使主电路恢复工作状态；并且向所述定时器发送禁止信号。
步骤S6：当所述定时器接收到所述数字控制模块102的禁止信号后，禁止定时功能。
根据本发明的一个实施例，所述电源高电平尖峰检测模块包括：施密特触发器，电阻和电容，所述施密特触发器，其输入端连接所述电阻和电容的公共端，输出端输出检测后的数字检测信号，发送给数字控制模块和定时器，所述电阻一端接地，另一端接所述施密特触发器的输入端和所述电容的一端；所述电容一端接电源，另一端接所述施密特触发器的输入端和所述电阻的一端。
根据本发明的一个实施例，所述定时器包括两个输入端，其中一个输入端为接收来自数字控制电路的使能/禁止信号，另一个输入端接收来自电源高电平尖峰检测模块的复位信号，两个输入信号经过一个与门电路之后输入一个振荡器，由振荡器振荡产生时钟频率，振荡器输出的时钟频率经过一个计数器进行计时，然后经过多路选择器选择输出所需的定时信号。
根据本发明的一个实施例，所述定时器的时钟频率和定时级数是可调的，可以调节所述定时器的时钟频率和定时级数来调整定时时间。
根据本发明的一个实施例，所述计数器为4位异步计数器。
本发明通过电源高电平尖峰检测模块检测电源电平的变化情况，当电源电平因为干扰信号出现变化时其输出检测信号给数字控制模块，使数字控制模块输出控制信号停止主电路，使主电路进入待机状态，并同时通过定时器开始计时，当定时器计时结束，其输出信号给数字控制模块，数字控制模块重新使能主电路。本发明可抑制电源上的高脉冲尖峰干扰，并且仍能保持电路工作状态。
【附图说明】
图1是本发明的电源抗干扰电路的结构框图；
图2是本发明的电源抗干扰电路的电源高电平尖峰检测模块的结构示意图；
图3是本发明的电源抗干扰电路的定时器的结构示意图；
图4是本发明的电源抗干扰的方法的流程图。
【具体实施方式】
此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明是为了防止集成电路的输入电源出现干扰，会引起集成电路工作出错而设计的一种电源抗干扰电路，关于集成电路本身可能为各种功能的集成电路，其并不局限于某一种集成电路，下面本发明只对电源抗干扰电路进行说明，而对集成电路本身的结构并未说明，为区别起见，下述说明中将电源输入的集成电路称为主电路。
请参阅图1所示，其显示本发明的电源抗干扰电路100的结构框图。如图1所示，本发明的电源抗干扰电路100，其包括电源高电平尖峰干扰检测模块101，数字控制模块102和定时器103。
其中电源高电平尖峰检测模块101用于检测电路电源端口的高电平尖峰变化，并转换成数字检测信号发送给数字控制模块102和定时器103。
所述电源高电平尖峰检测模块101，如图2所示，包括：施密特触发器I1，电阻R1，电容C1。所述施密特触发器I1，其输入端连接电阻R1和电容C1的公共端，输出端DOUT，即为检测后的数字检测信号，发送给数字控制模块102和定时器103。
所述电阻R1一端接地，另一端接施密特触发器I1的输入端和电容C1的一端；所述电容C1一端接电源，另一端接施密特触发器I1的输入端和电阻R1的一端；通过设定合理的电阻R1值，电容C1值，以及施密特触发器的翻转电位，可实现电源上的高电平尖峰检测。当电源电压稳定时，由于电阻R1的存在，施密特电路I1的输入端为低电平状态，其输出端DOUT也为低电平。当电源VDD上出现高电平尖峰时，通过电容C1的耦合作用，施密特触发器I1的输入端出现高电平脉冲，且该电平高于施密特触发器I1的高翻转电位，则施密特触发器I1输出端DOUT输出高电平，施密特触发器的输出端DOUT输出的高低电平可转换成数字检测信号。
所述数字控制模块102为一个控制电路，当其接收到电源高电平尖峰检测模块101的数字检测信号时，输出控制信号停止主电路，使主电路进入待机状态；并且向定时器103发送使能信号。数字控制模块接收到有干扰信号，则停止主电路，使电路处于待机状态，以避免在有电源高电平尖峰干扰的情况下，主电路仍处于工作状态，导致出现错误状态。
当数字控制模块102接收到定时器103的定时结束信号后，其输出控制信号重新使能主电路，使主电路恢复工作状态；并且向定时器103发送禁止信号。
其中数字控制模块102可以通过各种逻辑器件进行设计，本发明并不限定该数字控制模块的具体电路结构。
所述定时器103为可控计时器，当所述定时器103接收到数字控制模块102的使能信号后，使能定时功能，用于设定主电路处于待机状态的时间；当所述定时器103接收到数字控制模块103的禁止信号后，禁止定时功能。
当所述定时器103接收到电源高电平尖峰检测模块101的数字检测信号时，定时器复位为初始状态，在定时器工作期间，如果持续检测到电源上有高电平尖峰干扰，则每个所述的数字检测信号都使定时器复位，重新定时，可避免主电路恢复工作状态时，电源仍处有高电平尖峰干扰的状态。
当定时时间结束后，定时器103向数字控制模块103发送定时结束信号。
通过改变定时器103的计时时钟频率或定时器的级数，可以实现改变定时时间的目的，以满足不同应用的需要。
请参阅图3所示，其显示本发明的定时器103的一个具体实施例的结构示意图。如图3所示，所述定时器包括两个输入端，其中一个输入端为接收来自数字控制电路的使能/禁止信号，另一个输入端接收来自电源高电平尖峰检测模块101的复位信号，两个输入信号经过一个与门电路31之后输入一个振荡器32，由振荡器32振荡产生时钟频率，振荡器频率不限定，可根据实际使用需求调整。振荡器32输出的时钟频率经过一个计数器33进行计时，然后经过多路选择器34选择输出所需的定时信号。本例中的计数器采用4位异步计数器，实际应用中，并不限定于异步计数器，且计数器位数可根据需要任意设定，还可灵活的通过软件设定多路选择器，选择输出所需的定时信号。
关于定时器103的具体电路结构可以通过不同的具体电路完成，以能够实现前述功能即可。
请参阅图4所示，其显示本发明的抗电源干扰的方法的流程图。本发明的抗电源干扰的方法包括：
步骤S1：电源高电平尖峰检测模块101检测电源的变化，当电源电平出现变化时，电平尖峰检测模块将检测到的电源的变化转换成数字检测信号发送给数字控制模块102和定时器103。
步骤S2：数字控制模块102接收到电源高电平尖峰检测模块101的数字检测信号后，输出控制信号停止主电路，使主电路进入待机状态；并且向定时器103发送使能信号。数字控制模块接收到有干扰信号，则停止主电路，使电路处于待机状态，可避免在有电源高电平尖峰干扰的情况下，主电路仍处于工作状态，导致出现错误状态。
步骤S3：当所述定时器103接收到数字控制模块102的使能信号后，使能定时功能，用于设定主电路处于待机状态的时间。
步骤S4：当所述定时器103接收到电源高电平尖峰检测模块101的数字检测信号时，定时器复位为初始状态，重新开始计时。在定时器工作期间，如果持续检测到电源上有高电平尖峰干扰，则每个所述的数字检测信号都使定时器复位，重新定时，可避免主电路恢复工作状态时，电源仍处有高电平尖峰干扰的状态。
步骤S5：当数字控制模块102接收到定时器103的定时结束信号后，其输出控制信号重新使能主电路，使主电路恢复工作状态；并且向定时器103发送禁止信号。
步骤S6：当所述定时器103接收到数字控制模块102的禁止信号后，禁止定时功能。
本发明通过电源高电平尖峰检测模块检测电源电平的变化情况，当电源电平因为干扰信号出现变化时其输出检测信号给数字控制模块，使数字控制模块输出控制信号停止主电路，使主电路进入待机状态，并同时通过定时器开始计时，当定时器计时结束，其输出信号给数字控制模块，数字控制模块重新使能主电路。本发明可抑制电源上的高脉冲尖峰干扰，并且仍能保持电路工作状态。
上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种电源抗干扰电路，其包括：
电源高电平尖峰检测模块：用于检测电路电源端口的高电平尖峰变化，并转换成数字检测信号发送给数字控制模块和定时器；
数字控制模块，其接收到电源高电平尖峰检测模块的数字检测信号，输出控制信号停止主电路，使主电路进入待机状态，并且向定时器发送使能信号；或者接受定时器的定时结束信号，输出控制信号使能主电路，使主电路恢复工作状态，并且向定时器发送禁止信号；
定时器，其接受数字控制模块的使能信号后，使能定时功能，用于设定主电路处于待机状态的时间；或者接收数字控制模块的禁止信号后，禁止定时功能；同时其接收电源高电平尖峰检测模块的数字检测信号时，定时器复位为初始状态，重新开始计时。
2.如权利要求1所述的电源抗干扰电路，其特征在于：所述电源高电平尖峰检测模块包括：施密特触发器，电阻和电容，所述施密特触发器，其输入端连接所述电阻和电容的公共端，输出端输出检测后的数字检测信号，发送给数字控制模块和定时器，所述电阻一端接地，另一端接所述施密特触发器的输入端和所述电容的一端；所述电容一端接电源，另一端接所述施密特触发器的输入端和所述电阻的一端。
3.如权利要求1所述的电源抗干扰电路，其特征在于：所述定时器包括两个输入端，其中一个输入端为接收来自数字控制电路的使能/禁止信号，另一个输入端接收来自电源高电平尖峰检测模块的复位信号，两个输入信号经过一个与门电路之后输入一个振荡器，由振荡器振荡产生时钟频率，振荡器输出的时钟频率经过一个计数器进行计时，然后经过多路选择器选择输出所需的定时信号。
4.如权利要求3所述的电源抗干扰电路，其特征在于：所述定时器的时钟频率和定时级数是可调的，可以调节所述定时器的时钟频率和定时级数来调整定时时间。
5.如权利要求3所述的电源抗干扰电路，其特征在于：所述计数器为4位异步计数器。
6.一种抗电源干扰的方法，其包括：
步骤S1：电源高电平尖峰检测模块检测电源的变化，当电源电平出现变化时，电平尖峰检测模块将检测到的电源的变化转换成数字检测信号发送给数字控制模块和定时器；
步骤S2：所述数字控制模块接收到所述电源高电平尖峰检测模块的数字检测信号后，输出控制信号停止主电路，使主电路进入待机状态；并且向所述定时器发送使能信号；
步骤S3：当所述定时器接收到所述数字控制模块的使能信号后，使能定时功能，用于设定主电路处于待机状态的时间；
步骤S4：当所述定时器接收到所述电源高电平尖峰检测模块的数字检测信号时，定时器复位为初始状态，重新开始计时；
步骤S5：当所述数字控制模块接收到所述定时器的定时结束信号后，其输出控制信号重新使能主电路，使主电路恢复工作状态；并且向所述定时器发送禁止信号。
步骤S6：当所述定时器接收到所述数字控制模块102的禁止信号后，禁止定时功能。
7.如权利要求6所述的抗电源干扰的方法，其特征在于：所述电源高电平尖峰检测模块包括：施密特触发器，电阻和电容，所述施密特触发器，其输入端连接所述电阻和电容的公共端，输出端输出检测后的数字检测信号，发送给数字控制模块和定时器，所述电阻一端接地，另一端接所述施密特触发器的输入端和所述电容的一端；所述电容一端接电源，另一端接所述施密特触发器的输入端和所述电阻的一端。
8.如权利要求6所述的抗电源干扰的方法，其特征在于：所述定时器包括两个输入端，其中一个输入端为接收来自数字控制电路的使能/禁止信号，另一个输入端接收来自电源高电平尖峰检测模块的复位信号，两个输入信号经过一个与门电路之后输入一个振荡器，由振荡器振荡产生时钟频率，振荡器输出的时钟频率经过一个计数器进行计时，然后经过多路选择器选择输出所需的定时信号。
9.如权利要求8所述的抗电源干扰的方法，其特征在于：所述定时器的时钟频率和定时级数是可调的，可以调节所述定时器的时钟频率和定时级数来调整定时时间。
10.如权利要求8所述的抗电源干扰的方法，其特征在于：所述计数器为4位异步计数器。
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