CN105306012B - 一种产生负脉冲信号的电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种产生负脉冲信号的电路及方法，该电路包括：转换电路、调整电路以及反向电路；其中，所述转换电路用于将输入的上升沿信号转换为正脉冲信号；所述调整电路与所述转换电路相连接，用于对生成的所述正脉冲信号进行调整，输出预设脉宽的正脉冲信号；所述反向电路与所述调整电路相连接，用于将经过调整的所述正脉冲信号反向，转换为负脉冲信号。本发明所提供的电路以及方法，成本低廉，能够基于硬件将上升沿信号转变为负脉冲信号，并且通过选取适当的阻容值，可对生成的负脉冲信号的脉宽进行调整。

Description

一种产生负脉冲信号的电路及方法

技术领域

本发明涉及计算机硬件技术领域，特别是涉及一种产生负脉冲信号的电路及方法。

背景技术

在计算机服务器硬件设计领域中，监控芯片、时序控制芯片甚至一些具有专用功能的芯片需要采样信号，并根据采样到的信号做出进一步的功能输出。例如，当按下开机键后，会触发出一个负脉冲信号给时序控制芯片，时序控制芯片收到后通知处理器，进而触发一系列的系统上电控制。对于不同芯片来讲，所需要的信号类型是不同的。一般有四种信号：负脉冲信号、正脉冲信号、下降沿信号、上升沿信号，如附图1-4中负脉冲信号、正脉冲信号、下降沿信号以及上升沿信号的波形示意图所示。

现有技术中，产生负脉冲信号通常需要借助昂贵的专业处理芯片，如CPLD。鉴于此，本发明提供了一种通过纯硬件线路将上升沿信号转变成负脉冲信号的实现电路及方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种产生负脉冲信号的电路及方法，以提供一种成本低廉能够将上升沿信号转变成负脉冲信号的实现电路及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种产生负脉冲信号的电路，包括：

转换电路、调整电路以及反向电路；

其中，所述转换电路用于将输入的上升沿信号转换为正脉冲信号；

所述调整电路与所述转换电路相连接，用于对生成的所述正脉冲信号进行调整，输出预设脉宽的正脉冲信号；

所述反向电路与所述调整电路相连接，用于将经过调整的所述正脉冲信号反向，转换为负脉冲信号。

可选地，所述转换电路包括：第一晶体管、第一电容器、第一电阻、第二电阻、第一电源以及第二晶体管；

其中，所述第一晶体管为NMOS管，所述第二晶体管为PMOS管；所述第二电阻与所述第一电容器串联后，与所述第一电阻并联；并联的第一公共端与所述第一电源相连，第二公共端与所述第一晶体管的漏极相连；所述第一晶体管的栅极与输入信号端相连，源极接地；所述第二电阻及所述第一电容器的公共端与所述第二晶体管的栅极相连；所述第二晶体管的漏极与所述第一公共端相连，源极与所述调整电路相连。

可选地，所述调整电路包括：第三电阻、第二电容器以及第四电阻；

其中，所述第二电容器与所述第四电阻并联，并联的第三公共端与所述第三电阻的一端相连，并联的第四公共端接地；所述第三电阻的另一端与所述转换电路中所述第二晶体管的源极相连；所述第三公共端与所述反向电路相连。

可选地，所述反向电路包括：第三晶体管、第五电阻以及第二电源；

其中，所述第三晶体管为NMOS管，栅极与所述调整电路中所述第三公共端相连，源极接地，漏极与所述第五电阻的一端相连，所述第五电阻的另一端与所述第二电源相连，所述第三晶体管的漏极与输出信号端相连。

本发明还提供了一种产生负脉冲信号的方法，包括：

通过转换电路将输入的上升沿信号转换为正脉冲信号，所述转换电路为由阻容元件构成的电路；

通过RC电路对生成的所述正脉冲信号进行调整，输出预设脉宽的正脉冲信号；

将经过调整的所述正脉冲信号进行反向，转换为负脉冲信号。

可选地，通过RC电路对生成的所述正脉冲信号进行调整包括：

通过改变所述RC电路中电容值以及电阻值，对生成的所述正脉冲信号的上升时间以及下降时间进行调整。

本发明所提供的产生负脉冲信号的电路及方法，通过转换电路将输入的上升沿信号转换为正脉冲信号；然后利用与转换电路相连接的调整电路，对生成的正脉冲信号进行调整，输出预设脉宽的正脉冲信号；再通过与调整电路相连接的反向电路，将经过调整的正脉冲信号反向，转换为负脉冲信号。本发明所提供的电路以及方法，成本低廉，能够基于硬件将上升沿信号转变为负脉冲信号，并且通过选取适当的阻容值，可对生成的负脉冲信号的脉宽进行调整。

附图说明

图1为负脉冲信号的波形示意图；

图2为正脉冲信号的波形示意图；

图3为下降沿信号的波形示意图；

图4为上升沿信号的波形示意图；

图5为本发明所提供的产生负脉冲信号的电路的一种具体实施方式的结构框图；

图6为本发明所提供的产生负脉冲信号的电路的另一种具体实施方式的硬件线路示意图；

图7为本发明所提供的产生负脉冲信号的方法的一种具体实施方式的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明所提供的产生负脉冲信号的电路的一种具体实施方式的结构框图如图5所示，该电路具体包括：

转换电路1、调整电路2以及反向电路3；

其中，所述转换电路1用于将输入的上升沿信号转换为正脉冲信号；

所述调整电路2与所述转换电路1相连接，用于对生成的所述正脉冲信号进行调整，输出预设脉宽的正脉冲信号；

所述反向电路3与所述调整电路2相连接，用于将经过调整的所述正脉冲信号反向，转换为负脉冲信号。

本发明所提供的产生负脉冲信号的电路，通过转换电路将输入的上升沿信号转换为正脉冲信号；然后利用与转换电路相连接的调整电路，对生成的正脉冲信号进行调整，输出预设脉宽的正脉冲信号；再通过与调整电路相连接的反向电路，将经过调整的正脉冲信号反向，转换为负脉冲信号。本发明所提供的电路，成本低廉，能够基于硬件将上升沿信号转变为负脉冲信号，并且通过选取适当的阻容值，可对生成的负脉冲信号的脉宽进行调整。

在上述实施例的基础上，本发明所提供的产生负脉冲信号的电路中的转换电路1可以具体包括：第一晶体管Q1、第一电容器C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电源VCC1以及第二晶体管Q2；

其中，所述第一晶体管Q1为NMOS管，所述第二晶体管Q2为PMOS管；所述第二电阻R2与所述第一电容器C1串联后，与所述第一电阻R1并联；并联的第一公共端与所述第一电源VCC1相连，第二公共端与所述第一晶体管Q1的漏极相连；所述第一晶体管Q1的栅极与输入信号端相连，源极接地；所述第二电阻R2及所述第一电容器的公共端与所述第二晶体管Q2的栅极相连；所述第二晶体管Q2的漏极与所述第一公共端相连，源极与所述调整电路相连。

在上述实施例的基础上，本发明所提供的产生负脉冲信号的电路中调整电路2可以具体包括：第三电阻R3、第二电容器C2以及第四电阻R4；

其中，所述第二电容器C2与所述第四电阻R4并联，并联的第三公共端与所述第三电阻R3的一端相连，并联的第四公共端接地；所述第三电阻R3的另一端与所述转换电路中所述第二晶体管Q2的源极相连；所述第三公共端与所述反向电路相连。

在上述实施例的基础上，本发明所提供的产生负脉冲信号的电路中反向电路3可以具体包括：第三晶体管Q3、第五电阻R5以及第二电源VCC2；

其中，所述第三晶体管Q3为NMOS管，栅极与所述调整电路中所述第三公共端相连，源极接地，漏极与所述第五电阻R5的一端相连，所述第五电阻R5的另一端与所述第二电源VCC2相连，所述第三晶体管Q3的漏极与输出信号端相连。

本发明所提供的产生负脉冲信号的电路的另一种具体实施方式的硬件线路示意图如图6所示，硬件线路中包含有：第一电阻R1、第二电阻R2，第三电阻R3，第四电阻R4，第五电阻R5，第一晶体管(NMOS)Q1，第二晶体管(PMOS)Q2，第三晶体管(NMOS)Q3，第一电容C1，第二电容C2，直流电压源VCC1，直流电压源VCC2。其中，上升沿信号从第一晶体管Q1的栅极输入，经过硬件线路处理，由第三晶体管Q3的漏极输出负脉冲信号。

下面对本实施方式所提供的硬件线路的实现原理进行进一步详细阐述。

当INPUT电平为低时，即第一晶体管Q1的栅极的极性为低。第一晶体管Q1进入截止状态。第一电容器C1的两端充满电荷，电平为高。

INPUT由低电平变为高电平时，即产生一个上升沿时，第一晶体管Q1进入导通状态，第一电容器C1的下端电平被拉低。由于电容两端压降不能突变的固有特性，第一电容器C1上端电平瞬间进入低电平。

第一直流电压源VCC1通过第二电阻R2给第一电容器C1充电，直到将第一电容器C1充满，即第一电容器C1上端为高电平。

因此第二晶体管Q2的栅极产生由高变低，然后由于第一电容器C1电容充电效应，电平再变高的过程。第二晶体管Q2在此过程中经历截止-导通-截止的过程。

因此在第三电阻R3右端会产生一个高脉冲的信号。第三电阻R3，第二电容器C2组成RC延时电路。调整第三电阻R3、第二电容器C2的值可以修正高脉冲信号的上升时间。第四电阻R4可用于高脉冲的放电，以影响高脉冲的下降时间。因此第三电阻R3、第二电容器C2，第四电阻R4共同调整高脉冲的timing特性。

产生的高脉冲经过第三晶体管Q3、第五电阻R5进行反向输出，最终生成负脉冲信号。

作为一个具体实施例，各元器件的取值可以为：

R1＝150Kohm，R2＝150Kohm，R3＝2.2Kohm，R4＝100Kohm，R5＝10Kohm；

C1＝0.22uF，C2＝1uF；

Vcc1＝3.3V DC，Vcc2＝3.3V DC；

Q1、Q3：为NMOS管，具体可以为2N7002；

Q2：为PMOS管。

基于本发明所提供的产生负脉冲信号的硬件线路进行仿真后，在上述取值情况下，可以产生脉冲宽度为100ms左右的波形。

本发明所提供的产生负脉冲信号的方法的一种具体实施方式的流程图如图7所示，该方法包括：

步骤S101：通过转换电路将输入的上升沿信号转换为正脉冲信号，所述转换电路为由阻容元件构成的电路；

步骤S102：通过RC电路对生成的所述正脉冲信号进行调整，输出预设脉宽的正脉冲信号；

步骤S103：将经过调整的所述正脉冲信号进行反向，转换为负脉冲信号。

可选地，上述通过RC电路对生成的所述正脉冲信号进行调整包括：

通过改变所述RC电路中电容值以及电阻值，对生成的所述正脉冲信号的上升时间以及下降时间进行调整。

本发明所提供的产生负脉冲信号的方法与上述产生负脉冲信号的电路相对应，可相互参照，在此不再赘述。

本发明将上升沿信号转变成负脉冲信号的实现方法是利用电容充放电及两端电压不能突变的原理。将输入的上升沿信号经过阻容元件处理的转换电路、对电路进行整形的调整电路以及反向电路，最终生成需要的负脉冲信号。通过选取适当的阻容值，可生成百毫秒级脉宽的负脉冲信号，能够满足芯片端脉宽的时间要求。

综上，本发明所提供的将上升沿信号转变为负脉冲的实现电路以及方法具有下述优点：

(1)成本低廉，通过提供一种基于硬件的有效的采样信号处理方法，能够省去使用昂贵的专业处理芯片如CPLD的费用；

(2)调整方法简单，通过调整特定电容值、电阻值能够输出所需要的特定脉宽的波形；

(3)调整VCC2可得到不同电压值的脉冲信号，以适应不同供电电压的芯片；

(4)应用范围广泛，能够适用于凡是需要处理采样信号的硬件场合。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种产生负脉冲信号的电路，其特征在于，包括：

转换电路、调整电路以及反向电路；

其中，所述转换电路用于将输入的上升沿信号转换为正脉冲信号；

所述调整电路与所述转换电路相连接，用于对生成的所述正脉冲信号进行调整，输出预设脉宽的正脉冲信号；

所述反向电路与所述调整电路相连接，用于将经过调整的所述正脉冲信号反向，转换为负脉冲信号；

所述转换电路包括：第一晶体管、第一电容器、第一电阻、第二电阻、第一电源以及第二晶体管；

其中，所述第一晶体管为NMOS管，所述第二晶体管为PMOS管；所述第二电阻与所述第一电容器串联后，与所述第一电阻并联；并联的第一公共端与所述第一电源相连，第二公共端与所述第一晶体管的漏极相连；所述第一晶体管的栅极与输入信号端相连，源极接地；所述第二电阻及所述第一电容器的公共端与所述第二晶体管的栅极相连；所述第二晶体管的源极与所述第一公共端相连，漏极与所述调整电路相连。

2.如权利要求1所述的产生负脉冲信号的电路，其特征在于，所述调整电路包括：第三电阻、第二电容器以及第四电阻；

其中，所述第二电容器与所述第四电阻并联，并联的第三公共端与所述第三电阻的一端相连，并联的第四公共端接地；所述第三电阻的另一端与所述转换电路中所述第二晶体管的漏极相连；所述第三公共端与所述反向电路相连。

3.如权利要求2所述的产生负脉冲信号的电路，其特征在于，所述反向电路包括：第三晶体管、第五电阻以及第二电源；

其中，所述第三晶体管为NMOS管，栅极与所述调整电路中所述第三公共端相连，源极接地，漏极与所述第五电阻的一端相连，所述第五电阻的另一端与所述第二电源相连，所述第三晶体管的漏极与输出信号端相连。

4.一种产生负脉冲信号的方法，其特征在于，采用如权利要求1至3任一项所述的产生负脉冲信号的电路，所述方法包括：

通过转换电路将输入的上升沿信号转换为正脉冲信号，所述转换电路为由阻容元件构成的电路；

通过RC电路对生成的所述正脉冲信号进行调整，输出预设脉宽的正脉冲信号；

将经过调整的所述正脉冲信号进行反向，转换为负脉冲信号。

5.如权利要求4所述的产生负脉冲信号的方法，其特征在于，通过RC电路对生成的所述正脉冲信号进行调整包括：

通过改变所述RC电路中电容值以及电阻值，对生成的所述正脉冲信号的上升时间以及下降时间进行调整。