CN105958977B - 窄脉冲过滤方法 - Google Patents

Abstract

一种窄脉冲过滤方法，由包括正窄脉冲过滤电路、负窄脉冲过滤电路、信号选择电路的窄脉冲过滤装置实现。所述装置由输出脉冲通过信号选择电路控制选通正窄脉冲过滤电路、负窄脉冲过滤电路中的一路作为输出脉冲，能够自动过滤负宽脉冲期间的正窄脉冲和正宽脉冲期间的负窄脉冲干扰，特别是能够过滤连续的窄脉冲干扰信号；需要过滤的正窄脉冲和负窄脉冲最大宽度能够通过改变电容的慢速充电时间或者慢速放电时间进行调整。所述方法能够应用在数字信号电路中所有需要过滤窄脉冲干扰信号的场合。

Description

窄脉冲过滤方法

技术领域

本发明涉及一种脉冲信号处理方法，尤其是一种窄脉冲过滤方法。

背景技术

在数字信号电路中，经常需要对脉冲信号中的正窄脉冲和负窄脉冲进行过滤，例如，滤单个的窄干扰脉冲，过滤机械三态门的抖动脉冲，等等。目前常用的方法的采用滤波电路进行滤波，或者是用MCU采样后进行算法处理。采用滤波电路过滤，当需要过滤的窄脉冲频率较高时，滤波电路存在直流记忆效应，前面的窄脉冲会影响后面窄脉冲的过滤。用MCU采样后进行算法处理时，MCU本身容易受到各种干扰影响，从而对窄脉冲的过滤造成影响。

发明内容

为了解决现有数字脉冲信号电路中窄脉冲过滤所存在的问题，本发明提供了一种窄脉冲过滤方法，由包括正窄脉冲过滤电路、负窄脉冲过滤电路、信号选择电路的窄脉冲过滤装置实现。

所述正窄脉冲过滤电路、负窄脉冲过滤电路的输入信号为输入脉冲；所述信号选择电路的输出为输出脉冲。

所述正窄脉冲过滤电路允许正窄脉冲之外的信号通过，负窄脉冲过滤电路允许负窄脉冲之外的信号通过。

当输出脉冲与输入脉冲同相时，所述信号选择电路在输出脉冲为低电平时选择正窄脉冲过滤电路的输出作为输出脉冲，输出脉冲为高电平时选择负窄脉冲过滤电路的输出作为输出脉冲；当输出脉冲与输入脉冲反相时，所述信号选择电路在输出脉冲为高电平时选择正窄脉冲过滤电路的输出作为输出脉冲，输出脉冲为低电平时选择负窄脉冲过滤电路的输出作为输出脉冲。

所述输出脉冲与输入脉冲同相，指的是信号选择电路在选择正窄脉冲过滤电路或者是负窄脉冲过滤电路的输出作为输出脉冲时，输出脉冲与输入脉冲均同相；所述输出脉冲与输入脉冲反相，指的是信号选择电路在选择正窄脉冲过滤电路或者是负窄脉冲过滤电路的输出作为输出脉冲时，输出脉冲与输入脉冲均反相。

所述正窄脉冲过滤电路包括快放慢充电路、正向抗干扰电容、正向抗干扰施密特电路；所述快放慢充电路的输入端为正窄脉冲过滤电路的输入端，输出端连接至正向抗干扰施密特电路输入端；所述正向抗干扰施密特电路输出端为正窄脉冲过滤电路的输出端；所述正向抗干扰电容的一端连接至快放慢充电路的输出端，另外一端连接至窄脉冲过滤装置的公共地或者是供电电源；所述负窄脉冲过滤电路包括慢放快充电路、反向抗干扰电容、反向抗干扰施密特电路；所述慢放快充电路的输入端为负窄脉冲过滤电路的输入端，输出端连接至反向抗干扰施密特电路输入端；所述反向抗干扰施密特电路输出端为负窄脉冲过滤电路的输出端；所述反向抗干扰电容的一端连接至慢放快充电路的输出端，另外一端连接至窄脉冲过滤装置的公共地或者是供电电源。能够过滤的正窄脉冲宽度通过改变向正向抗干扰电容充电的速度来进行控制；能够过滤的负窄脉冲宽度通过改变向反向抗干扰电容放电的速度来进行控制。

或者是，所述正窄脉冲过滤电路包括第一快放慢充电路、正向抗干扰电容、正向抗干扰施密特电路；所述第一快放慢充电路的输入端为正窄脉冲过滤电路的输入端，输出端连接至正向抗干扰施密特电路输入端；所述正向抗干扰施密特电路输出端为正窄脉冲过滤电路的输出端；所述正向抗干扰电容的一端连接至第一快放慢充电路的输出端，另外一端连接至窄脉冲过滤装置的公共地或者是供电电源；所述负窄脉冲过滤电路包括反向输入反相器、第二快放慢充电路、反向抗干扰电容、反向抗干扰施密特电路；所述反向输入反相器输入端为负窄脉冲过滤电路的输入端，反向抗干扰施密特电路输出端为负窄脉冲过滤电路的输出端；所述第二快放慢充电路的输入端连接至反向输入反相器输出端，输出端连接至反向抗干扰施密特电路输入端；所述反向抗干扰电容的一端连接至第二快放慢充电路的输出端，另外一端连接至窄脉冲过滤装置的公共地或者是供电电源。能够过滤的正窄脉冲宽度通过改变向正向抗干扰电容充电的速度来进行控制；能够过滤的负窄脉冲宽度通过改变向反向抗干扰电容充电的速度来进行控制。

或者是，所述负窄脉冲过滤电路包括第一慢放快充电路、反向抗干扰电容、反向抗干扰施密特电路；所述第一慢放快充电路的输入端为负窄脉冲过滤电路的输入端，输出端连接至反向抗干扰施密特电路输入端；所述反向抗干扰施密特电路输出端为负窄脉冲过滤电路的输出端；所述反向抗干扰电容的一端连接至第一慢放快充电路的输出端，另外一端连接至窄脉冲过滤装置的公共地或者是供电电源；所述正窄脉冲过滤电路包括正向输入反相器、第二慢放快充电路、正向抗干扰电容、正向抗干扰施密特电路；所述正向输入反相器输入端为正窄脉冲过滤电路的输入端，正向抗干扰施密特电路输出端为正窄脉冲过滤电路的输出端；所述第二慢放快充电路的输入端连接至正向输入反相器输出端，输出端连接至正向抗干扰施密特电路输入端；所述正向抗干扰电容的一端连接至第二慢放快充电路的输出端，另外一端连接至公共地窄脉冲过滤装置的公共地或者是供电电源。能够过滤的正窄脉冲宽度通过改变向正向抗干扰电容放电的速度来进行控制；能够过滤的负窄脉冲宽度通过改变向反向抗干扰电容放电的速度来进行控制。

所述正向抗干扰施密特电路和反向抗干扰施密特电路均具有高输入阻抗特性。

本发明的有益效果是：所述窄脉冲过滤方法允许宽度大于规定值的正脉冲和负脉冲信号通过；能够自动过滤负宽脉冲期间的正窄脉冲，特别是能够快速恢复过滤能力过滤连续的正窄脉冲干扰信号；所述窄脉冲过滤方法能够自动过滤正宽脉冲期间的负窄脉冲，特别是能够快速恢复过滤能力过滤连续的负窄脉冲干扰信号；需要过滤的正窄脉冲最大宽度能够通过改变正向抗干扰电容的慢速充电时间或者慢速放电时间进行调整；需要过滤的负窄脉冲最大宽度能够通过改变反向抗干扰电容的慢速充电时间或者慢速放电时间进行调整；所述窄脉冲过滤方法能够应用在数字信号电路中所有需要过滤窄脉冲干扰信号的场合。

附图说明

图1为窄脉冲过滤装置实施例1；

图2为窄脉冲过滤装置实施例1的波形；

图3为包括正向输入反相器的正窄脉冲过滤电路实施例2；

图4为包括反向输入反相器的负窄脉冲过滤电路实施例3；

图5为窄脉冲过滤装置实施例4；

图6为窄脉冲过滤装置实施例4的波形；

图7为第一快放慢充电路、反向输入反相器和第二快放慢充电路实施例5电路；

图8为第一快放慢充电路、反向输入反相器和第二快放慢充电路实施例6电路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示为窄脉冲过滤装置实施例1。装置的实施例1中，二极管D11、电阻R11、电容C11、施密特电路F11组成了正窄脉冲过滤电路，其中快放慢充电路由二极管D11、电阻R11组成，正向抗干扰电容为电容C11，正向抗干扰施密特电路为施密特电路F11；二极管D21、电阻R21、电容C21、施密特电路F21组成了负窄脉冲过滤电路，其中慢放快充电路由二极管D21、电阻R21组成，反向抗干扰电容为电容C21，反向抗干扰施密特电路为施密特电路F21。信号选择电路为二选一数据选择器T11。P1为输入脉冲端，P2为输出脉冲端。由于F11、F21均为同相施密特电路，因此，图1中的输出脉冲P2与输入脉冲P1同相。快放慢充电路是指其输入为高电平时对正向抗干扰电容或者反向抗干扰电容慢速充电，输入为低电平时对正向抗干扰电容或者反向抗干扰电容快速放电；慢放快充电路是指其输入为高电平时对正向抗干扰电容或者反向抗干扰电容快速充电、输入为低电平时对正向抗干扰电容或者反向抗干扰电容慢速放电。

图2为窄脉冲过滤装置实施例1的波形，包括输入脉冲P1和施密特电路F11输出A3、施密特电路F21输出A4、输出脉冲P2的波形。图1中，二极管D11、电阻R11、电容C11构成不对称充放电电路，施密特电路F11为同相施密特电路，当输入脉冲P1长时间维持为低电平时，施密特电路F11的输出A3为低电平；当输入脉冲P1长时间维持为高电平时，A3为高电平。P1信号对电容C11放电快，当输入脉冲P1从高电平变成低电平时，A1电位立即变成低电平电位，A3立即从高电平变成低电平。P1信号对电容C11充电慢，当输入脉冲P1从低电平变成高电平时，A1电位由P1高电平信号通过电阻R11向电容C11充电而上升，当充电时间达到T1，A1电位上升达到并超过施密特电路F11的上限门槛电压时，A3从低电平变成高电平；当P1的正脉冲宽度小于T1，充电时间小于T1，A1电位未达到施密特电路F11的上限门槛电压时P1即变成低电平，A1电位立即变成低电平电位，A3维持低电平状态。图2中，P1和A3的初始状态为低电平。正窄脉冲11、正窄脉冲12的宽度均小于T1，A1电位无法经充电达到或超过施密特电路F11的上限门槛电压，对A3状态没有影响；P1的正脉冲13的宽度大于T1，因此，在P1的正脉冲13的上升沿过时间T1后，A3从低电平变为高电平。P1的负脉冲19的下降沿使A3从高电平变为低电平，P1的正脉冲14的宽度大于T1，在正脉冲14上升沿过时间T1后，A3从低电平变为高电平。P1的负脉冲20的下降沿使A3从高电平变为低电平，P1的正脉冲15的宽度小于T1，因此，正脉冲15对A3没有影响，A3维持低电平状态。P1的正脉冲16的宽度大于T1，在正脉冲16上升沿过时间T1后，A3从低电平变为高电平。

图1中，二极管D21、电阻R21、电容C21同样构成不对称充放电电路，施密特电路F21为同相施密特电路，当输入脉冲P1长时间维持为低电平时，施密特电路F21的输出A4为低电平；当输入脉冲P1长时间维持为高电平时，A4为高电平。P1信号对电容C21充电快，当输入脉冲P1从低电平变成高电平时，A2电位立即变成高电平电位，A4立即从低电平变成高电平。P1信号对电容C21放电慢，当输入脉冲P1从高电平变成低电平时，A2电位由P1低电平信号通过电阻R21向电容C21放电，当放电时间达到T2，A2电位下降到低于施密特电路F21的下限门槛电压时，A4从高电平变成低电平；当P1的负脉冲宽度小于T2，放电时间小于T2，A2电位未下降达到施密特电路F21的下限门槛电压时，P1即变成高电平，A2电位立即变成高电平电位，A4维持高电平状态。图2中，P1和A4的初始状态为低电平。P1的正脉冲11的上升沿使A4从低电平变为高电平，P1的负脉冲17的宽度大于T2，在负脉冲17下降沿过时间T2后，A4从高电平变为低电平。P1的正脉冲12的上升沿使A4从低电平变为高电平，P1的负脉冲18的宽度小于T2，因此，负脉冲18对A4没有影响，A4维持低电平状态。负脉冲19、负脉冲20的宽度均小于T2，A2电位无法经放电达到或低于施密特电路F21的下限门槛电压，对A4状态没有影响；P1的负脉冲21的宽度大于T2，因此，在P1的负脉冲21的下降沿过时间T2后，A4从高电平变为低电平。在P1的正脉冲16的上升沿，A4从低电平变为高电平。

施密特电路F11的输出A3在输入脉冲P1为低电平时保持低电平，在输入脉冲P1由低电平变为高电平后过时间T1才变为高电平。施密特电路F21的输出A4在输入脉冲P1为高电平时保持高电平，在输入脉冲P1由高电平变为低电平后过时间T2才变为低电平。或者说，在A3为高电平时，A4必定为高电平；在A4为低电平时，A3必定为低电平。

图2中，A3、A4的初始状态均为低电平，信号选择电路T11的输出Y为低电平，信号选择电路T11选择A3作为输出Y且在A3为低电平的期间维持。当A3在边沿30从低电平变为高电平时，输出Y变为高电平，信号选择电路T11选择A4作为输出Y，此时A4必定为高电平，维持输出Y的高电平状态。当A4在边沿31从高电平变为低电平时，输出Y变为低电平，信号选择电路T11选择A3作为输出Y，此时A3必定为低电平，维持输出Y的低电平状态。当A3在边沿32从低电平变为高电平时，输出Y变为高电平，信号选择电路T11选择A4作为输出Y，此时A4必定为高电平，维持输出Y的高电平状态。

窄脉冲过滤装置将P1信号中的窄脉冲11、窄脉冲12、窄脉冲19、窄脉冲20都过滤掉，而正宽脉冲13(包括正脉冲13、正脉冲14、正脉冲15在内为同一个正宽脉冲，负窄脉冲19、负窄脉冲20为该正宽脉冲中的干扰脉冲)、负宽脉冲21能够通过，使P2信号中出现相应的正宽脉冲22和负宽脉冲23。输出脉冲P2与输入脉冲P1同相，而输出的宽脉冲22上升沿比输入的宽脉冲13上升沿滞后时间T1，下降沿滞后时间T2。

窄脉冲11、窄脉冲12为正窄脉冲，时间T1为窄脉冲过滤装置能够过滤的最大正窄脉冲宽度。图1中，T1受快放慢充电路对正向抗干扰电容充电速度的影响，包括充电时间常数(电阻R11与电容C11的乘积)、输入脉冲P1的高电平电位、低电平电位和施密特电路F11的上限门槛电压共同影响。通常情况下，输入脉冲P1的高电平电位、低电平电位为定值，因此，调整T1的值可以通过改变电阻R11和电容C11的大小或者施密特电路F11的上限门槛电压来进行。所述窄脉冲过滤装置允许宽度大于T1的正脉冲信号通过。

窄脉冲19、窄脉冲20为负窄脉冲，时间T2为窄脉冲过滤装置能够过滤的最大负窄脉冲宽度。T2受慢放快充电路对反向抗干扰电容放电速度的影响，包括放电时间常数(电阻R21与电容C21的乘积)、输入脉冲P1的高电平电位、低电平电位和施密特电路F21的下限门槛电压共同影响。通常情况下，输入脉冲P1的高电平电位、低电平电位为定值，因此，调整T2的值可以通过改变电阻R21和电容C21的大小或者施密特电路F21的下限门槛电压来进行。所述窄脉冲过滤装置允许宽度大于T2的负脉冲信号通过。

图1中，电容C11接公共地的一端还可以改接在窄脉冲过滤装置的供电电源端；同样地，电容C21接公共地的一端也可以单独或者与电容C11一起改接在窄脉冲过滤装置的供电电源端。

图1中，施密特电路F11、施密特电路F21还可以同时或者单独选择反相施密特电路，信号选择电路T11的输入D1、D2与输出Y之间还可以同时或者单独为反相关系。当施密特电路F11、施密特电路F21同时或者单独选择反相施密特电路，信号选择电路T11的输入D1、D2与输出Y之间同时或者单独为反相关系时，需要满足下面的条件，即：当信号选择电路T11输出信号Y与正窄脉冲过滤电路输入信号之间为同相关系时，信号选择电路T11输出信号Y与负窄脉冲过滤电路输入信号之间也为同相关系；Y的低电平控制选择施密特电路F11的输出送到信号选择电路T11的输出端，Y的高电平控制选择施密特电路F21的输出送到信号选择电路T11的输出端。当信号选择电路T11输出信号Y与正窄脉冲过滤电路输入信号之间为反相关系时，信号选择电路T11输出信号Y与负窄脉冲过滤电路输入信号之间也为反相关系；Y的低电平控制选择施密特电路F21的输出送到信号选择电路T11的输出端，Y的高电平控制选择施密特电路F11的输出送到信号选择电路T11的输出端。

当在实施例1电路的信号选择电路T11后面增加一个反相器作为输出脉冲端时，为达到相同的控制作用，输出脉冲端也需要增加一个反相器在连接至选择控制端A；或者是此时仍然将输出脉冲端直接连接至选择控制端A时，A3应该连接至T11的D2端，A4应该连接至T11的D1端。

输入脉冲P1需要对电容C11、进行放电或充电，要求有足够的高电平和低电平驱动能力。当实际的输入脉冲P1驱动能力有限时，应该对输入脉冲P1增加一级总驱动电路，或者是分别在正窄脉冲过滤电路和负窄脉冲过滤电路中增加一级输入驱动电路，提高并保证输入脉冲P1的驱动能力。

当对输入脉冲P1增加一级总驱动电路时，例如，在图1实施例中的增加一级总驱动电路，总驱动电路的输出分别送至正窄脉冲过滤电路和负窄脉冲过滤电路时，不影响图1实施例的工作过程，工作原理也相同。

当分别在正窄脉冲过滤电路和负窄脉冲过滤电路中增加一级输入驱动电路来提高并保证输入脉冲P1的驱动能力时，所增加的一级输入驱动电路可以同时或者单独选择同相驱动电路和反相驱动电路。

图3为包括正向输入反相器的正窄脉冲过滤电路实施例2，第二慢放快充电路由二极管D12、电阻R12组成，且与正向抗干扰电容C12、正向抗干扰施密特电路F12、正向输入反相器F13一起组成了正窄脉冲过滤电路。

图3所示正窄脉冲过滤电路实施例与图1中正窄脉冲过滤电路在结构上的不同之处有二个，一是增加了一级反相驱动电路F13，二是快放慢充电路改为第二慢放快充电路；另外，施密特电路F12也相应的变成反相施密特电路，从而使图3的正窄脉冲过滤电路的输入信号与输出信号之间为同相关系，与图1中的正窄脉冲过滤电路的输入输出关系相同，图3的正窄脉冲过滤电路实施例可以替换图1中的正窄脉冲过滤电路，而此时负窄脉冲过滤电路中的慢放快充电路为第一慢放快充电路。图3正窄脉冲过滤电路实施例2中，窄脉冲过滤装置能够过滤的最大正窄脉冲宽度T1受慢放快充电路对正向抗干扰电容放电速度的影响，包括放电时间常数(电阻R12与电容C12的乘积)、反相驱动电路F13的高电平电位、低电平电位和施密特电路F12的下限门槛电压共同影响。通常情况下，反相驱动电路F13的高电平电位、低电平电位为定值，因此，调整T1的值可以通过改变电阻R12和电容C12的大小或者施密特电路F21的下限门槛电压来进行。所述窄脉冲过滤装置允许宽度大于T1的正脉冲信号通过。

图4为包括反向输入反相器的负窄脉冲过滤电路实施例3，第二快放慢充电路由二极管D22、电阻R22组成，且与反向抗干扰电容C22、反向抗干扰施密特电路F22、反向输入反相器F23一起组成了负窄脉冲过滤电路。

图4所示负窄脉冲过滤电路实施例3与图1中负窄脉冲过滤电路在结构上的不同之处有二个，一是增加了一级反相驱动电路F23，二是慢放快充电路改为第二快放慢充电路；另外，施密特电路F22也相应的变成反相施密特电路，从而使图3的负窄脉冲过滤电路的输入信号与输出信号之间为同相关系，与图1中的负窄脉冲过滤电路的输入输出关系相同，图3的负窄脉冲过滤电路实施例3可以替换图1中的负窄脉冲过滤电路，而此时正窄脉冲过滤电路中的快放慢充电路为第一快放慢充电路。图3负窄脉冲过滤电路实施例3中，窄脉冲过滤装置能够过滤的最大负窄脉冲宽度T2受快放慢充电路对反向抗干扰电容充电速度的影响，包括充电时间常数(电阻R22与电容C22的乘积)、反相驱动电路F23的高电平电位、低电平电位和施密特电路F22的上限门槛电压共同影响。通常情况下，反相驱动电路F23的高电平电位、低电平电位为定值，因此，调整T2的值可以通过改变电阻R22和电容C22的大小或者施密特电路F22的上限门槛电压来进行。所述窄脉冲过滤装置允许宽度大于T2的负脉冲信号通过。

如图5所示为窄脉冲过滤装置实施例4。实施例4中，第一快放慢充电路、正向抗干扰电容、正向抗干扰施密特电路分别为电流驱动器U51、电容C51、施密特电路F51，组成了正窄脉冲过滤电路；反向输入反相器与第二快放慢充电路为电流驱动器U61，反向抗干扰电容、反向抗干扰施密特电路分别电容C61、施密特电路F61，共同组成了负窄脉冲过滤电路。电容C51的一端接施密特电路F51的输入端，另外一端连接至公共地；电容C61的一端接施密特电路F61的输入端，另外一端连接至公共地。P1为输入脉冲端，P2为输出脉冲端。

实施例4中，信号选择电路T51为二选一数据选择器，二个数据输入信号与输出信号之间都是同相关系，施密特电路F51、施密特电路F61则分别为同相施密特电路和反相施密特电路，因此，信号选择电路T51输出与正窄脉冲过滤电路输入信号之间为同相关系，信号选择电路T51输出与负窄脉冲过滤电路输入信号之间也为同相关系。信号选择电路T51的功能为：当选择控制端A＝0时，输出Y＝D1；当选择控制端A＝1时，输出Y＝D2。信号选择电路T51的输出端Y(即脉冲输出端P2)直接连接至信号选择电路T51的选择控制端A，输出脉冲P2为低电平时，控制信号选择电路T51选择施密特电路F51的输出信号B3送到信号选择电路的输出端Y；输出脉冲P2为高电平时，控制信号选择电路T51选择施密特电路F61的输出信号B4送到信号选择电路的输出端Y。

当在实施例4电路的信号选择电路T51后面增加一个反相器作为输出脉冲端时，为达到相同的控制作用，输出脉冲端也需要增加一个反相器在连接至选择控制端A；或者是此时仍然将输出脉冲端直接连接至选择控制端A时，B3应该连接至T51的D2端，B4应该连接至T51的D1端。

输出脉冲P2为低电平时，控制信号选择电路T51选择施密特电路F51的输出信号B3送到信号选择电路的输出端Y；输出脉冲P2为高电平时，控制信号选择电路T51选择施密特电路F61的输出信号B4送到信号选择电路的输出端Y

图6为窄脉冲过滤装置实施例4的波形，包括输入脉冲P1和施密特电路F51输出B3、施密特电路F61输出B4、输出脉冲P2的波形。图5中，当输入脉冲P1长时间维持为低电平时，B1点为低电平，施密特电路F51的输出B3为低电平；当输入脉冲P1长时间维持为高电平时，B1点为高电平，B3为高电平。当输入脉冲P1从高电平变成低电平时，电流驱动器U51的输出B1立即变成低电平电位，B3立即从高电平变成低电平。当输入脉冲P1从低电平变成高电平时，B1电位因电流驱动器U51输出的驱动电流向电容C51充电而上升，当充电时间达到T1，B1电位上升达到并超过施密特电路F51的上限门槛电压时，B3从低电平变成高电平；当P1的正脉冲宽度小于T1，充电时间小于T1，B1电位未达到施密特电路F51的上限门槛电压时P1即变成低电平，B1电位立即变成低电平电位，B3维持低电平状态。图6中，P1和B3的初始状态为低电平。正窄脉冲51、正窄脉冲52、正窄脉冲53的宽度均小于T1，B1电位无法经充电达到或超过施密特电路F51的上限门槛电压，对B3状态没有影响；P1的正脉冲54的宽度大于T1，因此，在P1的正脉冲54的上升沿过时间T1后，B3从低电平变为高电平。P1的正脉冲54的下降沿使B3从高电平变为低电平，P1的正脉冲55的宽度大于T1，在正脉冲55上升沿过时间T1后，B3从低电平变为高电平。P1正脉冲55的下降沿使B3从高电平变为低电平，P1的正脉冲56、正脉冲57、正脉冲58的宽度均小于T1，因此，正脉冲56、正脉冲57、正脉冲58对B3没有影响，B3维持低电平状态。P1的正脉冲59的宽度大于T1，在正脉冲59上升沿过时间T1后，B3从低电平变为高电平。

图5中，当输入脉冲P1长时间维持为低电平时，B2点为高电平，施密特电路F61的输出B4为低电平；当输入脉冲P1长时间维持为高电平时，B2点为低电平，B4为高电平。当输入脉冲P1从低电平变成高电平时，电流驱动器U61的输出B2立即变成低电平电位，B4立即从低电平变成高电平。当输入脉冲P1从高电平变成低电平时，B2电位因电流驱动器U61输出的驱动电流向电容C61充电而上升，当充电时间达到T2，B2电位上升达到施密特电路F61的上限门槛电压时，B4从高电平变成低电平；当P1的负脉冲宽度小于T2，充电时间小于T2，B2电位未上升达到施密特电路F61的上限门槛电压时，P1即变成高电平，B2立即变成低电平电位，B4维持高电平状态。图6中，P1和B4的初始状态为低电平。P1的正脉冲51的上升沿使B4从低电平变为高电平，P1的负脉冲60的宽度大于T2，在负脉冲60下降沿过时间T2后，B4从高电平变为低电平。P1的正脉冲52的上升沿使B4从低电平变为高电平，P1的负脉冲60、负脉冲61的宽度均小于T2，因此，负脉冲60、负脉冲61对B4没有影响，B4维持低电平状态。负脉冲63、负脉冲64、负脉冲65、负脉冲66的宽度均小于T2，B2电位无法经充电达到或高于施密特电路F61的上限门槛电压，对B4状态没有影响；P1的负脉冲67的宽度大于T2，因此，在P1的负脉冲67的下降沿过时间T2后，B4从高电平变为低电平。在P1的负脉冲67的上升沿，B4从低电平变为高电平。

施密特电路F51的输出B3在输入脉冲P1为低电平时保持低电平，在输入脉冲P1由低电平变为高电平后过时间T1才变为高电平。施密特电路F61的输出B4在输入脉冲P1为高电平时保持高电平，在输入脉冲P1由高电平变为低电平后过时间T2才变为低电平。或者说，在B3为高电平时，B4必定为高电平；在B4为低电平时，B3必定为低电平。

图6中，B3、B4的初始状态均为低电平，信号选择电路T51的输出Y为低电平，信号选择电路T51选择B3作为输出Y且在B3为低电平的期间维持。当B3在边沿70从低电平变为高电平时，输出Y变为高电平，信号选择电路T51选择B4作为输出Y，此时B4必定为高电平，维持输出Y的高电平状态。当B4在边沿71从高电平变为低电平时，输出Y变为低电平，信号选择电路T51选择B3作为输出Y，此时B3必定为低电平，维持输出Y的低电平状态。当B3在边沿72从低电平变为高电平时，输出Y变为高电平，信号选择电路T51选择B4作为输出Y，此时B4必定为高电平，维持输出Y的高电平状态。

窄脉冲过滤装置将P1信号中的窄脉冲51、窄脉冲52、窄脉冲53、窄脉冲63、窄脉冲64、窄脉冲65、窄脉冲66都过滤掉，而正宽脉冲54(包括正脉冲54、正脉冲55、正脉冲56、正脉冲57和正脉冲58，负脉冲63、负脉冲64、负脉冲65、负脉冲66为干扰脉冲)、负宽脉冲67能够通过，使P2信号中出现相应的正宽脉冲68和负宽脉冲69。输出脉冲P2与输入脉冲P1同相，而输出的宽脉冲68上升沿比输入的正宽脉冲54上升沿滞后时间T1，下降沿滞后时间T2。

正脉冲51、正脉冲52、正脉冲53为正窄脉冲，其中正脉冲51为干扰脉冲，正脉冲52、正脉冲53为连续的抖动脉冲。时间T1为窄脉冲过滤装置能够过滤的最大正窄脉冲宽度。T1受第一快放慢充电路对正向抗干扰电容充电速度的影响，即受到电流驱动器U51的流出驱动电流大小、电流驱动器U51的低电平电位、电容C51大小、施密特电路F51的上限门槛电压共同影响。通常情况下，调整T1的值可以通过改变电流驱动器U51的流出驱动电流大小和电容C51大小来进行。

负脉冲63、负脉冲64、负脉冲65、负脉冲66，其中负脉冲63为干扰脉冲，负脉冲64、负脉冲65、负脉冲66为连续的抖动脉冲。时间T2为窄脉冲过滤装置能够过滤的最大负窄脉冲宽度。T1受第二快放慢充电路对反向抗干扰电容充电速度的影响，即受到电流驱动器U61的流出驱动电流大小、电流驱动器U61的低电平电位、电容C61大小、施密特电路F61的上限门槛电压共同影响。通常情况下，调整T2的值可以通过改变电流驱动器U61的流出驱动电流大小和电容C61大小来进行。

图5中，电容C51接公共地的一端还可以改接在窄脉冲过滤装置的供电电源端；同样地，电容C61接公共地的一端也可以单独或者与电容C51一起改接在窄脉冲过滤装置的供电电源端。

图5中，施密特电路F51、施密特电路F61还可以同时或者单独选择反相施密特电路，信号选择电路T51的输入D1、D2与输出Y之间还可以同时或者单独为反相关系。当施密特电路F51、施密特电路F61同时或者单独选择反相施密特电路，信号选择电路T51的输入D1、D2与输出Y之间同时或者单独为反相关系时，需要满足下面的条件，即：当信号选择电路T51输出Y与施密特电路F51正窄脉冲过滤电路输入信号之间为同相关系时，信号选择电路T51输出Y与施密特电路F61输入信号之间为反相关系；此时Y的低电平控制选择施密特电路F51的输出送到信号选择电路T51的输出端，Y的高电平控制选择施密特电路F61的输出送到信号选择电路T51的输出端。当信号选择电路T51输出Y与施密特电路F51输入信号之间为反相关系时，信号选择电路T51输出Y与施密特电路F61输入信号之间为同相关系；此时Y的低电平控制选择施密特电路F61的输出送到信号选择电路T51的输出端，Y的高电平控制选择施密特电路F51的输出送到信号选择电路T51的输出端。

图7为第一快放慢充电路和第二快放慢充电路实施例5电路。开漏输出同相驱动器F52、电阻R51组成第一快放慢充电路。P1为低电平时，同相驱动器F52输出B1为低电平；P1为高电平时，同相驱动器F52为开漏输出，电源+VCC经电阻R51流出驱动电流。

开漏输出反相驱动器F62、电阻R61组成反向输入反相器和第二快放慢充电路，反向输入反相器的功能由F62的反相功能实现。P1为高电平时，反相驱动器F62输出B2为低电平；P1为低电平时，反相驱动器F62为开漏输出，电源+VCC经电阻R61流出驱动电流。

同相驱动器F52、反相驱动器F62可以选择各种集电极开路、漏极开路的集成电路。

图8为第一快放慢充电路和第二快放慢充电路实施例6电路。三极管V61、电阻R62、电阻R63组成反向输入反相器和第二快放慢充电路，P1为高电平时，三极管V61饱和导通，第二快放慢充电路输出B2为低电平；P1为低电平时，三极管V61截止，电源+VCC经电阻R62流出驱动电流。反向输入反相器由三极管V61、电阻R62、电阻R63组成的反相器电路实现。

三极管V51、三极管V52、电阻R52、电阻R53、电阻R54组成第一快放慢充电路，P1为低电平时，三极管V52截止，三极管V51饱和导通，第一快放慢充电路输出B1为低电平；P1为高电平时，三极管V52饱和导通，三极管V51截止，电源+VCC经电阻R52流出驱动电流。图8中的三极管V52、电阻R54组成的反相电路也可以用其他反相器来替代，增加该反相电路或者反相器的作用是抵消三极管V51、电阻R52、电阻R53组成的反相器的反相作用。

所述正向抗干扰施密特电路、反向抗干扰施密特电路均为施密特电路，输入信号为电容上的电压，因此，要求施密特电路具有高输入阻抗特性。施密特电路可以选择具有高输入阻抗特性的CMOS施密特反相器CD40106、74HC14，或者是选择具有高输入阻抗特性的CMOS施密特与非门CD4093、74HC24等器件。CMOS施密特反相器或者CMOS施密特与非门的上限门槛电压、下限门槛电压均为与器件相关的固定值。用施密特反相器或者施密特与非门构成同相施密特电路，需要在施密特反相器或者施密特与非门后面增加一级反相器。

施密特电路还可以选择采用运算放大器来构成，采用运算放大器来构成施密特电路可以灵活地改变上限门槛电压、下限门槛电压。同样地，采用运算放大器来构成施密特电路时，需要采用具有高输入阻抗特性的结构与电路。

信号选择电路可以选择74HC151、74HC152、74HC153、CD4512、CD4539等数据选择器构成二选一数据选择器，也可以用门电路构成二选一信号选择电路。

Claims (9)

1.一种窄脉冲过滤方法，其特征在于：

由包括正窄脉冲过滤电路、负窄脉冲过滤电路、信号选择电路的窄脉冲过滤装置实现；

所述正窄脉冲过滤电路、负窄脉冲过滤电路的输入信号为输入脉冲；所述信号选择电路的输出为输出脉冲；

所述正窄脉冲过滤电路允许正窄脉冲之外的信号通过，负窄脉冲过滤电路允许负窄脉冲之外的信号通过；

当输出脉冲与输入脉冲同相时，所述信号选择电路在输出脉冲为低电平时选择正窄脉冲过滤电路的输出作为输出脉冲，输出脉冲为高电平时选择负窄脉冲过滤电路的输出作为输出脉冲；

当输出脉冲与输入脉冲反相时，所述信号选择电路在输出脉冲为高电平时选择正窄脉冲过滤电路的输出作为输出脉冲，输出脉冲为低电平时选择负窄脉冲过滤电路的输出作为输出脉冲；

所述输出脉冲与输入脉冲同相，指的是信号选择电路在选择正窄脉冲过滤电路或者是负窄脉冲过滤电路的输出作为输出脉冲时，输出脉冲与输入脉冲均同相；所述输出脉冲与输入脉冲反相，指的是信号选择电路在选择正窄脉冲过滤电路或者是负窄脉冲过滤电路的输出作为输出脉冲时，输出脉冲与输入脉冲均反相。

2.根据权利要求1所述的窄脉冲过滤方法，其特征在于：

所述正窄脉冲过滤电路包括快放慢充电路、正向抗干扰电容、正向抗干扰施密特电路；所述快放慢充电路的输入端为正窄脉冲过滤电路的输入端，输出端连接至正向抗干扰施密特电路输入端；所述正向抗干扰施密特电路输出端为正窄脉冲过滤电路的输出端；所述正向抗干扰电容的一端连接至快放慢充电路的输出端，另外一端连接至窄脉冲过滤装置的公共地或者是供电电源；

所述负窄脉冲过滤电路包括慢放快充电路、反向抗干扰电容、反向抗干扰施密特电路；所述慢放快充电路的输入端为负窄脉冲过滤电路的输入端，输出端连接至反向抗干扰施密特电路输入端；所述反向抗干扰施密特电路输出端为负窄脉冲过滤电路的输出端；所述反向抗干扰电容的一端连接至慢放快充电路的输出端，另外一端连接至窄脉冲过滤装置的公共地或者是供电电源。

3.根据权利要求1所述的窄脉冲过滤方法，其特征在于：

所述正窄脉冲过滤电路包括第一快放慢充电路、正向抗干扰电容、正向抗干扰施密特电路；所述第一快放慢充电路的输入端为正窄脉冲过滤电路的输入端，输出端连接至正向抗干扰施密特电路输入端；所述正向抗干扰施密特电路输出端为正窄脉冲过滤电路的输出端；所述正向抗干扰电容的一端连接至第一快放慢充电路的输出端，另外一端连接至窄脉冲过滤装置的公共地或者是供电电源；

所述负窄脉冲过滤电路包括反向输入反相器、第二快放慢充电路、反向抗干扰电容、反向抗干扰施密特电路；所述反向输入反相器输入端为负窄脉冲过滤电路的输入端，反向抗干扰施密特电路输出端为负窄脉冲过滤电路的输出端；所述第二快放慢充电路的输入端连接至反向输入反相器输出端，输出端连接至反向抗干扰施密特电路输入端；所述反向抗干扰电容的一端连接至第二快放慢充电路的输出端，另外一端连接至窄脉冲过滤装置的公共地或者是供电电源。

4.根据权利要求1所述的窄脉冲过滤方法，其特征在于：

所述负窄脉冲过滤电路包括第一慢放快充电路、反向抗干扰电容、反向抗干扰施密特电路；所述第一慢放快充电路的输入端为负窄脉冲过滤电路的输入端，输出端连接至反向抗干扰施密特电路输入端；所述反向抗干扰施密特电路输出端为负窄脉冲过滤电路的输出端；所述反向抗干扰电容的一端连接至第一慢放快充电路的输出端，另外一端连接至窄脉冲过滤装置的公共地或者是供电电源；

所述正窄脉冲过滤电路包括正向输入反相器、第二慢放快充电路、正向抗干扰电容、正向抗干扰施密特电路；所述正向输入反相器输入端为正窄脉冲过滤电路的输入端，正向抗干扰施密特电路输出端为正窄脉冲过滤电路的输出端；所述第二慢放快充电路的输入端连接至正向输入反相器输出端，输出端连接至正向抗干扰施密特电路输入端；所述正向抗干扰电容的一端连接至第二慢放快充电路的输出端，另外一端连接至公共地窄脉冲过滤装置的公共地或者是供电电源。

5.根据权利要求2－3中任一项所述的窄脉冲过滤方法，其特征在于：能够过滤的正窄脉冲宽度通过改变向正向抗干扰电容充电的速度来进行控制。

6.根据权利要求4所述的窄脉冲过滤方法，其特征在于：能够过滤的正窄脉冲宽度通过改变向正向抗干扰电容放电的速度来进行控制。

7.根据权利要求2或4中任一项所述的窄脉冲过滤方法，其特征在于：能够过滤的负窄脉冲宽度通过改变向反向抗干扰电容放电的速度来进行控制。

8.根据权利要求3所述的窄脉冲过滤方法，其特征在于：能够过滤的负窄脉冲宽度通过改变向反向抗干扰电容充电的速度来进行控制。

9.根据权利要求2－4中任一项所述的窄脉冲过滤方法，所述正向抗干扰施密特电路和反向抗干扰施密特电路均具有高输入阻抗特性。

Images