CN106612116B - 现有边沿式高阻型数字鉴相器的新设计方法 - Google Patents
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Abstract
基于发明名称为《标准化设计高阻型数字鉴相器的结构原理方案》设计方案中的规定，即图1所示鉴相器的状态迁移图内容实现了边沿式高阻型数字鉴相器的全新设计，覆盖了现有边沿式高阻型数字鉴相器所有定义。
Description
技术领域
本发明是专利申请号为2015106462973的《全新设计的边沿式高阻型数字鉴相器》这一技术发明系列之二的边沿式高阻型数字鉴相器(以下简称为边沿式鉴相器)的全新设计方法。
背景技术
现有高阻型数字鉴相器仅有一种形式，其中之一型号为74HC4046系列的边沿式鉴相器IC，和其改进型的专利申请号为2015207752057的《现有边沿式高阻型数字鉴相器输出端优化设计案》；这种边沿式鉴相器的状态迁移图如图1所示。
发明内容
基于专利申请号为2015207752057的《现有边沿式高阻型数字鉴相器输出端优化设计案》中的边沿式鉴相器，所对应的鉴相器其电路方框图为图2与图3。同时基于专利申请号为2015106449019的《标准化设计高阻型数字鉴相器的结构原理方案》中边沿式鉴相器其电路方框图为图5，内中输出电路接口为专利申请号2015106448849的《高阻型数字鉴相器输出级的标准型接口电路》中的输入信号为INH与a时各型接口电路；各个新型边沿式高阻型数字鉴相器的状态迁移图如图4所示。
附图说明
图1为74HC4046的边沿式高阻型数字鉴相器的状态迁移图。
图2为本发明的边沿式鉴相器的电路方框图1。
图3为本发明的边沿式鉴相器的电路方框图2。
图5为本发明的边沿式鉴相器的电路方框图3。
图4为本发明其中之一边沿式高阻型数字鉴相器的状态迁移图。
具体实施方式
图2,3,5中各个标号的IC说明如下。
a.IC标识为1,2的JK触发器：分别为输入信号Wr与Wc的上升边沿检出器，检出到边沿时输出端Q为“1”。复位端R=0时作复位功能，输出端Q置位于“0”，Q端为Q端的反相输出端。
b.IC标识为3的与非门：复位信号检出器，二个JK触发器的输出端Q为“1”时复位信号有效检出，启动复位后二个JK触发器的输出端Q都改为“0”。
c.IC标识为4的与非门：P型场效应模拟开关的控制开关，开关控端信号取自于对方的规定输出。控端信号为“1”时开关接通，为“0”时开关断开。
d.IC标识为5的或非门：n型场效应模拟开关的控制开关，开关控端信号取自于对方的规定输出。控端信号为“0”时开关接通，为“1”时开关断开。
e.IC标识为6的同或门(图2)或者与或门(图3)：对于同或门则当二个JK触发器Q端的输出值相同时输出INH为“1”，不同时输出INH为“0”；对于与或门则当二个JK触发器Q端的输出值不同时输出INH为“1”，相同时输出INH为“0”。
现在对本发明的边沿式高阻型数字鉴相器其工作原理说明如下：
a. 初态(复位后)
初态时WrWc=00，IC1,2的Q端输出为“0”态，Q端输出为“1”。与非门的IC4或IC5输入端接入信号为“01”则输出为“1”，所以p型场效应开关处于断开状态；或非门的IC4或IC5输入端接入信号为“01”则输出为“0”，所以n型场效应开关处于断开状态；同或门的IC6输入端接入信号为“00”或者与或门的IC6输入端接入信号为“01”则输出INH都为“1”；即鉴相器的输出被屏蔽即呈现高阻态。所以，符合定义：WrWc=00时PDo=高阻态。
b. 处在初态下的一个输入信号上升边沿到达
例如，当Wr的上升边沿信号单独到达后，该侧JK触发器输出端Q值从“0”态变化到“1”态，相应地Q值从“1”态变化到“0”态；则与非门的IC4输入端接入信号为“11”则输出为“0”即p型场效应开关处于导通状态，或者或非门的IC4输入端接入信号为“00”则输出为“1”即n型场效应开关处于导通状态；同或门的IC6输入端接入信号为“10”或者与或门的IC6输入端接入信号为“00”则输出INH都为“0”，同时a=1；所以，鉴相器输出端接Vcc，符合定义：WrWc=↑0时PDo=1(H)态。相反地，当Wc的上升边沿信号单独到达后，该侧JK触发器输出端Q值从“0”态变化到“1”态，相应地Q值从“1”态变化到“0”态；则与非门的IC5输入端接入信号为“11”则输出为“0”即p型场效应开关处于导通状态，或者或非门的IC5输入端接入信号为“00”则输出为“1”即n型场效应开关处于导通状态；同或门的IC6输入端接入信号为“10”或者与或门的IC6输入端接入信号为“00”则输出INH都为“0”，同时a=0；所以，鉴相器输出端为GND，符合定义：WrWc=0↑时PDo=0(L)态。
c. 处在非初态下的一个输入信号上升边沿到达
处在非初态下的鉴相器输入端，例如Wc上升边沿信号后到达的WrWc=-↑，或者Wr上升边沿信号后到达的WrWc=↑-；由于二个JK触发器输出端Q值为“11”，IC3检出有效的复位信号则启动鉴相器的复位过程使得二个JK触发器输出端Q值回归为“00”，同时IC4,5的与非门或者或非门输入信号为“01/10”则n/p型场效应开关处于断开状态。同或门的IC6输入端接入信号为“11”→“00”或者与或门的IC6输入端接入信号为“01/10”则输出INH都为“1”；即鉴相器的输出被屏蔽即呈现高阻态。所以，符合定义：WrWc=00/11时PDo=高阻态。
d. 处在高阻态下输入信号的上升边沿同时到达
处在高阻态下二个输入信号Wr与Wc的上升边沿同时到达时，由于二个JK触发器输出端Q值同时变化为“11”，IC3检出有效的复位信号则启动鉴相器的复位过程使得二个JK触发器输出端Q值回归为“00”，同时IC4,5的与非门或者或非门输入信号为“01/10”则n/p型场效应开关处于断开状态。同或门的IC6输入端接入信号为“11”→“00”或者与或门的IC6输入端接入信号为“01/10”则输出INH都为“1”；即鉴相器的输出被屏蔽即呈现高阻态。所以，符合定义：WrWc=↑↑时PDo=高阻态。
e. 处在非高阻态下输入信号的上升边沿同时到达
处在高阻态下二个输入信号Wr与Wc的上升边沿同时到达时，一个JK触发器输出端Q值从“0”态值变化为“1”态值，而另一个JK触发器输出端Q值从“1”态值变化为“0”态值。所以，同或门的IC6输入端接入信号为“10”或者与或门的IC6输入端接入信号为“00”并无发生变化则输出INH都为“0”；而a信号仅作“0”态值与“1”态值之间的相互切换，鉴相器输出从Vcc到GND之间的相互切换。最终，符合定义：WrWc=↑↑时PDo=Vcc↔GND。
f. 鉴相器工作在单端输入信号有效的(理想)状态下
对于无上升边沿信号输入的JK触发器侧维持在初态的工作状态不变。对于有上升边沿信号输入的JK触发器侧，假设该侧JK触发器处在初态下则当边沿信号有效输入后触发器输出端Q值从“0”态值变化为“1”态值；或者假设该侧JK触发器处在有效输出即输出端Q值为“1”态值时，如果边沿信号有效输入后触发器输出端Q值从“1”态值变化为“0”态值，相应地输出INH信号也作“0”态值与“1”态值之间的相互切换；同时如果该侧为Wr一侧则输出a信号也作“0”态值与“1”态值之间的相互切换，否则a信号维持“0”态值不变。所以，符合定义：Wr=↑…↑时PDo=高阻态↔Vcc；或者Wc=↑…↑时PDo=高阻态↔GND。
综合以上各点，可以得到新型边沿式高阻型数字鉴相器的状态迁移图如图4所示。
Claims (3)
1.一种边沿式高阻型数字鉴相器，设置鉴相器的Wr、Wc二个输入端口，a端，INH端，其特征在于，包括：两个JK触发器，与非门，同或门；
其中，两个所述JK触发器的J、K端接Vcc端，输入端口Wr连接第一JK触发器、输入端口Wc连接第二JK触发器的时钟输入端，两个所述JK触发器的正相输出端同时连接所述与非门、所述同或门的输入端，所述与非门输出端连接两个所述JK触发器的复位端，所述同或门输出端连接所述INH端，所述第一JK触发器正相输出端连接所述a端，当所述INH端信号状态值为“H”态、所述a端信号状态值为“L”态的初态组合时、若检测到连接输入端口Wr和/或输入端口Wc输入边沿信号的任一信号处于单独有效到达则所述INH端信号状态值变化到L态、若连接输入端口Wr输入边沿信号处于单独有效到达则所述a端信号状态值变化到“H”态、若检测到连接输入端口Wc输入边沿信号处于单独有效到达则所述a端信号状态值不变，当所述INH端、a端信号状态值不为所述的初态组合时、若连接输入端口Wc或输入端口Wr的输入边沿信号处于单独有效到达则所述INH端、a端信号状态值变化到所述的初态组合、若检测到若连接Wr、Wc二个输入端口的输入边沿信号同时处于有效到达则所述INH端信号状态值为L态不变、若所述a端信号状态值为“H”态时则所述a端信号状态值变化到“L”态、若所述a端信号状态值为“L”态时则所述a端信号状态值变化到“H”态，当所述INH端、a端信号状态值为初态组合时若检测到连接Wr、Wc二个输入端口的输入边沿信号同时处于有效到达则所述INH端、所述a端信号状态值为所述的初态组合不变。
2.一种边沿式高阻型数字鉴相器，设置鉴相器的Wr、Wc二个输入端口、输出端口PDo，INH端，其特征在于，包括：两个JK触发器，两个与非门，同或门，或非门，p型场效应模拟开关，n型场效应模拟开关；
其中，两个所述JK触发器的J、K端接Vcc端，输入端口Wr连接第一JK触发器、输入端口Wc连接第二JK触发器的时钟输入端，两个所述JK触发器的正相输出端同时连接第一与非门、所述同或门的输入端，所述第一与非门输出端连接两个所述JK触发器的复位端，所述同或门输出端连接所述INH端，所述第一JK触发器正相输出端、所述第二JK触发器负相输出端同时连接第二与非门、所述或非门的输入端，所述p型场效应模拟开关的控端连接所述第二与非门输出端、一端接Vcc端，所述n型场效应模拟开关的控端连接所述或非门输出端、一端接GND端，所述p型、n型场效应模拟开关的另一端连接鉴相器输出端口PDo。
3.一种边沿式高阻型数字鉴相器，设置鉴相器的Wr、Wc二个输入端口、输出端口PDo，INH端，其特征在于，包括：两个JK触发器，两个与非门，异或门，或非门，p型场效应模拟开关，n型场效应模拟开关；
其中，两个所述JK触发器的J、K端接到Vcc端，输入端口Wr连接第一JK触发器、输入端口Wc连接第二JK触发器的时钟输入端，两个所述JK触发器的正相输出端连接第一与非门，所述第一与非门输出端连接两个所述JK触发器的复位端,所述第一JK触发器负相输出端、所述第二JK触发器正相输出端同时连接所述异或门、第二与非门、所述或非门的输入端，所述异或门输出端连接所述INH端，所述n型场效应模拟开关的控端连接所述或非门输出端、一端接Vcc端，所述p型场效应模拟开关的控端连接所述第二与非门输出端、一端接GND端，所述p型、n型场效应模拟开关的另一端连接鉴相器输出端口PDo。
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