CN106656113A - 一种cmos差分调制脉冲检波电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种CMOS差分调制脉冲检波电路及方法，涉及CMOS差分调制脉冲检波领域。目的在于解决现有CMOS工艺中调制脉冲检波电路失真大、速度低以及精度低的问题。所述检波电路包括差分放大器、失调消除电路、峰值检测电路、比较器、施密特触发器和缓冲电路，检波过程为：对输入的差分调制脉冲信号进行放大；消除对输入的差分调制脉冲信号进行放大后产生的失调电压；检测差分调制脉冲信号的高峰值和低峰值；对峰值检测后的信号进行边沿整形；消除边沿整形后的信号输出的毛刺；对脉冲信号的输出提供驱动力。本发明适用于对调制脉冲进行检波。

Description

一种CMOS差分调制脉冲检波电路及方法
技术领域
本发明涉及集成电路领域，尤其涉及CMOS差分调制脉冲检波领域。
背景技术
时间同步是雷达、通信等系统中的关键问题，取得时间同步最直观的方法就是对调制脉冲信号进行包络检波，进一步检测出脉冲信号的前沿。目前，包络检波常用峰值检测电路实现，需要输出信号快速跟随输入信号的峰值变化，提供给下一级处理。
图1给出了传统的调制脉冲检波电路，包含一个比较器、一个二极管、一个电容和一个缓冲器。为了提高系统集成度和兼容性，电路需要采用CMOS工艺实现。传统的检波电路的性能较差，输出电压无法真实反映输入信号的包络变化规律，容易出现较大失真，无法满足时间同步精度需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种CMOS差分调制脉冲检波电路，目的在于解决现有CMOS工艺中调制脉冲检波电路失真大、速度低以及精度低的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种CMOS差分调制脉冲检波电路，所述检波电路包括差分放大器、失调消除电路、峰值检测电路、比较器、施密特触发器和缓冲电路，所述差分放大器的差分信号输入端接收差分调制脉冲信号，差分放大器的差分信号输出端与失调消除电路的差分信号输入端和峰值检测电路的差分信号输入端连接，峰值检测电路的峰值检测信号输出端与比较器的峰值检测信号输入端连接，比较器的比较信号输出端与施密特触发器的比较信号输入端连接，施密特触发器的触发信号输出端与缓冲电路的触发信号输入端连接，缓冲电路的缓冲信号输出端输出检波后的脉冲信号。
进一步，所述差分放大器采用差分共源放大电路实现，用于对输入的差分调制脉冲信号进行放大。
进一步，所述失调消除电路包括RC低通滤波电路，所述差分调制脉冲信号经过RC低通滤波后进入差分放大器，失调消除电路的输出端连接差分放大器的输入端形成负反馈，用于消除差分放大器放大后产生的失调电压。
进一步，所述峰值检测电路包括高峰值检测电路和低峰值检测电路，用于检测差分调制脉冲信号的其中一个的高峰值和另一个的低峰值。
进一步，所述比较器采用差分输入、单端输出的开环放大器结构实现，将峰值检测后的信号进行边沿整形。
进一步，所述施密特触发器用于消除边沿整形后的信号输出的毛刺。
进一步，所述缓冲电路采用反向器链结构实现，为输出脉冲信号提供驱动能力。
本发明的有益效果是：本发明采用差分放大器和失调消除电路结构，有效消除共模干扰，消除放大器失调对检波的影响，提高了检波精度；峰值检测电路分别检测高、低峰值，提高了信号摆幅和检波精度。
为了解决上述技术问题，本发明还提出了一种CMOS差分调制脉冲检波方法，所述方法包括：
S1、对输入的差分调制脉冲信号进行放大；
S2、消除对输入的差分调制脉冲信号进行放大后产生的失调电压；
S3、检测差分调制脉冲信号的高峰值和低峰值；
S4、对峰值检测后的信号进行边沿整形；
S5、消除边沿整形后的信号输出的毛刺；
S6、对脉冲信号的输出提供驱动力。
附图说明
图1为现有的调制脉冲检波电路的原理示意图；
图2为本发明实施例所述的CMOS差分调制脉冲检波电路的原理示意图；
图3为本发明实施例所述的差分放大器的电路图；
图4为本发明实施例所述的失调消除电路的电路图；
图5为本发明实施例所述的峰值检测电路的电路图；
图6为本发明实施例所述的比较器的电路图；
图7为本发明实施例所述的施密特触发器的电路图；
图8为本发明实施例所述的缓冲电路的电路图；
图9为本发明实施例所述的CMOS差分调制脉冲检波方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
如图2所示，本实施例提出一种CMOS差分调制脉冲检波电路，所述检波电路包括差分放大器、失调消除电路、峰值检测电路、比较器、施密特触发器和缓冲电路，所述差分放大器的差分信号输入端接收差分调制脉冲信号，差分放大器的差分信号输出端与失调消除电路的差分信号输入端和峰值检测电路的差分信号输入端连接，峰值检测电路的峰值检测信号输出端与比较器的峰值检测信号输入端连接，比较器的比较信号输出端与施密特触发器的比较信号输入端连接，施密特触发器的触发信号输出端与缓冲电路的触发信号输入端连接，缓冲电路的缓冲信号输出端输出检波后的脉冲信号。
差分放大器采用NMOS差分共源放大电路实现，如图3所示，用于对输入的差分调制脉冲信号进行放大。
失调消除电路包括RC低通滤波电路，如图4所示，所述差分调制脉冲信号经过RC低通滤波后进入差分放大器，失调消除电路的输出端连接差分放大器的输入端形成负反馈，用于消除差分放大器放大后产生的失调电压。
峰值检测电路包括高峰值检测电路和低峰值检测电路，如图5所示，用于检测差分调制脉冲信号的其中一个的高峰值和另一个的低峰值。
比较器采用差分输入、单端输出的开环放大器结构实现，如图6所示，将峰值检测后的信号进行边沿整形。
施密特触发器的电路结构如图7所示，用于消除边沿整形后的信号输出的毛刺。
缓冲电路采用反向器链结构实现，如图8所示，为输出脉冲信号提供驱动能力。
实施例2
如图9所示，本实施例提出一种CMOS差分调制脉冲检波方法，所述方法包括：
S1、对输入的差分调制脉冲信号进行放大；
S2、消除对输入的差分调制脉冲信号进行放大后产生的失调电压；
S3、检测差分调制脉冲信号的高峰值和低峰值；
S4、对峰值检测后的信号进行边沿整形；
S5、消除边沿整形后的信号输出的毛刺；
S6、对脉冲信号的输出提供驱动力。
本发明采用差分放大器和失调消除电路结构，有效消除共模干扰，消除放大器失调对检波的影响，提高了检波精度；峰值检测电路分别检测高、低峰值，提高了信号摆幅和检波精度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种CMOS差分调制脉冲检波电路，其特征在于，所述检波电路包括差分放大器、失调消除电路、峰值检测电路、比较器、施密特触发器和缓冲电路，所述差分放大器的差分信号输入端接收差分调制脉冲信号，差分放大器的差分信号输出端与失调消除电路的差分信号输入端和峰值检测电路的差分信号输入端连接，峰值检测电路的峰值检测信号输出端与比较器的峰值检测信号输入端连接，比较器的比较信号输出端与施密特触发器的比较信号输入端连接，施密特触发器的触发信号输出端与缓冲电路的触发信号输入端连接，缓冲电路的缓冲信号输出端输出检波后的脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的一种CMOS差分调制脉冲检波电路，其特征在于，所述差分放大器采用差分共源放大电路实现，用于对输入的差分调制脉冲信号进行放大。
3.根据权利要求1所述的一种CMOS差分调制脉冲检波电路，其特征在于，所述失调消除电路包括RC低通滤波电路，所述差分调制脉冲信号经过RC低通滤波后进入差分放大器，失调消除电路的输出端连接差分放大器的输入端形成负反馈，用于消除差分放大器放大后产生的失调电压。
4.根据权利要求1所述的一种CMOS差分调制脉冲检波电路，其特征在于，所述峰值检测电路包括高峰值检测电路和低峰值检测电路，用于检测差分调制脉冲信号的其中一个的高峰值和另一个的低峰值。
5.根据权利要求1所述的一种CMOS差分调制脉冲检波电路，其特征在于，所述比较器采用差分输入、单端输出的开环放大器结构实现，将峰值检测后的信号进行边沿整形。
6.根据权利要求1所述的一种CMOS差分调制脉冲检波电路，其特征在于，所述施密特触发器用于消除边沿整形后的信号输出的毛刺。
7.根据权利要求1所述的一种CMOS差分调制脉冲检波电路，其特征在于，所述缓冲电路采用反向器链结构实现，为输出脉冲信号提供驱动能力。
8.一种CMOS差分调制脉冲检波方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、对输入的差分调制脉冲信号进行放大；
S2、消除对输入的差分调制脉冲信号进行放大后产生的失调电压；
S3、检测差分调制脉冲信号的高峰值和低峰值；
S4、对峰值检测后的信号进行边沿整形；
S5、消除边沿整形后的信号输出的毛刺；
S6、对脉冲信号的输出提供驱动力。
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