CN109104166A - 一种信号滤波装置、控制器及其信号滤波方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种信号滤波装置、控制器及其信号滤波方法，该装置包括：滤波电容；所述滤波电容，设置于待滤波器件的第一信号输入端和第二信号输入端之间；并且，所述滤波电容在所述信号滤波装置中的放置位置，与所述待滤波器器件的第一信号输入端之间的第一距离、以及与所述待滤波器件的第二信号输入端之间的第二距离，均在设定范围内。本发明的方案，可以现有技术中通过滤波电容接到大地的滤波方式存在滤波效果差的问题，达到提升滤波效果的效果。
Description
技术领域
本发明属于电子电路技术领域，具体涉及一种信号滤波装置、控制器及其信号滤波方法，尤其涉及一种新型比较器滤波电路、具有该新型比较器滤波电路的控制器、以及该控制器的滤波方法。
背景技术
在控制器的开发过程中，我们经常会使用到比较器和运算放大器这两种元器件；比较器可以将两个输入端的信号进行大小比较，在输出端输出数字信号(如0或者1)，将输出信号传送到控制芯片，控制芯片接收到信号后，就可以进行逻辑判断，进行相应的算法控制。同样类似的原理，运算放大器是将两个输入端的信号之差进行可调放大倍数的放大，当输入信号差比较大时，经放大器放大到输出端的一定值，此值达到控制芯片的输入动作阈值，或者达到后续的模拟电路输入动作值的情况下，将触发控制芯片的相应输入端口，控制芯片进行相应的动作，模拟电路同样也会进行相应的动作。
但以上两种器件在实际的使用过程中，一是我们经常发现器件的两个输入端的信号是带有毛刺或者某一端是带有尖峰脉冲，或者两端信号都是脉动及有毛刺的，这种情况下会导致放大器或比较器将偶然的输入差值进行放大或输出结果置换，导致输出端的控制芯片或模拟电路进行误动作，影响电路设计的效果。在现有技术当中，一般都是在比较器或放大器的两个输入引脚上，各自接一个滤波电容，各自通过滤波电容接到大地上，进行滤波，但在此种情况下，滤波效果有限，不甚明显；二是器件的两个输入端的信号等效为同时有共模信号和差模信号，两种信号都是在波动。在现有技术当中，一般都是通过在比较系统或运算放大系统的前端，添加一个差分放大电路来消除共模信号，并稳定差模信号，但在这种情况下，会额外增加一个差分放大电路，不仅使电路复杂，而且要增加方案成本。这样的话，就会导致比较系统或放大系统的不稳定性和不确定性。
发明内容
本发明的第一目的在于，针对上述缺陷，提供一种信号滤波装置、控制器及其信号滤波方法，以解决现有技术中通过滤波电容接到大地的滤波方式存在滤波效果差的问题，达到提升滤波效果的效果。
本发明的第二目的在于，针对上述缺陷，提供一种信号滤波装置、控制器及其信号滤波方法，以解决现有技术中通过差分放大电路消除共模信号的方式存在电路结构复杂的问题，达到简化电路结构的效果。
本发明提供一种信号滤波装置，包括：滤波电容；所述滤波电容，设置于待滤波器件的第一信号输入端和第二信号输入端之间；并且，所述滤波电容在所述信号滤波装置中的放置位置，与所述待滤波器器件的第一信号输入端之间的第一距离、以及与所述待滤波器件的第二信号输入端之间的第二距离，均在设定范围内。
可选地，所述待滤波器件，包括：比较器或运算放大器；所述第一信号输入端，包括：所述比较器或所述运算放大器的同相输入端；所述滤波电容的第一连接端连接至所述同相输入端；所述第二信号输入端，包括：所述比较器或所述运算放大器的反相输入端；所述滤波电容的第二连接端连接至所述反相输入端。
可选地，还包括：第一限流电阻和第二限流电阻；其中，所述第一限流电阻，设置在所述滤波电容的第一连接端、与所述同相输入端的前置正信号输入端之间；所述第二限流电阻，设置在所述滤波电容的第二连接端、与所述反相输入端的前置负信号输入端之间。
可选地，还包括：分压电阻；当所述同相输入端的前置正信号输入端、或所述反相输入端的前置负信号输入端中的一个信号输入端为偏置信号输入端时，所述分压电阻连接在所述偏置信号输入端与地之间；所述偏置信号输入端远离所述同相输入端或所述反相输入端的一端，连接至设定的偏置电压源。
与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种控制器，包括：以上所述的信号滤波装置。
与上述控制器相匹配，本发明再一方面提供一种控制器的信号滤波方法，包括：通过设置于所述控制器中待滤波器件的第一信号输入端和第二信号输入端之间的滤波电容，滤除所述第一信号输入端和/或所述第二信号输入端带有的杂散信号，滤除所述第一信号输入端与所述第二信号输入端中的差模信号，并稳定所述第一信号输入端与所述第二信号输入端中的共模信号；其中，所述滤波电容与所述待滤波器器件的第一信号输入端之间的第一距离、以及与所述待滤波器件的第二信号输入端之间的第二距离，均在设定范围内。
可选地，所述待滤波器件，包括：比较器或运算放大器；所述第一信号输入端，包括：所述比较器或所述运算放大器的同相输入端；所述滤波电容的第一连接端连接至所述同相输入端；所述第二信号输入端，包括：所述比较器或所述运算放大器的反相输入端；所述滤波电容的第二连接端连接至所述反相输入端。
可选地，还包括：通过设置在所述滤波电容的第一连接端、与所述同相输入端的前置正信号输入端之间的第一限流电阻，和/或设置在所述滤波电容的第二连接端、与所述反相输入端的前置负信号输入端之间的第二限流电阻，限制自所述比较器或所述运算放大器的前置电路传输的电流大小，以将所述电流限制在所述比较器或所述运算放大器的设定工作电流范围之内。
可选地，还包括：当所述同相输入端的前置正信号输入端、或所述反相输入端的前置负信号输入端中的一个信号输入端为偏置信号输入端时，通过设置在所述偏置信号输入端与地之间的分压电阻，与所述偏置信号输入端与前置电路之间的限流电阻一起，为所述比较器或所述运算放大器提供偏置输入电压，以作为所述比较器或所述运算放大器的基准参考电压。
可选地，所述杂散信号，包括：毛刺信号、脉冲信号、谐波信号中的至少之一。
本发明的方案，通过在比较器或运算放大器的两个输入端之间新增一个滤波电容，可以有效解决由于输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作的问题，提升滤波效果。
进一步，本发明的方案，通过在比较器或运算放大器的两个输入端之间新增一个滤波电容，可以将有效地滤除正负输入信号带有的毛刺、脉冲、谐波等杂散信号；同时也将正负输入信号之间的差模信号进行滤除，结构简单、且滤波效果好。
进一步，本发明的方案，通过在比较器或运算放大器的两个输入端之间新增一个滤波电容，结构简单、成本低，且可以避免输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作，进而确保比较系统或放大系统电路的使用可靠性和稳定性。
由此，本发明的方案，通过在比较器电路或运算放大器的两个信号输入端之间新增一个滤波电容，解决现有技术中通过滤波电容接到大地的滤波方式存在滤波效果差的问题，从而，克服现有技术中滤波效果差、电路结构复杂和成本高的缺陷，实现滤波效果好、电路结构简单和成本低的有益效果。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的信号滤波装置的一实施例的结构示意图，具体为比较器或运算放大器滤波电路；
图2为本发明的信号滤波装置的另一实施例的结构示意图，具体为带有偏置输入电压或偏置输入信号的比较器或运算放大器滤波电路；
图3为不带滤波电容的情况下纹波图形；
图4为带C3(500PF)滤波电容的情况下纹波图形；
图5为示波器的参数设置界面。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。
根据本发明的实施例，提供了一种信号滤波装置。参见图1至图5所示的例子。该信号滤波装置可以包括：滤波电容。
其中，所述滤波电容，设置于待滤波器件的第一信号输入端和第二信号输入端之间；并且，所述滤波电容在所述信号滤波装置中的放置位置，与所述待滤波器器件的第一信号输入端之间的第一距离、以及与所述待滤波器件的第二信号输入端之间的第二距离，均在设定范围内。
例如：在比较器或运算放大器的两个输入端之间，新增一个滤波电容，这种方式区别于以往在比较器或放大器的两个输入引脚上，各自接一个滤波电容，各自通过滤波电容接到大地上，进行滤波的方式，可以有效解决由于输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作的问题，滤波效果好。
例如：可以有效地将比较器或放大器两个输入端信号进行滤波，将两个输入信号带有的毛刺或波动进行过滤，将输入信号中携带的毛刺和谐波进行滤除；还可以将正负端输入信号中共模信号进行滤除；同步能稳定正负端输入信号中的差模信号；避免输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作，可以有效增加比较系统或放大系统电路的使用可靠性。
由此，通过在待滤波器件的两个信号输入端之间设置滤波电容，且使滤波电容的放置位置与两个信号输入端之间的距离限定在设定范围内，可以在简化硬件结构和降低硬件成本的基础上，大大提高滤波效果，提升待滤波器件对信号处理的精准性和可靠性。
可选地，所述待滤波器件，可以包括：比较器或运算放大器。
具体地，所述第一信号输入端，可以包括：所述比较器或所述运算放大器的同相输入端；所述滤波电容的第一连接端连接至所述同相输入端。所述第二信号输入端，可以包括：所述比较器或所述运算放大器的反相输入端；所述滤波电容的第二连接端连接至所述反相输入端。
例如：在比较器电路或运算放大器电路的使用中，在器件的两个信号输入端之间新增一个滤波电容。滤波电容的放置位置尽可能地接近器件的两个信号输入端。滤波电容的存在，将有效地滤除正负输入信号带有的毛刺、脉冲、谐波等杂散信号；同时也将正负输入信号之间的差模信号进行滤除；可以避免输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作，确保比较系统或放大系统电路的使用可靠性和稳定性。
例如：在比较器或运算放大器的实际使用过程中，在两个器件的两个输入端之间新增一个滤波电容(如电容C1)。此滤波电容是放在比较器或运算放大器的正负输入端之间的，即滤波电容的一端引脚连接比较器或运算放大器的正输入端，另外一个引脚连接比较器或运算放大器的负输入端。
由此，通过在比较器或运算放大器的两个信号输入端之间设置滤波电容，且使滤波电容的放置位置与两个信号输入端之间的距离限定在设定范围内，可以大大提高滤波效果，提升比较器或运算放大器的比较或放大处理的精准性和可靠性，且结构简单、成本低。
在一个可选实施方式中，还可以包括：第一限流电阻和第二限流电阻。
其中，所述第一限流电阻，设置在所述滤波电容的第一连接端、与所述同相输入端的前置正信号输入端(如远离所述同相输入端的正信号输入端)之间。所述第二限流电阻，设置在所述滤波电容的第二连接端、与所述反相输入端的前置负信号输入端(如远离所述反相输入端的负信号输入端)之间。
例如：如图1所示，R1、R2同为限流电阻，限制前置电路过来的电流大小，保证电流是在比较器或运算放大器的合理工作电流之内；C1为滤波电容，提供滤波、消除共模信号以及稳定差模信号的作用。放置位置为在比较器或运算放大器的输入两端(+端和-端)之间，信号输出为输入信号经过比较器进行比较运算处理之后的信号输出端。
例如：此滤波电容一般放置在器件的正负输入端与限流电阻(如电阻R1和电阻R2)等前置器件或电路之间，也就是这个滤波电容的放置位置尽可能的接近器件的两个信号输入端。其中，此新增的滤波电容应放在比较器或运算放大器的两个输入引脚与其它所有需要的前置电阻、电容、电感及其它前置处理电路之间，意即在比较器或运算放大器与滤波电容之间不允许有其他的电阻、电容、电感、处理电路等前置元器件或电路。在有滤波电容的情况下，滤波电容将两个信号输入端的信号进行过滤，将正负端输入信号中带有的毛刺、脉冲、谐波等杂散信号进行滤除；同时，将正负端输入信号中共模信号进行滤除；与此同时，稳定正负端输入信号中的差模信号；保证输入信号的稳定性，避免输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作，确保比较系统或放大系统电路的使用可靠性。
由此，通过设置限流电阻对比较器或运算放大器的前置输入信号进行限流处理，可以提升比较或放大处理的可靠性和安全性；并且，将滤波电阻设置在限流电阻与比较器或运算放大器之间，滤波可靠性高、安全性好。
在一个可选实施方式中，还可以包括：分压电阻。
具体地，当所述同相输入端的前置正信号输入端、或所述反相输入端的前置负信号输入端中的一个信号输入端为偏置信号输入端时，所述分压电阻连接在所述偏置信号输入端与地之间。
其中，所述偏置信号输入端远离所述同相输入端或所述反相输入端的一端，连接至设定的偏置电压源。
例如：两个信号输入端的其中一端(+端或者-端)为偏置电压或偏置信号输入的情况下，偏置输入电压或偏置输入信号的情况可类似于如图2所示。参见图2所示的例子，R3为分压电阻，与R2电阻一起为偏置信号输入端提供偏置输入电压，作为一个基准参考电压。R1、R2同为限流电阻，为比较器或运算放大器的两个输入端限制电流，以使电路工作在合理的工作电流之内。VDD1为偏置电压源，为反相输入端提供工作电压。C1为滤波电容，提供滤波、消除共模信号以及稳定差模信号的作用。放置位置为在比较器或运算放大器的输入两端(+端和-端)之间。信号输出为输入信号经过比较器或运算放大器进行比较运算处理之后的信号输出端。
由此，通过设置分压电阻对比较器或运算放大器的偏置输入信号进行分压处理，可以提升比较或放大处理的可靠性和安全性；并且，将滤波电阻设置在分压电阻与比较器或运算放大器之间，可以进一步提升滤波的效率和效果。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过在比较器或运算放大器的两个输入端之间新增一个滤波电容，可以有效解决由于输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作的问题，提升滤波效果。
根据本发明的实施例，还提供了对应于信号滤波装置的一种控制器。该控制器可以包括：以上所述的信号滤波装置。
在一个可选实施方式中，基于现有技术存在的恶劣情况的发生，本发明提供了一种新型比较器滤波电路，将有效地解决现有技术中存在的问题。
具体地，控制电路中，比较器或运算放大器的两个信号输入端的输入信号是不稳定的，或具有脉动的情况下，会导致比较器或运算放大系统进行误动作，严重影响电路的使用可靠性。基于此，本发明提供了一种新型的比较器滤波电路，在比较器或运算放大器的两个输入端之间，新增一个滤波电容，这种方式区别于以往在比较器或放大器的两个输入引脚上，各自接一个滤波电容，各自通过滤波电容接到大地上，进行滤波的方式，可以有效解决由于输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作的问题。
在一个可选例子中，本发明的方案中，在比较器电路或运算放大器电路的使用中，在器件的两个信号输入端之间新增一个滤波电容。滤波电容的放置位置尽可能地接近器件的两个信号输入端。电容值的一般推荐值为皮法(pF)到微法(μF)之间。滤波电容的存在，将有效地滤除正负输入信号带有的毛刺、脉冲、谐波等杂散信号；同时也将正负输入信号之间的差模信号进行滤除；可以避免输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作，确保比较系统或放大系统电路的使用可靠性和稳定性。
例如：通过滤波电路、比较器电路和泄放电路三个组成的电路，本质上为反馈电路及保护电路，放置位置为反馈位置，适用于供电设备领域。而本发明中仅为比较器电路和滤波电路，本质上为滤波电路，放置位置为比较器或运算放大器的两个输入端之间。
例如：通过滤波电路、比较器电路和泄放电路三个组成的电路，是与前置或其他电路进行搭接反馈使用的；同时专门设计为滤除高频信号，只留低频信号通过的低通滤波电路。而本发明为比较器或运算放大器输入信号端的滤波电路，可根据实际情况选择不同的电容值以滤除相应频段的杂散信号，可在宽频段使用。
例如：此滤波电容一般放置在器件正负输入端的限流电阻(R1和R2)与器件之间，最好就是这个滤波电容的放置位置尽可能地接近器件的两个信号输入端。在本发明中，我们推荐或规定，此新增的滤波电容应放在比较器或运算放大器的两个输入引脚与其它所有需要的前置电阻、电容、电感及其它前置处理电路之间，意即在比较器或运算放大器与滤波电容之间不允许有其他的电阻、电容、电感、处理电路等前置元器件或电路。
例如：此滤波电容的电容值，一般推荐值为皮法(pF)到微法(μF)之间，即0皮法(pF)～1000微法(μF)之间。
具体地，在比较器或运算放大器的实际使用过程中，在两个器件的两个输入端之间新增一个滤波电容(如电容C1)。我们规定，此滤波电容是放在比较器或运算放大器的正负输入端之间的，即滤波电容的一端引脚连接比较器或运算放大器的正输入端，另外一个引脚连接比较器或运算放大器的负输入端。此滤波电容一般放置在器件的正负输入端与限流电阻(如电阻R1和电阻R2)等前置器件或电路之间，也就是这个滤波电容的放置位置尽可能的接近器件的两个信号输入端。在本发明中，我们推荐或规定，此新增的滤波电容应放在比较器或运算放大器的两个输入引脚与其它所有需要的前置电阻、电容、电感及其它前置处理电路之间，意即在比较器或运算放大器与滤波电容之间不允许有其他的电阻、电容、电感、处理电路等前置元器件或电路。在有滤波电容的情况下，滤波电容将两个信号输入端的信号进行过滤，将正负端输入信号中带有的毛刺、脉冲、谐波等杂散信号进行滤除；同时，将正负端输入信号中共模信号进行滤除；与此同时，稳定正负端输入信号中的差模信号；保证输入信号的稳定性，避免输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作，确保比较系统或放大系统电路的使用可靠性。
可见，本发明提出了一种新型比较器滤波电路，可以有效地将比较器或放大器两个输入端信号进行滤波，将两个输入信号带有的毛刺或波动进行过滤，将输入信号中携带的毛刺和谐波进行滤除；还可以将正负端输入信号中共模信号进行滤除；同步能稳定正负端输入信号中的差模信号；避免输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作，可以有效增加比较系统或放大系统电路的使用可靠性。
在一个可选具体实施方式中，可以参见图1至图4所示的例子，对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。
在一个可选具体例子中，图1中，+信号输入端为比较器或运算放大器+端的输入信号，-信号输入端为比较器或运算放大器-端的输入信号；VDD为比较器的工作电压，为比较器或运算放大器工作提供电压，GND为比较器的地端；R1、R2同为限流电阻，限制前置电路过来的电流大小，保证电流是在比较器或运算放大器的合理工作电流之内；C1为本发明的核心—滤波电容，提供滤波、消除共模信号以及稳定差模信号的作用。放置位置为在比较器或运算放大器的输入两端(+端和-端)之间，信号输出为输入信号经过比较器进行比较运算处理之后的信号输出端。
参见图1所示的例子，本发明的具体工作原理描述如下：
在比较器或运算放大器的实际使用过程中，在两个信号输入端之间新增一个滤波电容。此滤波电容一般放置在器件正负输入端的限流电阻(R1和R2)与器件之间，最好就是这个滤波电容的放置位置尽可能的接近器件的两个信号输入端。在本发明中，我们推荐或规定，此新增的滤波电容应放在比较器或运算放大器的两个输入引脚与其它所有需要的前置电阻、电容、电感及其它前置处理电路之间，意即在比较器或运算放大器与滤波电容之间不允许有其他的电阻、电容、电感、处理电路等前置元器件或电路。电容值的一般推荐值为皮法(pF)到微法(μF)之间。滤波电容的存在，将有效地滤除正负输入信号中带有的毛刺、脉冲、谐波等杂散信号；同时也将正负输入信号之间的共模信号进行滤除，更重要的是能稳定正负输入信号之间的差模信号；避免输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作，确保比较系统或放大系统电路的使用可靠性和稳定性。
在一个可替代具体例子中，以下情况皆可替代本发明的实施例，皆应在本发明的保护范围内。
可选地，一是比较器可以使用运算放大器进行代替，二是两个信号输入端的其中一端(+端或者-端)为偏置电压或偏置信号输入的情况下，偏置输入电压或偏置输入信号的情况可类似于如图2所示。
参见图2所示的例子，R3为分压电阻，与R2电阻一起为偏置信号输入端提供偏置输入电压，作为一个基准参考电压。R1、R2同为限流电阻，为比较器或运算放大器的两个输入端限制电流，以使电路工作在合理的工作电流之内。VDD1为偏置电压源，为反相输入端提供工作电压。C1为滤波电容，提供滤波、消除共模信号以及稳定差模信号的作用。放置位置为在比较器或运算放大器的输入两端(+端和-端)之间。信号输出为输入信号经过比较器或运算放大器进行比较运算处理之后的信号输出端。
其中，-偏置信号输入端的输入值可用下面的公式进行计算得到：
这个-偏置信号输入值等效于图1当中的-信号输入端的输入信号。基于此种偏置信号输入的情况下的滤波方式，亦在本发明的保护范围内。
可见，图1和图2所示的例子，解决了比较器或运算放大器的两个信号输入端的输入信号不稳定的问题，可以有效增加比较系统或放大系统电路的使用可靠性。
下面参见图3和图4所示的例子，对比较器及运放滤波电路的纹波仿真情况进行示例性说明。
可选地，不带滤波电容电路，不带滤波电容的情况下纹波图形如图3所示。
可选地，带滤波电容电路，如选取的滤波电容为C3(500PF)，带C3(500PF)滤波电容的情况下纹波图形如图4所示。其中，图3和图4中示波器显示参数为统一设置参数(设置参数可查看面5所示的参数设置)。
从图3至图5可见，带了滤波电容的输出纹波要比不带滤波电容的输出纹波小的多。
由于本实施例的控制器所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图5所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过在比较器或运算放大器的两个输入端之间新增一个滤波电容，可以将有效地滤除正负输入信号带有的毛刺、脉冲、谐波等杂散信号。同时也将正负输入信号之间的差模信号进行滤除，结构简单、且滤波效果好。
根据本发明的实施例，还提供了对应于控制器的一种控制器的信号滤波方法。该信号滤波方法可以包括：通过设置于所述控制器中待滤波器件的第一信号输入端和第二信号输入端之间的滤波电容，滤除所述第一信号输入端和/或所述第二信号输入端带有的杂散信号，滤除所述第一信号输入端与所述第二信号输入端中的差模信号，并稳定所述第一信号输入端与所述第二信号输入端中的共模信号。
其中，所述滤波电容与所述待滤波器器件的第一信号输入端之间的第一距离、以及与所述待滤波器件的第二信号输入端之间的第二距离，均在设定范围内。
例如：在比较器或运算放大器的两个输入端之间，新增一个滤波电容，这种方式区别于以往在比较器或放大器的两个输入引脚上，各自接一个滤波电容，各自通过滤波电容接到大地上，进行滤波的方式，可以有效解决由于输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作的问题，滤波效果好。
例如：可以有效地将比较器或放大器两个输入端信号进行滤波，将两个输入信号带有的毛刺或波动进行过滤，将输入信号中携带的毛刺和谐波进行滤除；还可以将正负端输入信号中共模信号进行滤除；同步能稳定正负端输入信号中的差模信号；避免输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作，可以有效增加比较系统或放大系统电路的使用可靠性。
由此，通过在待滤波器件的两个信号输入端之间设置滤波电容，且使滤波电容的放置位置与两个信号输入端之间的距离限定在设定范围内，可以在简化硬件结构和降低硬件成本的基础上，大大提高滤波效果，提升待滤波器件对信号处理的精准性和可靠性。
具体地，所述杂散信号，可以包括：毛刺信号、脉冲信号、谐波信号中的至少之一。
由此，通过对多种杂散信号的滤波处理，有利于提升滤波的灵活性和通用性。
可选地，所述待滤波器件，可以包括：比较器或运算放大器。
具体地，所述第一信号输入端，可以包括：所述比较器或所述运算放大器的同相输入端；所述滤波电容的第一连接端连接至所述同相输入端。所述第二信号输入端，可以包括：所述比较器或所述运算放大器的反相输入端。所述滤波电容的第二连接端连接至所述反相输入端。
例如：在比较器电路或运算放大器电路的使用中，在器件的两个信号输入端之间新增一个滤波电容。滤波电容的放置位置尽可能地接近器件的两个信号输入端。滤波电容的存在，将有效地滤除正负输入信号带有的毛刺、脉冲、谐波等杂散信号；同时也将正负输入信号之间的差模信号进行滤除；可以避免输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作，确保比较系统或放大系统电路的使用可靠性和稳定性。
例如：在比较器或运算放大器的实际使用过程中，在两个器件的两个输入端之间新增一个滤波电容(如电容C1)。此滤波电容是放在比较器或运算放大器的正负输入端之间的，即滤波电容的一端引脚连接比较器或运算放大器的正输入端，另外一个引脚连接比较器或运算放大器的负输入端。
由此，通过在比较器或运算放大器的两个信号输入端之间设置滤波电容，且使滤波电容的放置位置与两个信号输入端之间的距离限定在设定范围内，可以大大提高滤波效果，提升比较器或运算放大器的比较或放大处理的精准性和可靠性，且结构简单、成本低。
在一个可选实施方式中，还可以包括：通过设置在所述滤波电容的第一连接端、与所述同相输入端的前置正信号输入端(如远离所述同相输入端的正信号输入端)之间的第一限流电阻，和/或设置在所述滤波电容的第二连接端、与所述反相输入端的前置负信号输入端(如远离所述反相输入端的负信号输入端)之间的第二限流电阻，限制自所述比较器或所述运算放大器的前置电路传输的电流大小，以将所述电流限制在所述比较器或所述运算放大器的设定工作电流范围之内。
例如：如图1所示，R1、R2同为限流电阻，限制前置电路过来的电流大小，保证电流是在比较器或运算放大器的合理工作电流之内；C1为滤波电容，提供滤波、消除共模信号以及稳定差模信号的作用。放置位置为在比较器或运算放大器的输入两端(+端和-端)之间，信号输出为输入信号经过比较器进行比较运算处理之后的信号输出端。
例如：此滤波电容一般放置在器件的正负输入端与限流电阻(如电阻R1和电阻R2)等前置器件或电路之间，也就是这个滤波电容的放置位置尽可能的接近器件的两个信号输入端。其中，此新增的滤波电容应放在比较器或运算放大器的两个输入引脚与其它所有需要的前置电阻、电容、电感及其它前置处理电路之间，意即在比较器或运算放大器与滤波电容之间不允许有其他的电阻、电容、电感、处理电路等前置元器件或电路。在有滤波电容的情况下，滤波电容将两个信号输入端的信号进行过滤，将正负端输入信号中带有的毛刺、脉冲、谐波等杂散信号进行滤除；同时，将正负端输入信号中共模信号进行滤除；与此同时，稳定正负端输入信号中的差模信号；保证输入信号的稳定性，避免输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作，确保比较系统或放大系统电路的使用可靠性。
由此，通过设置限流电阻对比较器或运算放大器的前置输入信号进行限流处理，可以提升比较或放大处理的可靠性和安全性；并且，将滤波电阻设置在限流电阻与比较器或运算放大器之间，滤波可靠性高、安全性好。
在一个可选实施方式中，还可以包括：当所述同相输入端的前置正信号输入端、或所述反相输入端的前置负信号输入端中的一个信号输入端为偏置信号输入端时，通过设置在所述偏置信号输入端与地之间的分压电阻，与所述偏置信号输入端与前置电路之间的限流电阻(如第一限流电阻或第二限流电阻)一起，为所述比较器或所述运算放大器提供偏置输入电压，以作为所述比较器或所述运算放大器的基准参考电压。
例如：两个信号输入端的其中一端(+端或者-端)为偏置电压或偏置信号输入的情况下，偏置输入电压或偏置输入信号的情况可类似于如图2所示。参见图2所示的例子，R3为分压电阻，与R2电阻一起为偏置信号输入端提供偏置输入电压，作为一个基准参考电压。R1、R2同为限流电阻，为比较器或运算放大器的两个输入端限制电流，以使电路工作在合理的工作电流之内。VDD1为偏置电压源，为反相输入端提供工作电压。C1为滤波电容，提供滤波、消除共模信号以及稳定差模信号的作用。放置位置为在比较器或运算放大器的输入两端(+端和-端)之间。信号输出为输入信号经过比较器或运算放大器进行比较运算处理之后的信号输出端。
由此，通过设置分压电阻对比较器或运算放大器的偏置输入信号进行分压处理，可以提升比较或放大处理的可靠性和安全性；并且，将滤波电阻设置在分压电阻与比较器或运算放大器之间，可以进一步提升滤波的效率和效果。
由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述控制器的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过在比较器或运算放大器的两个输入端之间新增一个滤波电容，结构简单、成本低，且可以避免输入信号的波动导致比较器或运算放大系统的误动作，进而确保比较系统或放大系统电路的使用可靠性和稳定性。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种信号滤波装置，其特征在于，包括：滤波电容；
所述滤波电容，设置于待滤波器件的第一信号输入端和第二信号输入端之间；并且，所述滤波电容在所述信号滤波装置中的放置位置，与所述待滤波器器件的第一信号输入端之间的第一距离、以及与所述待滤波器件的第二信号输入端之间的第二距离，均在设定范围内。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述待滤波器件，包括：比较器或运算放大器；
所述第一信号输入端，包括：所述比较器或所述运算放大器的同相输入端；所述滤波电容的第一连接端连接至所述同相输入端；
所述第二信号输入端，包括：所述比较器或所述运算放大器的反相输入端；所述滤波电容的第二连接端连接至所述反相输入端。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：第一限流电阻和第二限流电阻；其中，
所述第一限流电阻，设置在所述滤波电容的第一连接端、与所述同相输入端的前置正信号输入端之间；
所述第二限流电阻，设置在所述滤波电容的第二连接端、与所述反相输入端的前置负信号输入端之间。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，还包括：分压电阻；
当所述同相输入端的前置正信号输入端、或所述反相输入端的前置负信号输入端中的一个信号输入端为偏置信号输入端时，所述分压电阻连接在所述偏置信号输入端与地之间；
所述偏置信号输入端远离所述同相输入端或所述反相输入端的一端，连接至设定的偏置电压源。
5.一种控制器，其特征在于，包括：如权利要求1-4任一所述的信号滤波装置。
6.一种如权利要求5所述的控制器的信号滤波方法，其特征在于，包括：
通过设置于所述控制器中待滤波器件的第一信号输入端和第二信号输入端之间的滤波电容，滤除所述第一信号输入端和/或所述第二信号输入端带有的杂散信号，滤除所述第一信号输入端与所述第二信号输入端中的差模信号，并稳定所述第一信号输入端与所述第二信号输入端中的共模信号；
其中，所述滤波电容与所述待滤波器器件的第一信号输入端之间的第一距离、以及与所述待滤波器件的第二信号输入端之间的第二距离，均在设定范围内。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述待滤波器件，包括：比较器或运算放大器；
所述第一信号输入端，包括：所述比较器或所述运算放大器的同相输入端；所述滤波电容的第一连接端连接至所述同相输入端；
所述第二信号输入端，包括：所述比较器或所述运算放大器的反相输入端；所述滤波电容的第二连接端连接至所述反相输入端。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
通过设置在所述滤波电容的第一连接端、与所述同相输入端的前置正信号输入端之间的第一限流电阻，和/或设置在所述滤波电容的第二连接端、与所述反相输入端的前置负信号输入端之间的第二限流电阻，限制自所述比较器或所述运算放大器的前置电路传输的电流大小，以将所述电流限制在所述比较器或所述运算放大器的设定工作电流范围之内。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，还包括：
当所述同相输入端的前置正信号输入端、或所述反相输入端的前置负信号输入端中的一个信号输入端为偏置信号输入端时，通过设置在所述偏置信号输入端与地之间的分压电阻，与所述偏置信号输入端与前置电路之间的限流电阻一起，为所述比较器或所述运算放大器提供偏置输入电压，以作为所述比较器或所述运算放大器的基准参考电压。
10.根据权利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，所述杂散信号，包括：毛刺信号、脉冲信号、谐波信号中的至少之一。
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