CN1142628C - 一种整形电路 - Google Patents

Abstract

一种整形电路。包括匹配隔离电路、自偏置电路、门限放大电路和反馈电路，其中反馈电路为一正反馈电路，自偏置电路输出的配置电压等于门限放大电路的门限电平，电路工作于双稳态。本发明频带宽，灵敏度高，电路简单易于调试。

Description

一种整形电路

技术领域

本发明涉及一种对输入脉冲信号进行整形的技术。

背景技术

对输入的脉冲信号进行整形的技术业已公知，通常都采用施密特整形电路进行整形，但施密特电路的门限电平较大(通常大于1.4V)，在输入脉冲信号较小、叠加的噪声较大时容易丢失脉冲或者判断失误。现有技术中常见的做法是加一个反馈放大电路以解决该问题，但反馈放大电路不可避免地引入了放大器自身的噪声，影响波形恢复的质量，并且为了使放大器工作于线性区，输入信号带宽受到限制。此外，采用反馈放大电路也易于形成振荡。

发明内容

本发明的目的就是提供一种克服了上述缺点，频带宽，灵敏度高，不引入放大器自身噪声的整形电路。

本发明包括顺次相连的匹配隔离电路、预处理电路和施密特整形电路，其特征在于预处理电路包括门限放大电路、反馈电路和为所述门限放大电路提供最佳工作点的自偏置电路。

其中自偏置电路由第一反相器构成，将其输出接至输入，则构成强负反馈电路，使所述第一反相器输出的电压稳定在中点电压。自偏置电压经由自偏置电阻引至所述匹配隔离电路的输出端。

所述门限放大电路包括偶数个串联的第二反相器和/或若干个串联的同相器，所述门限放大电路中从输入端看第一个所述反相器/同相器的门限电平等于所述自偏置电压。并联在所述门限放大电路输入输出端的反馈电阻和反馈电容构成所述反馈电路，因为所述门限放大电路中的所述第二反相器个数为偶数，因此所述反馈电路为一正反馈电路。所述门限放大电路的输入端通过门限电阻与所述匹配隔离电路的输出端相连，从而引入输入信号和自偏置电压。需要说明一下，所述同相器是指输入输出同相的逻辑电路。

所述匹配隔离电路起隔直流、匹配输入阻抗的作用，所述施密特整形电路用于提高输出的驱动能力并进一步滤除噪声。

本发明中门限放大电路的门限电平和放大倍数取决于反馈电阻和门限电阻，因此其门限电平的大小可灵活设置，从而提高了灵敏度：因为门限放大电路工作于双稳态，不会因相位抖动而引起振荡，也没有采用反馈放大电路时放大器自身噪声的问题；又因为预处理电路事实上工作于双稳态，因此本发明的输入带宽主要由匹配隔离电路决定，选取合适的器件，便可以有较宽的带宽。

附图说明

图1示出了本发明的一个实施例的电路图：

图2为应用本发明的一个定时信号发生器的结构框图：

图3为本发明的另一个应用实施例的结构框图。

具体实施方式

附图1中的实框101为一匹配隔离电路，包括变压器T，电阻R1、R2，电容C1，以及稳压二极管D1。变压器T1的初级接外线输入，次级一端接地，另一端并接电阻R1后串接一个电阻R2和一个电容C1接至A点，稳压二极管D1一端接地、另一端与A点相连以防止高压脉冲的出现。输入的信号经过上述的匹配隔离电路后送到A点，然后进入门限放大电路102。其中变压器T1起隔直流作用，若不是外线输入，可以省去；电阻R1起输入阻抗匹配作用；电容C1和电阻R2起电流隔离作用。

实框102为预处理电路。其中，虚框102A为由反相器IC1构成的自偏置电路。反相器IC1的输出接至输入端，构成强负反馈电路，使IC1的输出电压稳定在中点电压。自偏置电阻R3串接在A点和自偏置电路的输出端，将自偏置电压引至A点。

虚框102C为门限放大电路，包括两个串联的反相器IC2、IC3，IC2、IC3与所述自偏置电路中的IC1相同以保证各个反相器有相同的中点电压，本实施例中采用型号为74HC04的芯片，该芯片提供6个相同的反相器。并联在反相器IC2、IC3输入输出端的反馈电阻R5和反馈电容C2构成虚框102B中的反馈电路。反相器IC2的输入端与A点以门限电阻R4串接联通从而引入输入信号。需要说明一下，门限放大电路102C中也可以包括若干个串联的同相器(图中未示出)，只要保证反馈电路102B为一正反馈电路并且自偏置电压等于门限放大电路中从输入端看第一个反相器/同相器的门限电平。同相器可以是输入端接在一起的与门或者非门等等。

反相器IC4作为施密特整形电路，以提高门限放大电路102C输出信号的驱动能力并进一步滤除噪声。

本实施例中，R5＞＞R4，R4≈R3，R3取值范围为100Ω～10KΩ，R3与R4的比例范围为1∶2～2∶1，R5取值范围为10KΩ～1MΩ。电容C2加快反相器IC2、IC3的翻转速度，其取值范围为1pf～100pf。

如图2所示，本发明可以用于定时信号发生器21中，来自其他设备的时钟信号等输入信号经匹配隔离电路101后，由如图1所示的预处理电路102进行整形，经反相器IC4进一步整形后输出方波信号送给分频单元203，分频产生所需的定时信号，提供给程控交换机等通信设备作为其时钟源。其中预处理电路102和反相器IC4合称为整形单元202。

图3示出作为应用本发明电路的定时信号发生器的另一个实施例的结构框图。其包括至少一个匹配隔离电路101、与各个匹配隔离电路相连的整形单元202，还包括分频单元303、监控单元304、测试单元305、多选一电路306、以及CPU307。来自其他设备的时钟信号等输入信号经匹配隔离电路101后分为两路，一路送给整形单元202，经过放大、整形后送给分频单元303，经分频单元303分频后得到所需的定时信号；另一路送给监控单元304，由监控单元304检测各输入通道是否正常，并将检测信息上报给处理器307，处理器307处理来自监控单元304的信息，对监控单元304进行控制，并根据对监控单元304上报信息的处理结果控制分频单元303，使分频单元输出所需的定时信号。本实施例中还可以有以其他方式得到的定时信号，这些定时信号和分频单元输出的定时信号一起被送给测试单元305，该测试单元测试各个定时信号的质量，并将结果上报给处理器307，处理器307根据该结果控制多选一电路306选通各路定时信号中的一路作为输出。此外，处理器307还对测试单元305进行控制。

以上虽已结合实施例详细说明了本发明，但显然本领域的专业人士可以作出种种显而易见的变动，因此，本发明的保护范围由权利要求书确定。

Claims (9)

1、一种整形电路，包括顺次相连的用于隔直流、匹配输入阻抗的匹配隔离电路(101)和对输入信号进行整形的预处理电路(102)以及施密特电路(IC4)，其特征在于所述预处理电路(102)包括门限放大电路(102C)、正反馈电路(102B)和自偏置电路(102A)，所述正反馈电路(102B)并联在门限放大电路(102C)的输入输出端，所述自偏置电路(102A)包括输出接至输入的第一反相器(IC1)，其输出端通过自偏置电阻(R3)与所述匹配隔离电路(101)的输出端相连，所述门限放大电路(102C)的输入端通过门限电阻(R4)与所述匹配隔离电路(101)及自偏置电路(102A)的输出端相连，输出端与施密特电路的输入端相连，所述门限放大电路包括偶数个串联的第二反相器(IC2、IC3)和/或若干个串联的同相器，其中，第二反相器(IC2、IC3)和自偏置电路(102A)的第一反相器(IC1)是相同的，并且从输入端看第一个所述反相器/所述同相器的门限电平等于所述自偏置电路(102A)的输出电压。

2、如权利要求1所述的整形电路，其特征在于：所述正反馈电路包括并接在所述门限放大电路(102C)输入输出端的反馈电阻(R5)。

3、如权利要求2所述的整形电路，其特征在于：所述正反馈电路包括并接在所述门限放大电路(102C)输入输出端的反馈电容(C2)。

4、如权利要求3所述的整形电路，其特征在于：所述反馈电容(C2)取值范围为1皮法～100皮法。

5、如权利要求4所述的整形电路，其特征在于：所述反馈电阻(R5)取值范围为10千欧姆～1兆欧姆。

6、如权利要求5所述的整形电路，其特征在于：所述自偏置电阻(R3)取值范围为100欧姆～10千欧姆。

7、如权利要求6所述的整形电路，其特征在于：所述自偏置电阻(R3)和所述门限电阻(R4)的比例范围为1∶2-2∶1。

8、一种定时信号发生器，其特征在于：所述定时信号发生器包括如权利要求1所述的整形电路和分频单元(203)。

9、一种定时信号发生器，其特征在于：所述定时信号发生器包括多个如权利要求1所述的整形电路，还包括分频单元(303)、监控单元(304)、测试单元(305)、多选一电路(306)、以及处理器(307)：所述监控单元(304)与各所述整形电路中的匹配隔离电路(101)相连，检测各输入通道是否正常，并将检测信息上报给所述处理器(307)；所述分频单元(303)与各所述整形电路相连，在所述处理器(307)的控制下分频产生所需的定时信号；所述测试单元(305)测试各个定时信号的质量，并将结果上报给所述处理器(307)；所述多选一电路(306)以所有的定时信号为其输入，在所述处理器(307)的控制下选择一路定时信号作为输出；所述处理器(307)与所述监控单元(304)、所述分频单元(303)、所述测试单元(305)、以及所述多选一电路(306)相连，接收并处理来自各所述单元的信息，并对各单元进行控制。

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