CN203840306U - 电源启动重置电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源启动重置电路，其包括有能产生复位信号的触发电路单元、与该触发电路单元的输入端连接并能对复位信号进行处理的放电电路单元，以及与该触发电路单元的输出端连接并滤除复位信号中窄脉冲的滤波电路单元。本实用新型的电源启动重置电路，其电路简单，每次可以有效启动，有效过滤信号毛刺，不会误触发，芯片稳定，误操作率降低。

Description

电源启动重置电路

技术领域

本实用新型有关一种重置信号产生电路，特别是指一种电路简单、可有效过滤信号毛刺，并且触发准确的电源启动重置电路。

背景技术

在设计电子电路时，往往在电路中要加入重置（reset）机制，以便使电子电路在需要时恢复为初始状。尤其对于电子电路开启电源之初时，电路中各组件处于不确定状态，此时需要重置此电路，以将电路中各组件设定为初始状态。因此，必须设计一个电路用以在开机初时产生重置信号。

图1为传统电压起始重置电路的范例，包括电阻110、电容120、史密斯触发器（Schmitt trigger）130以及反相器140, 当电源开启时, 节点180 将被充电, 电位由0 充到电源电压, 当节点180的电压大于史密斯触发器的高压比较位准时, 节点190会由0转1, 提供芯片重置信号。此种重置电路虽然结构简单，但该电路最大的缺点在于电阻值过高，而集成电路布局时，过高的电阻值并不容易实现，同时也将耗费极大的布局空间，并且电容、电阻值会随着工艺制作而产生漂移。图2为关于一种低功率消耗的电源启动重置电路，包括有一非门组件1、一时间延迟组件2、一波形整形组件3、以及一或非门组件4，利用一时间延迟组件2使得节点D 与节点 B 信号有个时间差，通过或非门组件4 产生触发信号。这种电路的缺点是当提供电力至IC时，电压抖动时，因为时间延迟组件2内有电容，电容上电压不会马上随着电源电压的变化而变化，所以出发信号可能会有毛刺产生。图3为另一种电压起始重置电路300，其包括快速放电单元400与具有第一压降组件340以及第二压降组件350的触发单元330，快速放电单元400依据电压源315的供应电压V s u p p l y 改变的速率用以选择性的导通来自触发单元330的电流，电压起始重置电路300是通过节点310处接收来自耦接至IC 305的电压源315的供应电压V s u p p l y ，以于节点320处产生有关供应电压V s u p p l y的预选的重置信号。电压起始重置电路300传送重置信号，并于电压起始重置电路300的节点320处产生输出电压V o u t ，用以控制IC 305的运作。但这种电路结构太过于复杂，生产成本较高。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种电路简单、可有效过滤信号毛刺，并且触发准确的电源启动重置电路。

为达到上述目的，本实用新型提供一种电源启动重置电路，其包括有能产生复位信号的触发电路单元、与该触发电路单元的输入端连接并能对复位信号进行处理的放电电路单元，以及与该触发电路单元的输出端连接并滤除复位信号中窄脉冲的滤波电路单元。

所述放电电路单元包括电压比较电路与放电电路，该电压比较电路输出端连接放电电路输入端，该电压比较电路具有两输入端，其中一输入端连接电源，该电压比较电路的另一输入端为电源端，该电源端与该放电电路的另一端同时连接所述触发电路单元。

所述触发电路单元其包括有场效应管、电容、第一级反相器与第二级反相器，该场效应管的源极连接所述电源，漏极连接该电容一端，该电容另一端接地，同时该场效应管的漏极连接该第一级反相器的输入端，第一级反相器的输出端连接该第二级反相器的输入端，第二级反相器的输出端连接所述滤波电路单元，该第一级反相器的输入端与该场效应管的漏极的连接处为节点，所述电压比较电路的另一输入端与所述放电电路的另一端同时连接该节点。

所述触发电路单元其包括有场效应管、电容、第一级反相器与第二级反相器，该场效应管的漏极连接所述电源，源极连接该电容一端，该电容另一端接地，同时该场效应管的源极连接该第一级反相器的输入端，第一级反相器的输出端连接该第二级反相器的输入端，第二级反相器的输出端连接所述滤波电路单元，该第一级反相器的输入端与该场效应管的源极的连接处为节点，所述电压比较电路的另一输入端与所述放电电路的另一端同时连接该节点。

所述电压比较电路为一具有史密斯触发器特性的反相器，所述放电电路为一N型场效应管，该反相器的输出端连接该N型场效应管的栅极，该反相器的一个输入端连接电源，该反相器的另一输入端为电源端，该电源端与该N型场效应管的漏极同时连接所述触发电路单元，该N型场效应管的源极连接电源。

所述电压比较电路为一具有史密斯触发器特性的反相器，所述放电电路为一N型场效应管，该反相器的输出端连接该N型场效应管的栅极，该反相器的一个输入端连接电源，该反相器的另一输入端为电源端，该电源端与该N型场效应管的源极同时连接所述触发电路单元，该N型场效应管的漏极连接电源。

所述电压比较电路为运算放大器，所述放电电路为一N型场效应管，该运算放大器的输出端连接该N型场效应管的栅极，该运算放大器的一个输入端连接电源，该运算放大器的另一输入端为电源端，该电源端与该N型场效应管除栅极之外的一端同时连接所述触发电路单元，该N型场效应管除栅极之外的另一端连接电源。

第一级反相器与第二级反相器为史密特触发器。

所述触发电路单元其包括有场效应管、电容、缓冲器，该场效应管的栅极接地，该场效应管除栅极之外的一端连接所述电源，该场效应管除栅极之外的另一端连接该电容一端，该电容另一端接地，同时该场效应管除栅极之外的另一端连接该缓冲器的输入端，该缓冲器的输出端连接所述滤波电路单元，该缓冲器的输入端与该场效应管除栅极之外的另一端的连接处为节点，所述电压比较电路的另一输入端与所述放电电路的另一端同时连接该节点。

所述滤波电路单元包括多级延迟电路与多级与门，其中一级延迟电路的输出信号与原始信号的与逻辑运算信号作为下一级延迟电路的输入信号。 

本实用新型的电源启动重置电路，其电路简单，每次可以有效启动，有效过滤信号毛刺，不会误触发，芯片稳定，误操作率降低。

附图说明

图1为现有技术中电压起始重置电路图；

图2为现有技术中另一种低功率消耗的电源启动重置电路图；

图3为现有技术中再一种电压起始重置电路图；

图4为本实用新型电源启动重置电路的原理框图；

图5为本实用新型电源启动重置电路的原理框图，图中示出放电电路单元的电路图结构；

图6为本实用新型中在不使用放电电路单元时的power波形与por波形图；

图7为本实用新型中经过放电电路单元去毛刺后的por波形与滤波后的reset波形图；

图8为本实用新型中的滤波电路单元的结构示意图。

具体实施方式

为便于对本实用新型的结构及达到的效果有进一步的了解，现结合附图并举较佳实施例详细说明如下。

如图4所示，本实用新型的电源启动重置电路用于一集成电路，其包括有依次连接的放电电路单元、触发电路单元及滤波电路单元，该触发电路单元能产生复位信号，该放电电路单元连接触发电路单元的输入端并能去除复位信号毛刺，该滤波电路单元连接触发电路单元的输出端并对复位信号的窄脉冲信号进行过滤。

本实用新型中的触发电路单元可为一般常见por电路（power on reset，电源启动重置电路），其包括有场效应管（MOS管）、电容C、第一级反相器1与第二级反相器2，该MOS管的源极（或漏极）连接电源power，漏极（或源极）连接电容C一端，电容C另一端接地（gnd），同时MOS管的漏极（或源极）连接第一级反相器1的输入端，第一级反相器1的输出端连接第二级反相器2的输入端，第二级反相器2的输出端为por端，第一级反相器1的输入端与MOS管的漏极（或源极）的连接处为节点vx。当电源开启时，电压源经由MOS管对电容C充电，当电容C的电压充电达到第一级反相器1的转态点时，则线路产生一重置信号（reset）。触发电路单元中因存在电容C，因此在最初上电时，节点vx上的电压值与power不同步，节点vx上的电压会落后power 一小段时间，在应用上, 通常会利用此特性当成reset 信号, 如波形图（waveform）图6中的时间t1所示。第一级反相器1与第二级反相器2可为史密特触发器。

本实用新型触发电路单元中的第一级反相器1与第二级反相器2可以用一个缓冲器替代，连接关系如同上述，不再赘述。

在不加入放电电路单元时，传统架构属于被动的放电机制，由线路中的电容对电源放电，故在电源电压下降的过程中，电容的电压始终比电源高（vx > power），而不会产生重置信号（如图6中的时间t3，t4所示）。另一个原因在于上电过程中，电压会抖动, 电容的电荷无法放电到地（如图6中的时间t5），对于短暂的放电时间后又接着下一次电压源开启上升的过程，会导致更高重置电压或是无法产生重置信号，以致于系统运作失败。

另外当电源接至IC时或更换电源时，电源电压开启期间, power 可能有抖动现象; 或当power 若受到具有高速、短周期的短时脉冲波形干扰（eft glitch） （例如电力错误或电磁干扰），或系统运作时, 电源电压不稳定, 以上这些状况会导致电源电压的不稳定。

因为触发电路单元内部有一电容, 电容在充电与放电过程中, 电压 vx 与power 不会同步, 有时vx 电压大于power, 有时 vx 电压低于power 端，因此 por端常会有毛刺出现, 如图6中时间t4,t5处所示。

如图4所示，本实用新型中的放电电路单元包括电压比较电路与放电电路，电压比较电路输出端连接放电电路输入端，该电压比较电路具有两输入端，其中一输入端连接电源，该电压比较电路的另一输入端为电源端，该电源端与该放电电路的另一端同时连接所述触发电路单元的节点vx，放电电路单元连接触发电路单元的节点vx，当利用电压比较电路检测到电源电压低于vx电压时, 控制触发电路单元中电容C的放电，进而产生电源起始重置信号。详说如下：

当vx电压大于power 电源电压，如图6中的时间t4, t5, 这种应用状况时由于vx > power , 所以por端为hi（高电平）, 不会产生reset, 因此触发电路单元并不动作，加入放电电路单元可以解决这问题, 当 vx > power 时, 放电电路单元中的电压比较电路会动作, 产生一控制信号, 驱使其中的放电电路, 加速节点vx的放电时间, 使得por端上的信号从原本的虚线变为实线，如图6中的por波形图，实线的讯号比虚线讯号所用放电时间短。

如图5所示，电压比较电路为一具有史密斯触发器特性的反相器3，其中电压比较电路的电源为vx，并非power，因此当power 电压低于vx 时, 电压比较电路会输出 hi（高电平）。

 放电电路可为一NMOS（N型场效应管），其源极（或漏极）连接电源power ，漏极（或源极）连接节点vx，NMOS的栅极连接电压比较电路的输出端。

如上述，当拔除电源时, 电源电压会先下降, 内部电容电压VX 也会下降, 但下降速度比电源电压慢，因为VX电压 > 电源电压, 所以 POR 电路有时会不正常操作, 加入放电电路单元后, 使vx电压下降较快, 当下次电源电压上升时, por电路才会正常动作，当加入放电电路单元后，por 的信号变得较“漂亮”, 整形后por端波形如图7所示por波形图。

本实用新型中的电压比较电路还可以为运算放大器，该运算放大器的输出端连接该N型场效应管的栅极，该运算放大器具有两个输入端，其中一个输入端连接电源，运算放大器的另一输入端为电源端，该电源端与该N型场效应管除源极（或漏极）同时连接所述触发电路单元，该N型场效应管漏极（或源极）连接电源。

经过“整形”的por 信号如图7所示，对于电压源上有高速、短周期的短时脉冲波形干扰, por 信号中有时会出现宽度过窄的低电压脉冲，这些窄脉冲信号可能使芯片中的电路reset 不完全, 导致功能不正常。对于这些过窄的信号, 可通过加入滤波电路来滤掉。

本实用新型中的滤波电路为de-glitch噪声消除电路, 其有多种实现方法， 如图8所示，其由多级delay电路(延迟电路) 与多级与门组成, 其中一级延迟电路的输出信号与原始信号的与逻辑运算信号作为下一级延迟电路的输入信号。如图8中延迟电路为143、142、141、140，多级与门为13、12、11、148，通过如上的电路, 原始信号IN 与其延迟后的信号D0 作“与”的逻辑运算, 产生 G_IN_D0 信号, 通过如上的连接, 做多次延时后可将过窄的信号滤掉，经过滤波后，复位信号如图7中reset波形图所示，窄脉冲信号被滤除。

本实用新型的电源启动重置电路，其电路简单，每次可以有效启动，有效过滤信号毛刺，不会误触发，芯片稳定，误操作率降低。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电源启动重置电路，其特征在于，其包括有能产生复位信号的触发电路单元、与该触发电路单元的输入端连接并能对复位信号进行处理的放电电路单元，以及与该触发电路单元的输出端连接并滤除复位信号中窄脉冲的滤波电路单元。

2.如权利要求1所述的电源启动重置电路，其特征在于，所述放电电路单元包括电压比较电路与放电电路，该电压比较电路输出端连接放电电路输入端，该电压比较电路具有两输入端，其中一输入端连接电源，该电压比较电路的另一输入端为电源端，该电源端与该放电电路的另一端同时连接所述触发电路单元。

3.如权利要求2所述的电源启动重置电路，其特征在于，所述触发电路单元其包括有场效应管、电容、第一级反相器与第二级反相器，该场效应管的源极连接所述电源，漏极连接该电容一端，该电容另一端接地，同时该场效应管的漏极连接该第一级反相器的输入端，第一级反相器的输出端连接该第二级反相器的输入端，第二级反相器的输出端连接所述滤波电路单元，该第一级反相器的输入端与该场效应管的漏极的连接处为节点，所述电压比较电路的另一输入端与所述放电电路的另一端同时连接该节点。

4.如权利要求2所述的电源启动重置电路，其特征在于，所述触发电路单元其包括有场效应管、电容、第一级反相器与第二级反相器，该场效应管的漏极连接所述电源，源极连接该电容一端，该电容另一端接地，同时该场效应管的源极连接该第一级反相器的输入端，第一级反相器的输出端连接该第二级反相器的输入端，第二级反相器的输出端连接所述滤波电路单元，该第一级反相器的输入端与该场效应管的源极的连接处为节点，所述电压比较电路的另一输入端与所述放电电路的另一端同时连接该节点。

5.如权利要求2所述的电源启动重置电路，其特征在于，所述电压比较电路为一具有史密斯触发器特性的反相器，所述放电电路为一N型场效应管，该反相器的输出端连接该N型场效应管的栅极，该反相器的一个输入端连接电源，该反相器的另一输入端为电源端，该电源端与该N型场效应管的漏极同时连接所述触发电路单元，该N型场效应管的源极连接电源。

6.如权利要求2所述的电源启动重置电路，其特征在于，所述电压比较电路为一具有史密斯触发器特性的反相器，所述放电电路为一N型场效应管，该反相器的输出端连接该N型场效应管的栅极，该反相器的一个输入端连接电源，该反相器的另一输入端为电源端，该电源端与该N型场效应管的源极同时连接所述触发电路单元，该N型场效应管的漏极连接电源。

7.如权利要求2所述的电源启动重置电路，其特征在于，所述电压比较电路为运算放大器，所述放电电路为一N型场效应管，该运算放大器的输出端连接该N型场效应管的栅极，该运算放大器的一个输入端连接电源，该运算放大器的另一输入端为电源端，该电源端与该N型场效应管除栅极之外的一端同时连接所述触发电路单元，该N型场效应管除栅极之外的另一端连接电源。

8.如权利要求3或4所述的电源启动重置电路，其特征在于，第一级反相器与第二级反相器为史密特触发器。

9.如权利要求2所述的电源启动重置电路，其特征在于，所述触发电路单元其包括有场效应管、电容、缓冲器，该场效应管的栅极接地，该场效应管除栅极之外的一端连接所述电源，该场效应管除栅极之外的另一端连接该电容一端，该电容另一端接地，同时该场效应管除栅极之外的另一端连接该缓冲器的输入端，该缓冲器的输出端连接所述滤波电路单元，该缓冲器的输入端与该场效应管除栅极之外的另一端的连接处为节点，所述电压比较电路的另一输入端与所述放电电路的另一端同时连接该节点。

10.如权利要求1所述的电源启动重置电路，其特征在于，所述滤波电路单元包括多级延迟电路与多级与门，其中一级延迟电路的输出信号与原始信号的与逻辑运算信号作为下一级延迟电路的输入信号。