[發明專利]單粒子脈沖寬度測量電路

有效

• 申請號: 201110319780.2
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN103063933A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 宿曉慧;畢津順
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G01R29/02
• 分類號: G01R29/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種單粒子脈沖寬度測量電路，其特征在于，包括：單粒子脈沖信號產生電路及至少一級測量電路；

所述單粒子脈沖信號產生電路產生待測單粒子脈沖信號；

由待測單粒子脈沖信號直接驅動的雙穩態電路構成測量電路的第一級；從測量電路的第二級開始，每一級電路分別由脈沖衰減電路和雙穩態電路構成；其中脈沖衰減電路的輸入端與上一級電路中雙穩態電路的信號輸入端相連，脈沖衰減電路的輸出端與本級電路中的雙穩態電路的信號輸入端相連；預設的一級或多級雙穩態電路的輸出端共同構成了測量電路的輸出結果，該輸出結果對應所述單粒子脈沖寬度。

2.根據權利要求1所述的單粒子脈沖寬度測量電路，其特征在于，所述雙穩態電路具有兩個穩定狀態；

在對待測單粒子脈沖信號進行測量前，輸出能夠處于一個確定的穩定狀態，在對輸入待測單粒子脈沖信號進行測量時，只要輸入信號發生翻轉并維持足夠長的時間，雙穩態電路能夠從一個穩定狀態翻轉到另一個穩定狀態，使得輸出信號電平改變。

3.根據權利要求2所述的單粒子脈沖寬度測量電路，其特征在于，所述雙穩態電路為RS鎖存器。

4.根據權利要求3所述的單粒子脈沖寬度測量電路，其特征在于，若將多級測量電路中各RS鎖存器的R輸入端連接到復位信號上，則S輸入端作為信號輸入端；若將多級測量電路中各RS鎖存器的S輸入端連接到置位信號上，則R輸入端作為信號輸入端。

5.根據權利要求3所述的單粒子脈沖寬度測量電路，其特征在于，如果待測單粒子脈沖信號為高電平脈沖信號，所述多級測量電路中各RS鎖存器為或非門RS鎖存器；如果待測單粒子脈沖信號為低電平脈沖信號，所述多級測量電路中各RS鎖存器為與非門RS鎖存器。

6.根據權利要求5所述的單粒子脈沖寬度測量電路，其特征在于，所述或非門RS鎖存器或與非門RS鎖存器中，PMOS管中的導電溝道的寬為1.5μm、長為0.18μm，NMOS管中的導電溝道的寬為0.5μm、長為0.18μm。

7.根據權利要求1所述的單粒子脈沖寬度測量電路，其特征在于，所述脈沖衰減電路，在單粒子脈沖信號測量時，當輸入脈沖寬度在閾值范圍時，輸出脈沖信號寬度短于輸入脈沖信號寬度。

8.根據權利要求7所述的單粒子脈沖寬度測量電路，其特征在于，所述脈沖衰減電路為由兩個串聯的反相器構成的緩沖器電路，其中第一級反向器的輸入端作為緩沖器電路的輸入端，第一級反相器的輸出端作為第二級反相器的輸入端，第二級反向器的輸出端作為緩沖器電路的輸出端。

9.根據權利要求7所述的單粒子脈沖寬度測量電路，其特征在于，每個反相器包括一個PMOS管和一個NMOS管，所述PMOS管中的導電溝道的寬為1.5μm、長為0.18μm，所述NMOS管中的導電溝道的寬為0.5μm、長為0.18μm。

10.根據權利要求1至9中任一項所述的單粒子脈沖寬度測量電路，其特征在于，

該測量電路中預設級測量電路的雙穩態電路的輸出信號連接至示波器、電壓表或邏輯分析儀；或

該測量電路中預設級測量電路的雙穩態電路的輸出信號通過電路，將結果在給定的時鐘信號下串行輸出給示波器或邏輯分析儀。

11.根據權利要求1至9中任一項所述的單粒子脈沖寬度測量電路，其特征在于，根據待測單粒子脈沖信號脈沖寬度范圍和各級精度特點，選擇不同的測量級數，調整預設級，每級測量電路的結構和尺寸相同或不同。

12.根據權利要求1至9中任一項所述的單粒子脈沖寬度測量電路，其特征在于，該測量電路中，根據雙穩態電路的翻轉數目同單粒子脈沖寬度間的對應關系，反推出輸入信號的脈沖寬度范圍。