[發明專利]一種用于消除毛刺信號的串行級聯單比特濾波器結構

有效

• 申請號: 201410242905.X
• 申請日: 2014-06-03
• 公開（公告）號: CN104065361A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 劉濤;賀強民;潘衛軍
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: H03K5/01
• 分類號: H03K5/01
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種用于消除毛刺信號的串行級聯單比特濾波器結構，屬于信號處理技術領域。

背景技術

隨著電路系統信號速度的增加，以及電磁環境變差，當使用的傳輸電纜長度比較長時，傳輸的信號之間會產生串擾，產生毛刺信號；PCB板內部同樣存在不同程度的信號間串擾，產生毛刺信號；芯片內部由于存在競爭冒險，產生毛刺信號；不同場合的毛刺信號對系統的影響程度不同，但是都會導致系統的不穩定或存在潛在風險。

目前，對輸入信號進行毛刺消除的處理，主要使用等間隔時間采樣，但是這樣的處理存在明顯不足：

1、寬度小于一個采樣時鐘周期的毛刺信號，當毛刺信號與采樣時鐘的相位變化，會隨機的采樣到毛刺信號，或者采樣不到毛刺信號，隨機性的對系統產生影響，系統問題不一定會復現，對系統穩定性造成嚴重影響。

2、連續的2個毛刺信號，如果2個毛刺信號被2個連續的采樣時鐘采樣，會產生連續接收2個采樣時鐘寬度的有效電平的假象，真實信號很難被恢復。

3、現有的毛刺信號消除電路，大多用傳輸的其他信號參與采樣控制，當其他傳輸信號發生毛刺時，會產生消除毛刺的錯誤處理，比如SPI三線傳輸協議，串行使能有效時，用串行時鐘信號采樣串行數據信號；當串行使能信號有效時，對串行時鐘信號和串行數據信號進行消除毛刺處理，這樣消除毛刺電路通過判斷串行使能信號進行復位等操作，如果串行使能信號產生毛刺信號，消除毛刺電路就會產生錯誤。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種用于消除毛刺信號的串行級聯單比特濾波器結構，可以消除指定寬度內任何寬度的毛刺信號，不受毛刺信號與采樣時鐘相位的影響，不受毛刺信號連續程度的影響。

本發明的技術解決方案是：

一種用于消除毛刺信號的串行級聯單比特濾波器結構包括：串行級聯單比特濾波器模塊、循環計數器、亞穩態消除電路，串行級聯單比特濾波器模塊包括第一級單比特濾波模塊、第二級單比特濾波模塊、第三級單比特濾波模塊…第n級單比特濾波模塊，所述的n為正整數；

亞穩態消除電路將外部輸入的信號進行本地時鐘同步處理，產生本地時鐘同步信號，并將該信號送入第一級單比特濾波模塊；

循環計數器用于產生循環的計數值，并將該計數值送入第一級單比特濾波模塊、第二級單比特濾波模塊、第三級單比特濾波模塊…第n級單比特濾波模塊；

第一級單比特濾波模塊、第二級單比特濾波模塊、第三級單比特濾波模塊…第n級單比特濾波模塊接收循環計數器發送的計數值，并與自身預設值進行比較，當計數值等于預設值時，單比特濾波器對輸入的信號進行有條件判斷的移位寄存操作；

第一級單比特濾波模塊接收亞穩態消除電路輸出的本地時鐘同步的輸入信號，對其進行濾波處理，濾除脈沖寬度為采樣時鐘周期的毛刺信號，產生了濾除1倍采樣時鐘周期寬度的毛刺信號的輸入信號，并發送到第二級單比特濾波器模塊；

第二級單比特濾波模塊接收第一級單比特濾波模塊輸出的1倍采樣時鐘周期寬度的毛刺濾波信號，對其進行濾波處理，濾除脈沖寬度為2倍采樣時鐘周期寬度的毛刺信號，產生了濾除2倍采樣時鐘周期寬度的毛刺信號的輸入信號，并發送到第三級單比特濾波器模塊；

第三級單比特濾波模塊接收第二級單比特濾波模塊輸出的2倍采樣時鐘周期寬度的毛刺濾波信號，對其進行濾波處理，濾除脈沖寬度為4倍采樣時鐘周期寬度的毛刺信號，產生了濾除4倍采樣時鐘周期寬度的毛刺信號的輸入信號，并發送到第四級單比特濾波器模塊；

以此類推，第n級單比特濾波模塊將濾除脈沖寬度為2^n-1倍采樣時鐘周期的毛刺信號，產生了濾除2^n-1倍采樣時鐘周期寬度的毛刺信號的輸入信號；

所述的單比特濾波模塊、循環計數器、亞穩態消除電路的使能信號在非閾值時，均為無效。

所述的第一級單比特濾波模塊、第二級單比特濾波模塊、第三級單比特濾波模塊…第n級單比特濾波模塊都包括移位寄存器1、移位寄存器2、移位寄存器3、計數器比較器、寄存器輸出比較電路；

計數器比較器接收循環計數器發送的計數值，并且當計數值等于預設值時，計數器比較器產生寄存器使能信號，發送至移位寄存器1、移位寄存器2、移位寄存器3；