[实用新型]一种毛刺消除可编程计数器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种毛刺消除可编程计数器，主要应用于射频锁相环中的可编程分频器电路。

背景技术

在射频锁相环电路中，可编程分频器电路是其中的主要模块，为整个环路提供可变的分频比，实现锁相环在不同频率点上的精确锁定。可编程计数器是实现可编程分频器的主要方式。通过输入不同的分频比控制字，可编程分频器输出不同的分频比。

在实际的电路设计中，可编程分频电路中的可编程计数器由数字逻辑实现，可分成计数器主体电路和可编程逻辑电路两部分。计数器主体电路实际上是一个分频电路，通常由多个D触发器级联构成，将分频输出端输入可编程逻辑电路，便可实现可变的计数位数，从而实现不同的分频比。然而，对于多个D触发器级联构成的可编程计数器，由于每个D触发器具有自身的延时，使得后级的分频输出端较前级有一定的滞后。各分频输出端输入后续的可编程逻辑电路时，由于可编程逻辑电路是由逻辑门构成，而逻辑门在多个输入信号中间存在不同时刻的翻转式，会产生竞争-冒险现象，使得输出端得到错误的逻辑，在可编程逻辑电路内部，以毛刺的形式出现。此种毛刺会使得可编程计数器产生误计数，产生错误的分频比，可编程分频电路发生误分频，锁相环锁定在错误的频点上。为了消除上诉由于组合逻辑电路的竞争-冒险产生的输出毛刺，一般的做法是引入D触发器对可编程逻辑电路的输出进行同步，然而此种方法同样存在误计数的危险，如果毛刺出现在D触发器的时钟上升沿到来时，同样会将毛刺传输至输出端，使计数输出错误。因此，消除毛刺的最彻底方法是通过合理的设计可编程逻辑电路，避免组合逻辑电路内部的竞争-冒险现象，彻底的消除毛刺，才可将可编程计数器的误计数危机消除。

实用新型内容

实用新型目的：针对上述现有技术的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种毛刺消除的可编程计数器，在可编程计数器的可编程逻辑电路内部彻底消除毛刺。通过消除可编程逻辑电路内部逻辑门的竞争-冒险现象，彻底的将毛刺消除，避免可编程计数器误计数的产生。

技术方案：为达到上述目的，本实用新型的技术方案为一种毛刺消除可编程计数器，包括异步计数器主体电路、可编程逻辑电路、复位脉冲产生电路、计数器输出产生电路四部分；其中异步计数器主体电路上设有N位分频输出端(Q0…QN-1)、可编程输入端P以及D触发器；可编程逻辑电路分成可编程部分和非可编程部分，可编程部分采用与非逻辑，非可编程部分采用或非逻辑；复位脉冲产生电路上设有两个输入端R0、S0以及三个输出端；计数器输出产生电路上设有两个输入端R1、S1以及一个输出端；

异步计数器主体电路的N位分频输出端(Q0…QN-1)分别连接可编程逻辑电路的非可编程部分，异步计数器主体电路的可编程输入端P分别连接可编程逻辑电路的可编程部分，可编程部分和非可编程部分的输出端分别连接复位脉冲产生电路的两个输入端R0、S0，复位脉冲产生电路的一个输出端与异步计数器主体电路中所有D触发器的复位端连接，同时复位脉冲产生电路的另外两个输出端分别连接计数器输出产生电路的两个输入端R1、S1。

所述异步计数器主体电路由N位D触发器级联产生，每个D触发器的输入D端和输出Q端连接，构成二分频器，N个D触发器的N位分频输出端(Q0…QN-1)与N位的可编程输入端(P0…PN-1)分别输入可编程逻辑电路(2)，异步计数器主体电路中的参考时钟由第一个级联D触发器的D端输入。

所述可编程逻辑电路中N个D触发器的N位分频输出端(Q0…QN-1)与N位的可编程输入端(P0…PN-1)分别输入可编程逻辑电路的可编程部分，可编程部分由N个异或门(X0…XN-1)和N-1个与门(A0…AN-2)构成，N个D触发器的N位分频输出端(Q0…QN-1)与N位的可编程输入端(P0…PN-1)分别输入N个异或门(X0…XN-1)，XN-1和XN-2的输出端连接AN-2，AN-2和XN-3的输出端连接AN-3，AN-3和XN-4的输出端连接AN-4…以此类推，A1的和X0的输出端连接A0，A0的输出连接复位脉冲产生电路的S0输入端，N个D触发器的N位分频输出端(Q0…QN-1)分别输入可编程逻辑电路的非可编程部分，非可编程部分由N-1个或门(B0…BN-2)和一个反相器N4构成，QN-1和QN-2连接BN-2，QN-3和BN-2的输出端连接BN-3，QN-4和BN-3的输出端连接BN-4…以此类推，Q0和B1的输出端连接B0，B0的输出端连接反相器N4，N4的输出端连接复位脉冲输出产生电路的R0输入端。