[发明专利]数字毛刺滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及毛刺(glitch)滤波器，并且更特别地，涉及用于过滤信号中的毛刺的数字毛刺滤波器。

背景技术

毛刺是输入信号电平偶发地且非预期地切换至高态或低态，继而返回初始状态。该转变持续一小段时间。毛刺可以划分成正毛刺和负毛刺。信号电平从所需的正常电平突然升高被称为正毛刺以及信号电平从所需的正常电平突然降低被称为负毛刺。毛刺由于电子电路中的故障或设计错误而出现。例如，设计错误的数字电路可能在数字电路的数字零件中引起竞态条件，导致毛刺出现。另外，外部干扰信号的存在同样可能导致毛刺。在数字电路中出现毛刺可能导致电子电路的失灵并且促使电路生成乱真输出。

数字毛刺过滤器通常用来消除数字信号中的毛刺。在一种这样的数字毛刺过滤系统中，时钟电路(例如，一对连接作为移位寄存器的D型触发器)用于过滤毛刺。有毛刺倾向的数字信号以及频率是数字信号的频率的整数倍的外部生成的时钟信号被提供给以上系统。使用时钟信号来采样数字信号并将其划分成多个子区间。这对D触发器比较两个相邻子区间的数字信号电平。如果信号电平是相同的，则将电流大小的信息传输给过滤的输出级，否则将前一信号电平保留在输出级。但是，这种方法具有某些缺点。首先，系统需要高频时钟发生器，这增加电路的成本。其次，系统可能偶然使在时钟信号的上升沿采样的毛刺通过，从而使系统变得不可靠。第三，系统可能忽略宽脉冲的毛刺，因为毛刺可能还没有由时钟的上升沿采样到。

因此，有利的是具有简单的、有成本效益的，并且稳健到足以克服上述缺点的毛刺滤波器电路。

发明内容

附图的详细描述旨在描述本发明当前的优选实施例，而不是旨在表示可以实施本发明的唯一形式。应当理解，相同的或等价的功能可以由希望包含于本发明的精神和范围之内的不同实施例来实现。

在本发明的一种实施例中，提供了一种用于过滤输入信号中的毛刺的数字毛刺滤波器。数字毛刺滤波器包括用于基于在输入信号中检测到负毛刺而生成第一中间信号的第一触发器。输入信号被提供给第一触发器的置位端或复位端。数字毛刺滤波器还包括第二触发器用于基于在输入信号中检测到正毛刺而生成第二中间信号。反相的输入信号被提供给第二触发器的置位端或复位端。

同步器与第一和第二触发器连接，用于基于第一和第二中间信号生成过滤的输出信号。同步器包括与第一触发器的输出端或反相输出端连接的与(AND)门。或(OR)门连接至第二触发器的输出端或反相输出端以及与门的输出端。同步器还包括第三和第四触发器。第三触发器具有与或门的输出端连接的输入端以及与与门的输入端连接的输出端，并且基于第一和第二中间信号生成第三中间信号。第四触发器具有与第三触发器的输出端连接的数据输入端，并且基于第三中间信号生成过滤的输出信号。

在本发明的另一种实施例中，提供了用于过滤输入信号中的毛刺的数字毛刺滤波器。数字毛刺滤波器包括用于基于在输入信号中检测到负毛刺而生成第一中间信号的第一锁存器。输入信号被提供给第一锁存器的置位端或复位端。数字毛刺滤波器还包括用于基于在输入信中号检测到正毛刺而生成第二中间信号的第二锁存器。反相输入信号被提供给第二锁存器的置位端和复位端中的至少一个。

同步器连接到第一和第二锁存器，用于基于第一和第二中间信号生成过滤的输出信号。同步器包括与第一锁存器的反相输出端连接的与门以及与第二锁存器的输出端和与门的输出端连接的或门。同步器还包括第一和第二触发器。第一触发器具有与或门的输出端连接的数据输入端以及和与门的输入端连接的输出端，并且基于第一和第二中间信号生成第三中间信号。第二触发器具有与第一触发器的输出端连接的数据输入端，并且基于第三中间信号生成过滤的输出信号。

本发明的各种实施例提供了用于过滤输入信号中的毛刺的数字毛刺滤波器。毛刺促使第一和第二触发器在传输和非传输状态之间轮转。该轮转通过防止持续时间短的高输入信号被传输到数字毛刺过滤器的输出级来过滤毛刺。当输入信号保持为高的持续时间大于输入时钟信号的一个时钟周期时，该高输入电平被传输给同步器。同步器使所改变的输出电平与输入时钟信号同步以生成过滤的输出信号。数字毛刺滤波器最多包括四个D型触发器，这引起了数字毛刺滤波器的简单的物理实现方式并且降低了成本。此外，待过滤的毛刺的宽度可以通过调整输入时钟信号的频率或者通过使用计数器来选择，从而提供了过滤不同宽度的毛刺的灵活性。

附图说明