[实用新型]一种抗干扰电平转换电路

说明书

本实用新型公开了一种抗干扰电平转换电路，适用于电路中的低压信号转换为高压信号，包括P型MOS管PM1、PM2、N型MOS管NM1、NM2、NM3、NM4和两个输入端反相器。PM1和PM2的源端连接高压域电源，漏端连接NM1、NM2的漏端和NM3、NM4的源端，栅级分别连接PM2和PM1的漏端，形成一个正反馈的latch。NM1和NM2的源极接地，栅级分别接两个反相器的输出和NM3、NM4的漏极。两个反相器串联，第一级反相器的输入为整体电平转换电路的输入，输出为PM1，PM2的漏端，CTL为NM3、NM4的栅级，控制NM3和NM4的导通。可以在实现电平转换的同时，电平由低至高和由高至低的转换阈值不同，从而克服来自外界的干扰。

技术领域

本实用新型为一种特殊的电平转换电路，在数模混合电路中有重要的作用，属于模拟电路设计领域。

背景技术

在电路设计中，电平转换电路可以使得不同电压域的电路之间建立通路，通常的电路设计中都会包含模拟电路和数字电路，其中模拟电路用来实现对连续信号的处理，数字电路用来处理控制信号和配置电路功能。由于模拟电路对电路的准确性和性能有较高的要求，需要使用高电压来做电源；数字电路只有高和低两种电压，所以通常使用低电压驱动，如果同模拟电路使用相同器件和电压则会造成功耗和面积的浪费。此时如果要建立模拟和数字电路之间的联系则需要电平转换电路。

数字电路中往往会存在很大的干扰，本设计中的电平转换电路可以有效的降低干扰对信号传输造成的影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提高电平转换电路的抗干扰能力，使其可以在一个较差的工作环境中正常工作。

发明目的

由于数字信号可能存在较大干扰，并且会存在较多的耦合信号，会导致我们需要传输的信号会受到一定程度的干扰，如果干扰大小达到一定程度，会对传输信号的高低电平造成影响，从而导致传输的信号值错误，造成系统功能紊乱。所以我们需要在电平转换时消除这种影响。

技术方案

如图所示由PM1，PM2，NM1，NM2，NM3，NM4和两个反器组成的电平转换电路，其中反相器为低压域控制，使用低压器件，NM3，NM4为低压域控制，使用高压器件，其余器件均为高压器件。VDDA为高压电源，CTL为功能配置位，高电平时为抗干扰模式，低为普通模式。PM1和PM2的源端连接高压域电源漏端连接NM1、NM2的漏端和NM3、NM4的源端，栅级分别连接PM2和PM1的漏端，形成一个正反馈的latch。NM1和NM2的源极接地，栅级分别接两个反相器的输出和NM3、NM4的漏极。两个反相器串联，第一级反相器的输入为整体电平转换电路的输入。输出为PM1，PM2的漏端。CTL为NM3、NM4的栅级，控制NM3和NM4的导通。此电路和传统电平转换电路的不同之处在于增加了NM3和NM4两个器件；在工作过程中两个器件始终打开。

分析输入从低至高的过程：初始状态输入为低，NM2栅极为低压域高，此时NM2打开，漏级为低，NM4打开，两端电压均为低；NM1栅极为低，此时NM1关断，漏级为高压域高，由于NM4栅极为低压域高，无法导通高压域高，所以NM3关断。当输入从低变为高时，NM2栅极通过反相器放电，NM2栅极变为低，NM1栅极变为高，此时NM1漏级通过NM1放电为低，同时NM2漏级充为高。由于NM3在此过程中为关闭状态，所以NM1漏极和NM2栅极分别由NM1和反相器N管进行放电，此时输出翻转阈值电压近似为中间电压。