用于檢測信號幅度的電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種用于檢測信號幅度的電路，包括檢測器及修調算法模塊，所述檢測器預設有基準閾值參考量，被測信號輸入所述檢測器，所述檢測器的輸出端與所述修調算法模塊連接，所述修調算法模塊記錄所述檢測器的輸出結果并將所述輸出結果進行譯碼并輸出幅度編碼值，且所述修調算法模塊還產生一控制信號，所述控制信號控制所述基準閾值參考量從地電平上升至電源電平或從電源電平下降到地電平，且，當所述基準閾值參考量與所述被測信號交越時，所述檢測器的輸出結果為1，否則所述檢測器的輸出結果為0。本實用新型的用于檢測信號幅度的電路使用數字方式對信號幅度進行檢測，結構簡單，功耗低，且芯片面積小，結果穩定，無PVT漂移。
【專利說明】用于檢測信號幅度的電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體集成電路領域，更具體地涉及一種用于檢測信號幅度的電路。
【背景技術】
[0002]傳統的用于檢測信號幅度的電路通常采用模擬電路濾波或模擬信號幅度-能量轉換電路方式對信號幅度進行檢測，即主要通過模擬電路的方式實現對信號幅度的檢測。但是模擬電路因為制造工藝參數的原因，通常檢測結果的偏差較大。另外模擬濾波器帶寬不能準確確定，而模擬信號幅度-能量轉換電路工作點不能準確確定；且無論是使用模擬濾波器還是模擬信號幅度-能量轉換電路，若需后續數字電路對信號幅度進行檢測，均需要額外增加一套A-D轉換電路，從而使得整個用于檢測信號幅度的電路結構復雜，不易于實現。
[0003]因此，有必要提供一種改進的用于檢測信號幅度的電路來克服上述缺陷。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供了一種用于檢測信號幅度的電路，該用于檢測信號幅度的電路使用數字方式對信號幅度進行檢測，結構簡單，功耗低，且芯片面積小，結果穩定無PVT漂移。
[0005]為實現上述目的，本實用新型提供一種用于檢測信號幅度的電路，包括檢測器及修調算法模塊，所述檢測器預設有基準閾值參考量，被測信號輸入所述檢測器，所述檢測器的輸出端與所述修調算法模塊連接，所述修調算法模塊記錄所述檢測器的輸出結果并將所述輸出結果進行譯碼后輸出幅度編碼值，且所述修調算法模塊還產生一控制信號，所述控制信號控制所述基準閾值參考量從地電平上升至電源電平或從電源電平下降到地電平，且，當所述基準閾值參考量與所述被測信號交越時，所述檢測器的輸出結果為1，否則所述檢測器的輸出結果為O。
[0006]較佳地，所述控制信號為N位的2進制數字信號，且N為大于或等于2的正整數，所述控制信號控制所述基準閾值參考量以2N為檔位均勻從地電平上升至電源電平或從電源電平下降到地電平。
[0007]較佳地，所述檢測器包括第一反相器、第二反相器、與門、第一異或門及第二異或門，所述被測信號包括正被測信號與負被測信號，所述正被測信號與控制信號輸入所述第一反相器的輸入端，所述負被測信號與控制信號輸入所述第二反相器的輸入端，所述第一反相器的輸出端分別與所述第一異或門及與門的一輸入端連接，所述第二反相器的輸出端分別與所述第一異或門及與門的另一輸入端連接，所述第一異或門及與門的輸出端均與所述第二異或門的輸入端連接，所述第一異或門及與門的輸出端分別與所述第二異或門的兩個輸入端連接，所述第二異或門的輸出端輸出所述檢測器的輸出結果。
[0008]較佳地，所述檢測器還包括第一電容與第二電容，所述第一電容的一端與所述第一異或門的輸出端及第二異或門的一個輸入端連接，另一端接地；所述第二電容的一端與所述與門的輸出端及第二異或門的另一個輸入端連接，另一端接地。
[0009]較佳地，所述第一反相器與第二反相器具有完全相同的結構特征。
[0010]較佳地，所述第一反相器包括第一控制開關組、第二控制開關組、電流源組及電流沉組，所述被測信號輸入所述電流源組與電流沉組的輸入端，所述電流源組與電流沉組的輸出端輸出轉換后的信號，所述第一控制開關組與所述電流源組連接，控制所述電流源組的工作，所述第二控制開關組與所述電流沉組連接，控制所述電流沉組的工作。
[0011]較佳地，所述控制信號控制所述第一控制開關組與第二控制開關組的閉合與斷開，且所述第一控制開關組與第二控制開關組均包括N個控制開關，所述電流源組包括N個電流源，所述電流沉組包括N個電流沉，所述第一控制開關組的N個控制開關對應與所述電流源組的N個電流源連接，所述第二控制開關組的N個控制開關對應與所述電流沉組的N個電流沉連接。
[0012]較佳地，所述N個電流源與N個電流沉均可為場效應管或雙極結型晶體管。
[0013]與現有技術相比，本實用新型的用于檢測信號幅度的電路，通過所述控制信號控制所述基準閾值參考量從地電平上升至電源電平或從電源電平下降到地電平，使所述被測信號在其電平幅度范圍內與基準閾值參考量交越，且當所述基準閾值參考量與所述被測信號交越時，所述檢測器的輸出結果為1，否則所述檢測器的輸出結果為O ;從而通過判決所述檢測器的輸出結果的狀態即可獲知所述被測信號的幅度值，且本實用新型是使用數字方式對信號幅度進行檢測，結構簡單，功耗低，且芯片面積小，結果穩定無PVT漂移。
[0014]通過以下的描述并結合附圖，本實用新型將變得更加清晰，這些附圖用于解釋本實用新型。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型用于檢測信號幅度的電路的結構框圖。
[0016]圖2為本實用新型用于檢測信號幅度的電路工作的波形圖。
[0017]圖3為本實用新型用于檢測信號幅度的電路工作的時序圖。
[0018]圖4為本實用新型用于檢測信號幅度的電路的檢測器的電路結構圖。
[0019]圖5為圖4所不第一反相器的結構框圖。
【具體實施方式】
[0020]現在參考附圖描述本實用新型的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元件。如上所述，本實用新型提供了一種用于檢測信號幅度的電路，該用于檢測信號幅度的電路使用數字方式對信號幅度進行檢測，結構簡單，功耗低，且芯片面積小，結果穩定無PVT(工藝-電壓-溫度)漂移。
[0021]請參考圖1-3，如圖所示，本實用新型的用于檢測信號幅度的電路包括檢測器及修調算法模塊；所述檢測器內預設有基準閾值參考量ref (如圖2所示)；被測信號input輸入所述檢測器，所述檢測器的輸出端與所述修調算法模塊連接，所述修調算法模塊記錄所述檢測器的輸出結果outl，所述修調算法模塊將所述檢測器的輸出結果outl進行譯碼并輸出幅度編碼值out2;且所述修調算法模塊還產生一控制信號ctrl，其中，所述控制信號為N位的2進制數字信號，且N為大于或等于2的正整數，所述控制信號ctrl控制所述基準閾值參考量ref以2n為檔位均勻地從地電平GND上升至電源電平VCC (見圖2)或從電源電平VCC下降到地電平GND (圖未示);且，當所述基準閾值參考量ref與所述被測信號input交越時，所述檢測器的輸出結果outl為1，否則所述檢測器的輸出結果outl為0(見圖3)；從而通過所述檢測器的輸出結果outl為I的長度，并通過所述修調算法模塊的轉換，即可有效地測試出所述被測信號input的幅度，即為所述幅度編碼值out2。在本實用新型中，因N的取值越大，所述基準閾值參考量ref上升或下降的檔位越多，即與所述被測信號input的交越點越多，使得所述檢測器的輸出結果outl的準確度越高，因此N的取值可根據精度需要而設定，其取值越大，輸出結果的精度越高。
[0022]具體地，請再結參考圖4與圖5。所述檢測器包括第一反相器invl、第二反相器inv2、與門AND、第一異或門NORl及第二異或門N0R2 ;所述被測信號input為差分輸入信號，其包括有正被測信號inputp與負被測信號inputn,所述正被測信號inputp與控制信號ctrl輸入所述第一反相器invl的輸入端,所述負被測信號inputn與控制信號ctrl輸入所述第二反相器inv2的輸入端；從而所述控制信號ctrl控制所述正被測信號inputp在所述第一反相器invl內的翻轉且輸出信號Pb，并同時控制所述負被測信號inputn在所述第二反相器irw2內的翻轉且輸出信號nb ;所述第一反相器invl的輸出端分別與所述第一異或門NORl及與門AND的一輸入端連接，所述第二反相器inv2的輸出端分別與所述第一異或門NORl及與門AND的另一輸入端連接，所述第一異或門NORl及與門AND的輸出端均與所述第二異或門N0R2的輸入端連接，所述第一異或門NORl及與門AND的輸出端均與所述第二異或門N0R2的輸入端連接，所述第二異或門N0R2的輸出端輸出所述檢測器的輸出結果outl。在本實用新型的優選實施方式中，所述檢測器還包括第一電容Cl與第二電容c2，所述第一電容Cl的一端與所述第一異或門NORl的輸出端及第二異或門N0R2的一個輸入端連接，另一端接地；所述第二電容c2的一端與所述與門AND的輸出端及第二異或門N0R2的另一個輸入端連接，另一端接地；從而所述第一電容Cl與第二電容c2可濾除所述第一異或門NORl輸出的信號dip及所述與門AND輸出的信號din的噪聲，使整個電路工作更穩定。
[0023]另，在本實用新型的優選實施方式中，所述第一反相器invl與第二反相器inv2具有完全相同的結構特征，因此，在此僅介紹所述第一反相器invl的結構特征，不再重復介紹所述第二反相器inv2的結構特征。如圖5所示，所述第一反相器invl包括第一控制開關組、第二控制開關組、電流源組及電流沉組；所述正被測信號inputp輸入所述電流源組與電流沉組的輸入端，所述電流源組與電流沉組的輸出端輸出轉換后的信號Pb，所述第一控制開關組與所述電流源組連接，控制所述電流源組的工作，所述第二控制開關組與所述電流沉組連接，控制所述電流沉組的工作；其中所述第一控制開關組與第二控制開關組均包括N個控制開關，每個所述控制開關的控制端受所述控制信號ctrl對應的二進制數碼控制，所述電流源組包括N個電流源，且N個電流源均并聯連接，所述電流沉組包括N個電流沉，且N個電流沉均并聯連接，所述第一控制開關組的N個控制開關對應與所述電流源組的N個電流源連接，所述第二控制開關組的N個控制開關對應與所述電流沉組的N個電流沉連接；另所述控制信號控制所述第一控制開關組與第二控制開關組的閉合與斷開，(如圖5所示)，且所述控制信號的每一個控制字對應控制第一控制開關組一個開關與第二控制開關組的一個開關，從而所述控制信號的N個控制字對應所述第一控制開關與第二控制開關的N個開關。另，在本實用新型的優選實施方式中，所述N個電流源與N個電流沉均可為場效應管或雙極結型晶體管，當然也可以為其它可充當電流沉或電流源的器件或電路。
[0024]下面結合圖1-5描述本實用新型信號幅度檢測器的工作過程。
[0025]所述修調算法模塊的一控制端rst置I后，整個用于檢測信號幅度的電路開始工作。所述控制信號ctrl控制所述基準閾值參考量以2N為檔位均勻從地電平GND上升至電源電平VCC(當然也可通過更改所述控制信號ctrl的控制方式，使所述基準閾值參考量從電源電平VCC降低至地電平GND)，即完成一次從地至電源或從電源至地的電平掃描；且在掃描過程中所述修調算法模塊檢測所述檢測器輸出結果outl的狀態，當被測信號input與所述基準閾值參考量發生穿越時，所述檢測器的輸出結果outl為1，無交越時所述檢測器的輸出結果outl為O ;在掃描過程中，所述修調算法模塊記錄所述檢測器的輸出結構outl的狀態；當掃描結束時，所述修調算法模塊將所述檢測器輸出結果outl的各狀態信息譯碼得到被測信號input幅度編碼值out2，同時將所述修調算法模塊的另一控制端cal置I表示檢測過程結束。
[0026]具體地，當輸入的被測信號input (正被測信號inputp與負被測信號inputn)的電平高于所述基準閾值參考量，如圖2左邊所示，則正被測信號inputp經過所述第一反相器invl后輸出信號pb,負被測信號inputn經過第二反相器inv2后輸出信號nb,且信號pb與np均為“O”;信號pb、nb通過與之連接的第一異或門NOR,輸出信號dip為“I”;信號pb、nb通過與之連接的與門AND，輸出信號din為“O”;信號dip與din通過與之連接的第二異或門NOR得到所述檢測器的輸出結果outl，且outl為“0”，表示輸入的被測信號input未與所述基準閾值參考量交越。當輸入的被測信號input的電平低于所述基準閾值參考量，如圖2右邊所示，則正被測信號inputp經過所述第一反相器invl后輸出信號pb，負被測信號inputn經過第二反相器inv2后輸出信號nb,且信號pb與np均為“I” ；信號pb、nb通過與之連接的第一異或門N0R，輸出信號dip為“O”;信號pb、nb通過與之連接的與門AND，輸出信號din為“I” ；信號dip與din通過與之連接的第二異或門NOR得到所述檢測器的輸出結果outl，且outl為“0”，表示輸入的被測信號input未與所述基準閾值參考量交越。當輸入的被測信號input的電平等于所述基準閾值參考量，如圖2中間所示，則正被測信號inputp經過所述第一反相器invl后輸出信號pb,負被測信號inputn經過第二反相器inv2后輸出信號nb，且信號pb為“0”，ηρ為“I”;信號pb、nb通過與之連接的第一異或門N0R，輸出信號dip為“O”;信號pb、nb通過與之連接的與門AND，輸出信號din為“O”;信號dip與din通過與之連接的第二異或門NOR得到所述檢測器的輸出結果outl，且outl為“1”，表示輸入的被測信號input與所述基準閾值參考量發生了交越；也即只要所述被測信號input與所述基準閾值參考量發生交越，所述檢測器的輸出結果outl才為“ 1”，而且所述基準閾值參考量是從地電平GND上升至電源電平VCC的，使得所述被測信號input的電平值均會與所述基準閾值參考量發生交越(明顯地，N取值越大，交越點越多)，從而所述檢測器的輸出結果outl為“I”的狀態即反應了所述被測信號input的信號幅度；通過所述修調算法模塊對人手一冊檢測器的輸出結果outl的轉換而輸出out2，所述輸出結果out2即為所述被測信號input的信號幅度。
[0027]另外，下面描述所述反相器對被測信號input的處理過程，由于所述第一反相器invl與第二反相器inv2的結構特征完全相同,在此僅描述所述第一反相器invl。當第一控制開關組并聯控制電流源組的N-1個電流源開啟，且同時第二控制開關組并聯控制電流沉組僅I個電流沉開啟，此時電流源組的作用遠大于電流沉組的作用，電流源開啟閾值較低即被測信號input幅度較高時電流源已呈現出主導作用，使得輸出信號pb翻轉(即相對于被測信號input取反)；當第一控制開關組并聯控制電流源組僅I個電流源開啟，而同時第二控制開關組并聯控制電流沉組的N-1個電流沉開啟，此時電流沉作用遠大于電流源作用，電流沉開啟閾值較低即被測信號input幅度較低時電流沉已呈現出主導作用，使得輸出Pb翻轉；對于以上兩種情況的普通狀態，當第一控制開關組并聯控制電流源組的N-M(M為小于N的正整數)個電流源開啟，而同時第二控制開關組并聯控制電流沉組的M個電流沉開啟時，電流源組、電流沉組根據各自權重控制輸出bp的翻轉點；具體地，當接入電流源組的電流源個數大于接入電流沉組的電流沉的個數，電流源起主導作用，電流源開啟閾值較低即被測信號input幅度較高時電流源已呈現出主導作用，使得輸出信號pb翻轉；當接入電流沉組的電流沉個數大于接入電流源組的電流源的個數，電流沉起主導作用，電流沉開啟閾值較低即被測信號input幅度較低時電流沉已呈現出主導作用，使得輸出pb翻轉。即Pb翻轉閾值直接由電流源組、電流沉組接入的權重確定。另外，圖3中jdg所示為所述檢測器對被測信號input的判決誤差，眾所周知地，由于被測信號input是模擬信號，而模擬信號在幅度上通常會有噪聲抖動，使得所述檢測器在其輸出結果outl狀態跳變臨界交越時出現判決誤差，該判決誤差即為圖3中jdg所示。
[0028]以上結合最佳實施例對本實用新型進行了描述，但本實用新型并不局限于以上揭示的實施例，而應當涵蓋各種根據本實用新型的本質進行的修改、等效組合。
【權利要求】
1.一種用于檢測信號幅度的電路，其特征在于，包括檢測器及修調算法模塊，所述檢測器預設有基準閾值參考量，被測信號輸入所述檢測器，所述檢測器的輸出端與所述修調算法模塊連接，所述修調算法模塊記錄所述檢測器的輸出結果并將所述輸出結果進行譯碼并輸出幅度編碼值，且所述修調算法模塊還產生一控制信號，所述控制信號控制所述基準閾值參考量從地電平上升至電源電平或從電源電平下降到地電平，且，當所述基準閾值參考量與所述被測信號交越時，所述檢測器的輸出結果為1，否則所述檢測器的輸出結果為O。
2.如權利要求1所述的用于檢測信號幅度的電路，其特征在于，所述控制信號為N位的2進制數字信號，且N為大于或等于2的正整數，所述控制信號控制所述基準閾值參考量以2N為檔位均勻從地電平上升至電源電平或從電源電平下降到地電平。
3.如權利要求2所述的用于檢測信號幅度的電路，其特征在于，所述檢測器包括第一反相器、第二反相器、與門、第一異或門及第二異或門，所述被測信號包括正被測信號與負被測信號，所述正被測信號與控制信號輸入所述第一反相器的輸入端，所述負被測信號與控制信號輸入所述第二反相器的輸入端，所述第一反相器的輸出端分別與所述第一異或門及與門的一輸入端連接，所述第二反相器的輸出端分別與所述第一異或門及與門的另一輸入端連接，所述第一異或門及與門的輸出端均與所述第二異或門的輸入端連接，所述第一異或門及與門的輸出端均與所述第二異或門的輸入端連接，所述第二異或門的輸出端輸出所述檢測器的輸出結果。
4.如權利要求3所述的用于檢測信號幅度的電路，其特征在于，所述檢測器還包括第一電容與第二電容，所述第一電容的一端與所述第一異或門的輸出端及第二異或門的一個輸入端連接，另一端接地；所述第二電容的一端與所述與門的輸出端及第二異或門的另一個輸入端連接，另一端接地。
5.如權利要求4所述的用于檢測信號幅度的電路，其特征在于，所述第一反相器與第二反相器具有完全相同的結構特征。
6.如權利要求5所述的用于檢測信號幅度的電路，其特征在于，所述第一反相器包括第一控制開關組、第二控制開關組、電流源組及電流沉組，所述被測信號輸入所述電流源組與電流沉組的輸入端，所述電流源組與電流沉組的輸出端輸出轉換后的信號，所述第一控制開關組與所述電流源組連接，控制所述電流源組的工作，所述第二控制開關組與所述電流沉組連接，控制所述電流沉組的工作。
7.如權利要求6所述的用于檢測信號幅度的電路，其特征在于，所述控制信號控制所述第一控制開關組與第二控制開關組的開/關，且所述第一控制開關組與第二控制開關組均包括N個控制開關，所述電流源組包括N個電流源，所述電流沉組包括N個電流沉，所述第一控制開關組的N個控制開關對應與所述電流源組的N個電流源連接，所述第二控制開關組的N個控制開關對應與所述電流沉組的N個電流沉連接。
8.如權利要求7所述的用于檢測信號幅度的電路，其特征在于，所述N個電流源與N個電流沉均可為場效應管或雙極結型晶體管。
【文檔編號】H03K5/24GK203813748SQ201320838101
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】張子澈, 鄒錚賢 申請人:四川和芯微電子股份有限公司