《電子技術(shù)應(yīng)用》
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一種高速施密特觸發(fā)器的設(shè)計(jì)
2022年電子技術(shù)應(yīng)用第2期
孫建民1,,閆 江1,,2,,張 龍3,,趙以誠3
1.貴州大學(xué) 大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院,,貴州 貴陽550025,; 2.北方工業(yè)大學(xué) 信息學(xué)院,,北京100144,;3.北京中科格勵(lì)微科技有限公司,北京100089
摘要: 在數(shù)字隔離器系統(tǒng)中,,因?yàn)榇嬖陔娐芳纳?yīng)和隨機(jī)噪聲,,數(shù)字信號(hào)的波形會(huì)發(fā)生嚴(yán)重畸變。針對該問題,,提出了一種電壓—電流模式高速施密特觸發(fā)器,,該電路能有效還原信號(hào)的波形。電路主體結(jié)構(gòu)采用電流放大器和跨導(dǎo)運(yùn)算放大器相結(jié)合,,在輸入高速數(shù)據(jù)時(shí),,電流放大器提供了快速的前饋通路來增加比較器的響應(yīng)速度,實(shí)現(xiàn)施密特觸發(fā)器的高速翻轉(zhuǎn),。設(shè)計(jì)采用GF_0.18 μm_BCD工藝,,在電源電壓5 V的條件下,可實(shí)現(xiàn)500 MHz高速信號(hào)的整形,,信號(hào)的傳輸延時(shí)為652 ps,。
中圖分類號(hào): TN409
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.211856
中文引用格式: 孫建民,閆江,張龍,,等. 一種高速施密特觸發(fā)器的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)用,,2022,48(2):28-31.
英文引用格式: Sun Jianmin,,Yan Jiang,,Zhang Long,et al. Design of a high-speed Schmitt trigger[J]. Application of Electronic Technique,,2022,,48(2):28-31.
Design of a high-speed Schmitt trigger
Sun Jianmin1,Yan Jiang2,,Zhang Long3,,Zhao Yicheng3
1.School of Big Data and Information Engineering,Guizhou University,,Guiyang 550025,,China; 2.School of Iinformation,,North China University of Technology,,Beijing 100144,China,; 3.Beijing Zhongke Greenway Technology Co.,,Ltd.,Beijing 100089,,China
Abstract: In the digital isolator system, due to the existence of circuit parasitics and random noise, the waveform of the digital signal will be severely distorted. Aiming at this problem, a voltage-current mode high-speed Schmitt trigger is proposed, which can effectively restore the signal waveform. The main structure of the circuit uses a combination of a current amplifier and a transconductance operational amplifier. When inputting high-speed data, the current amplifier provides a fast feedforward path to increase the response speed of the comparator and realize the high-speed flip of the Schmitt trigger. This design adopts the GF_0.18 μm_BCD process, under the condition of the power supply voltage of 5 V, it can realize the shaping of the 500 MHz high-speed signal, the transmission delay of the signal is 652 ps.
Key words : Schmitt trigger,;transconductance operational amplifier;curent amplifier

0 引言

    在數(shù)字系統(tǒng)中,,矩形脈沖信號(hào)經(jīng)過傳輸后往往會(huì)發(fā)生畸變,,因?yàn)樾盘?hào)在傳輸過程中會(huì)受到許多非理想因素的影響,如在PCB板的寄生效應(yīng),、封裝過程的寄生電容電感,、傳輸線上的寄生電容、接收端的阻抗不匹配以及其他信號(hào)線的噪聲干擾等,。這些不利因素會(huì)使信號(hào)的上升下降沿明顯變緩,,有時(shí)還會(huì)在信號(hào)的上升下降沿附近產(chǎn)生振蕩,所以在數(shù)字系統(tǒng)中通常需要給輸入信號(hào)進(jìn)行濾波整形,,以還原信號(hào)的完整性,。施密特觸發(fā)器是脈沖波形變換最常使用的一種電路,因?yàn)槠湓谛阅苌嫌袃蓚€(gè)重要的特點(diǎn):一是輸入信號(hào)上升和下降過程中電路狀態(tài)轉(zhuǎn)換的閾值不同,;二是電路內(nèi)部存在正反饋過程使輸出波形邊沿變得很陡,。利用這兩個(gè)特點(diǎn)不僅可以加快信號(hào)邊沿的變化,,還可以有效地濾除疊加在脈沖信號(hào)上的噪聲[1-2]

    傳統(tǒng)的施密特觸發(fā)器如圖1[3]所示,,由CMOS反向器和TTL門電路構(gòu)成,,基本結(jié)構(gòu)是將兩級(jí)反相器串接,通過電阻分壓將輸出端的電壓反饋到輸入端,,通過改變分壓電阻的比值可以調(diào)節(jié)閾值電壓和滯回區(qū)間,,電路結(jié)構(gòu)簡單,但是性能較差,。




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作者信息:

孫建民1,閆  江1,,2,,張  龍3,趙以誠3

(1.貴州大學(xué) 大數(shù)據(jù)與信息工程學(xué)院,,貴州 貴陽550025,;

2.北方工業(yè)大學(xué) 信息學(xué)院,北京100144,;3.北京中科格勵(lì)微科技有限公司,北京100089)




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