基于CPLD的智能寬帶去邊沿抖動(dòng)技術(shù)

引　言

在電子設(shè)計(jì)和測(cè)量過(guò)程中，信號(hào)邊沿抖動(dòng)是我們經(jīng)常碰到的現(xiàn)象。如下圖示，t1，t2，...，t4，信號(hào)電平變化時(shí)出現(xiàn)多次隨機(jī)快速變化，這種隨機(jī)變化在有的場(chǎng)合可以容忍，但大部分時(shí)候是難以容忍的，比如精密測(cè)量、精確控制、軍用裝備等等。常規(guī)的解決辦法有濾波、平滑以及觸發(fā)器設(shè)計(jì)等等，但是，這些方法在某些場(chǎng)合是無(wú)能為力的。本文提出的基于CPLD的去抖動(dòng)方法可以有效解決大部分問(wèn)題，為后續(xù)信號(hào)處理和測(cè)量的正確進(jìn)行提供了保證。

圖1　抖動(dòng)

邊沿抖動(dòng)的產(chǎn)生機(jī)理

模擬電路中產(chǎn)生邊沿抖動(dòng)的機(jī)理

模擬電路中信號(hào)產(chǎn)生抖動(dòng)主要發(fā)生在模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換的時(shí)候(也即信號(hào)幅度離散化過(guò)程中)。這里有兩種情況：一是輸入模擬信號(hào)波形失真，二是幅度離散化電路的原因。

模擬信號(hào)波形失真常見(jiàn)有三個(gè)來(lái)源：(1)噪聲或干擾等有害模擬信號(hào)的竄擾，如從開(kāi)關(guān)電源竄入的齒狀毛刺干擾情形如圖2(a)所示;(2)模擬處理電路的非線性失真，如差分對(duì)管的不一致等，見(jiàn)圖2(b)所示;(3)模擬信號(hào)源的失真，一般來(lái)自于傳感器失真或被檢測(cè)物理量本身的不規(guī)則變化。對(duì)于理想比較器，模擬輸入信號(hào)在閾值附近的失真將引起沿抖動(dòng)，如圖3(a)所示;對(duì)于帶施密特觸發(fā)器的比較器，閾值附近的較大波動(dòng)也能引起沿抖動(dòng)，如圖3(b)所示。

圖2　模擬信號(hào)波形失真

圖3　上升沿失真波形通過(guò)比較器