一種CMOS差分調制脈沖檢波電路及方法與流程

本發明涉及集成電路領域，尤其涉及CMOS差分調制脈沖檢波領域。

背景技術：

時間同步是雷達、通信等系統中的關鍵問題，取得時間同步最直觀的方法就是對調制脈沖信號進行包絡檢波，進一步檢測出脈沖信號的前沿。目前，包絡檢波常用峰值檢測電路實現，需要輸出信號快速跟隨輸入信號的峰值變化，提供給下一級處理。

圖1給出了傳統的調制脈沖檢波電路，包含一個比較器、一個二極管、一個電容和一個緩沖器。為了提高系統集成度和兼容性，電路需要采用CMOS工藝實現。傳統的檢波電路的性能較差，輸出電壓無法真實反映輸入信號的包絡變化規律，容易出現較大失真，無法滿足時間同步精度需求。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種CMOS差分調制脈沖檢波電路，目的在于解決現有CMOS工藝中調制脈沖檢波電路失真大、速度低以及精度低的問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種CMOS差分調制脈沖檢波電路，所述檢波電路包括差分放大器、失調消除電路、峰值檢測電路、比較器、施密特觸發器和緩沖電路，所述差分放大器的差分信號輸入端接收差分調制脈沖信號，差分放大器的差分信號輸出端與失調消除電路的差分信號輸入端和峰值檢測電路的差分信號輸入端連接，峰值檢測電路的峰值檢測信號輸出端與比較器的峰值檢測信號輸入端連接，比較器的比較信號輸出端與施密特觸發器的比較信號輸入端連接，施密特觸發器的觸發信號輸出端與緩沖電路的觸發信號輸入端連接，緩沖電路的緩沖信號輸出端輸出檢波后的脈沖信號。

進一步，所述差分放大器采用差分共源放大電路實現，用于對輸入的差分調制脈沖信號進行放大。

進一步，所述失調消除電路包括RC低通濾波電路，所述差分調制脈沖信號經過RC低通濾波后進入差分放大器，失調消除電路的輸出端連接差分放大器的輸入端形成負反饋，用于消除差分放大器放大后產生的失調電壓。

進一步，所述峰值檢測電路包括高峰值檢測電路和低峰值檢測電路，用于檢測差分調制脈沖信號的其中一個的高峰值和另一個的低峰值。

進一步，所述比較器采用差分輸入、單端輸出的開環放大器結構實現，將峰值檢測后的信號進行邊沿整形。

進一步，所述施密特觸發器用于消除邊沿整形后的信號輸出的毛刺。

進一步，所述緩沖電路采用反向器鏈結構實現，為輸出脈沖信號提供驅動能力。

本發明的有益效果是：本發明采用差分放大器和失調消除電路結構，有效消除共模干擾，消除放大器失調對檢波的影響，提高了檢波精度；峰值檢測電路分別檢測高、低峰值，提高了信號擺幅和檢波精度。

為了解決上述技術問題，本發明還提出了一種CMOS差分調制脈沖檢波方法，所述方法包括：

S1、對輸入的差分調制脈沖信號進行放大；

S2、消除對輸入的差分調制脈沖信號進行放大后產生的失調電壓；

S3、檢測差分調制脈沖信號的高峰值和低峰值；

S4、對峰值檢測后的信號進行邊沿整形；

S5、消除邊沿整形后的信號輸出的毛刺；

S6、對脈沖信號的輸出提供驅動力。

附圖說明

圖1為現有的調制脈沖檢波電路的原理示意圖；

圖2為本發明實施例所述的CMOS差分調制脈沖檢波電路的原理示意圖；

圖3為本發明實施例所述的差分放大器的電路圖；

圖4為本發明實施例所述的失調消除電路的電路圖；

圖5為本發明實施例所述的峰值檢測電路的電路圖；

圖6為本發明實施例所述的比較器的電路圖；

圖7為本發明實施例所述的施密特觸發器的電路圖；

圖8為本發明實施例所述的緩沖電路的電路圖；

圖9為本發明實施例所述的CMOS差分調制脈沖檢波方法的流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

實施例1

如圖2所示，本實施例提出一種CMOS差分調制脈沖檢波電路，所述檢波電路包括差分放大器、失調消除電路、峰值檢測電路、比較器、施密特觸發器和緩沖電路，所述差分放大器的差分信號輸入端接收差分調制脈沖信號，差分放大器的差分信號輸出端與失調消除電路的差分信號輸入端和峰值檢測電路的差分信號輸入端連接，峰值檢測電路的峰值檢測信號輸出端與比較器的峰值檢測信號輸入端連接，比較器的比較信號輸出端與施密特觸發器的比較信號輸入端連接，施密特觸發器的觸發信號輸出端與緩沖電路的觸發信號輸入端連接，緩沖電路的緩沖信號輸出端輸出檢波后的脈沖信號。

差分放大器采用NMOS差分共源放大電路實現，如圖3所示，用于對輸入的差分調制脈沖信號進行放大。

失調消除電路包括RC低通濾波電路，如圖4所示，所述差分調制脈沖信號經過RC低通濾波后進入差分放大器，失調消除電路的輸出端連接差分放大器的輸入端形成負反饋，用于消除差分放大器放大后產生的失調電壓。

峰值檢測電路包括高峰值檢測電路和低峰值檢測電路，如圖5所示，用于檢測差分調制脈沖信號的其中一個的高峰值和另一個的低峰值。

比較器采用差分輸入、單端輸出的開環放大器結構實現，如圖6所示，將峰值檢測后的信號進行邊沿整形。

施密特觸發器的電路結構如圖7所示，用于消除邊沿整形后的信號輸出的毛刺。

緩沖電路采用反向器鏈結構實現，如圖8所示，為輸出脈沖信號提供驅動能力。

實施例2

如圖9所示，本實施例提出一種CMOS差分調制脈沖檢波方法，所述方法包括：

S1、對輸入的差分調制脈沖信號進行放大；

S2、消除對輸入的差分調制脈沖信號進行放大后產生的失調電壓；

S3、檢測差分調制脈沖信號的高峰值和低峰值；

S4、對峰值檢測后的信號進行邊沿整形；

S5、消除邊沿整形后的信號輸出的毛刺；

S6、對脈沖信號的輸出提供驅動力。

本發明采用差分放大器和失調消除電路結構，有效消除共模干擾，消除放大器失調對檢波的影響，提高了檢波精度；峰值檢測電路分別檢測高、低峰值，提高了信號擺幅和檢波精度。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。