現有邊沿式高阻型數字鑒相器的新設計方法與流程

本發明是專利申請號為2015106462973的《全新設計的邊沿式高阻型數字鑒相器》這一技術發明系列之二的邊沿式高阻型數字鑒相器(以下簡稱為邊沿式鑒相器)的全新設計方法。

背景技術：

現有高阻型數字鑒相器僅有一種形式，其中之一型號為74HC4046系列的邊沿式鑒相器IC，和其改進型的專利申請號為2015207752057的《現有邊沿式高阻型數字鑒相器輸出端優化設計案》；這種邊沿式鑒相器的狀態遷移圖如圖1所示。

技術實現要素：

基于專利申請號為2015207752057的《現有邊沿式高阻型數字鑒相器輸出端優化設計案》中的邊沿式鑒相器，所對應的鑒相器其電路方框圖為圖2與圖3。同時基于專利申請號為2015106449019的《標準化設計高阻型數字鑒相器的結構原理方案》中邊沿式鑒相器其電路方框圖為圖5，內中輸出電路接口為專利申請號2015106448849的《高阻型數字鑒相器輸出級的標準型接口電路》中的輸入信號為INH與a時各型接口電路；各個新型邊沿式高阻型數字鑒相器的狀態遷移圖如圖4所示。

各圖內容如下：

圖1為74HC4046的邊沿式高阻型數字鑒相器的狀態遷移圖。

圖2為本發明的邊沿式鑒相器的電路方框圖1。

圖3為本發明的邊沿式鑒相器的電路方框圖2。

圖4為本發明的邊沿式高阻型數字鑒相器的狀態遷移圖。

圖5為本發明的邊沿式鑒相器的電路方框圖3。

具體實施方式為以下內容。

圖2,3,5中各個標號的IC說明如下。

a. IC標識為1,2的JK觸發器：分別為輸入信號Wr與Wc的上升邊沿檢出器，檢出到邊沿時輸出端Q為“1”。復位端R=0時作復位功能，輸出端Q置位于“0”，Q端為Q端的反相輸出端。

b. IC標識為3的與非門：復位信號檢出器，二個JK觸發器的輸出端Q為“1”時復位信號有效檢出，啟動復位后二個JK觸發器的輸出端Q都改為“0”。

c. IC標識為4的與非門：P型場效應模擬開關的控制開關，開關控端信號取自于對方的規定輸出。控端信號為“1”時開關接通，為“0”時開關斷開。

d. IC標識為5的或非門：n型場效應模擬開關的控制開關，開關控端信號取自于對方的規定輸出。控端信號為“0”時開關接通，為“1”時開關斷開。

e. IC標識為6的同或門(圖2)或者與或門(圖3)：對于同或門則當二個JK觸發器Q端的輸出值相同時輸出INH為“1”，不同時輸出INH為“0”；對于與或門則當二個JK觸發器Q端的輸出值不同時輸出INH為“1”，相同時輸出INH為“0”。

現在對本發明的邊沿式高阻型數字鑒相器其工作原理說明如下：

a. 初態(復位后)

初態時WrWc=00，IC1,2的Q端輸出為“0”態，Q端輸出為“1”。與非門的IC4或IC5輸入端接入信號為“01”則輸出為“1”，所以p型場效應開關處于斷開狀態；或非門的IC4或IC5輸入端接入信號為“01”則輸出為“0”，所以n型場效應開關處于斷開狀態；同或門的IC6輸入端接入信號為“00”或者與或門的IC6輸入端接入信號為“01”則輸出INH都為“1”；即鑒相器的輸出被屏蔽即呈現高阻態。所以，符合定義：WrWc=00時PDo=高阻態。

b. 處在初態下的一個輸入信號上升邊沿到達

例如，當Wr的上升邊沿信號單獨到達后，該側JK觸發器輸出端Q值從“0”態變化到“1”態，相應地Q值從“1”態變化到“0”態；則與非門的IC4輸入端接入信號為“11”則輸出為“0”即p型場效應開關處于導通狀態，或者或非門的IC4輸入端接入信號為“00”則輸出為“1”即n型場效應開關處于導通狀態；同或門的IC6輸入端接入信號為“10”或者與或門的IC6輸入端接入信號為“00”則輸出INH都為“0”，同時a=1；所以，鑒相器輸出端接Vcc，符合定義：WrWc=↑0時PDo=1(H)態。相反地，當Wc的上升邊沿信號單獨到達后，該側JK觸發器輸出端Q值從“0”態變化到“1”態，相應地Q值從“1”態變化到“0”態；則與非門的IC5輸入端接入信號為“11”則輸出為“0”即p型場效應開關處于導通狀態，或者或非門的IC5輸入端接入信號為“00”則輸出為“1”即n型場效應開關處于導通狀態；同或門的IC6輸入端接入信號為“10”或者與或門的IC6輸入端接入信號為“00”則輸出INH都為“0”，同時a=0；所以，鑒相器輸出端為GND，符合定義：WrWc=0↑時PDo=0(L)態。

c. 處在非初態下的一個輸入信號上升邊沿到達

處在非初態下的鑒相器輸入端，例如Wc上升邊沿信號后到達的WrWc=-↑，或者Wr上升邊沿信號后到達的WrWc=↑-；由于二個JK觸發器輸出端Q值為“11”，IC3檢出有效的復位信號則啟動鑒相器的復位過程使得二個JK觸發器輸出端Q值回歸為“00”，同時IC4,5的與非門或者或非門輸入信號為“01/10”則n/p型場效應開關處于斷開狀態。同或門的IC6輸入端接入信號為“11”→“00”或者與或門的IC6輸入端接入信號為“01/10”則輸出INH都為“1”；即鑒相器的輸出被屏蔽即呈現高阻態。所以，符合定義：WrWc=00/11時PDo=高阻態。

d. 處在高阻態下輸入信號的上升邊沿同時到達

處在高阻態下二個輸入信號Wr與Wc的上升邊沿同時到達時，由于二個JK觸發器輸出端Q值同時變化為“11”，IC3檢出有效的復位信號則啟動鑒相器的復位過程使得二個JK觸發器輸出端Q值回歸為“00”，同時IC4,5的與非門或者或非門輸入信號為“01/10”則n/p型場效應開關處于斷開狀態。同或門的IC6輸入端接入信號為“11”→“00”或者與或門的IC6輸入端接入信號為“01/10”則輸出INH都為“1”；即鑒相器的輸出被屏蔽即呈現高阻態。所以，符合定義：WrWc=↑↑時PDo=高阻態。

e. 處在非高阻態下輸入信號的上升邊沿同時到達

處在高阻態下二個輸入信號Wr與Wc的上升邊沿同時到達時，一個JK觸發器輸出端Q值從“0”態值變化為“1”態值，而另一個JK觸發器輸出端Q值從“1”態值變化為“0”態值。所以，同或門的IC6輸入端接入信號為“10”或者與或門的IC6輸入端接入信號為“00”并無發生變化則輸出INH都為“0”；而a信號僅作“0”態值與“1”態值之間的相互切換，鑒相器輸出從Vcc到GND之間的相互切換。最終，符合定義：WrWc=↑↑時PDo=VccGND。

f. 鑒相器工作在單端輸入信號有效的(理想)狀態下

對于無上升邊沿信號輸入的JK觸發器側維持在初態的工作狀態不變。對于有上升邊沿信號輸入的JK觸發器側，假設該側JK觸發器處在初態下則當邊沿信號有效輸入后觸發器輸出端Q值從“0”態值變化為“1”態值；或者假設該側JK觸發器處在有效輸出即輸出端Q值為“1”態值時，如果邊沿信號有效輸入后觸發器輸出端Q值從“1”態值變化為“0”態值，相應地輸出INH信號也作“0”態值與“1”態值之間的相互切換；同時如果該側為Wr一側則輸出a信號也作“0”態值與“1”態值之間的相互切換，否則a信號維持“0”態值不變。所以，符合定義：Wr=↑…↑時PDo=高阻態Vcc；或者Wc=↑…↑時PDo=高阻態GND。

綜合以上各點，可以得到新型邊沿式高阻型數字鑒相器的狀態遷移圖如圖4所示。