一种可重复触发的低功耗单稳态电路的制作方法

本发明涉及单稳态电路，特别涉及一种可重复触发的低功耗单稳态电路。

背景技术：

在现有的单稳态电路中，为了获得比较长的单稳态时间，具体设计中会采用比较大的电容电阻，传统设计中一般采用两种实现方式，一个是以片外外界rc方式，配合内部的比较模块，另一种是将电阻电容集成在片内，配合内部比较模块。前者需要增加出pin，而且pcb设计也会增加成本，功耗也不会很小，后者因为制造工艺和温度、电源电压，输出信号单稳时间会产生比较大的变化，而且面积比较大，也会增加一定的面积成本。

技术实现要素：

本发明公开了一种可重复触发的低功耗单稳态电路，旨在提供一种面积小、功耗小及单稳时间稳定的单稳态电路。

本发明实施例提供了一种可重复触发的低功耗单稳态电路，其特征在于，包括：第一逻辑电路、第二逻辑电路、rc电路、开关电路、偏置电路及阀值电路；

所述第一逻辑电路的输出端与所述rc电路的输入端电气连接，所述rc电路的输出端与所述第二逻辑电路的输入端电气连接，所述第二逻辑电路的第二输出端与所述开关电路的输入端电气连接，所述开关电路的输出端与所述偏置电路的输入端电气连接，所述偏置电路的输出端与所述阀值电路的输入端电气连接，所述第二逻辑电路的第一输出端与所述阀值电路的输入端电气连接，所述阀值电路的输出端与所述第二逻辑电路的输入端电气连接，所述第一逻辑电路的输入端用于接收使能信号与trigger信号。

优选地，所述第一逻辑电路包括：第一缓冲器、延时器、第一反相器、第一或非门及与门；

其中，所述第一缓冲器的输入端用于接收所述trigger信号，所述第一缓冲器的输出端与所述延时器的输入端电气连接，所述延时器的输出端与所述第一反相器的输入端电气连接，所述第一反相器的输出端与所述第一或非门的第一端输入端电气连接，所述或非门的第二输入端与所述第一缓冲器的输出端电气连接，所述或非门的输出端与所述与门的第一输入端电气连接，所述与门的第二输入端用于接收所述使能信号，所述与门的输出端与所述rc电路的输入端电气连接。

优选地，所述第二逻辑电路包括：第二或非门极第二反相器；

所述第二或非门的第一输入端与所述rc电路的输出端电气连接，所述或非门的第二输入端与所述阀值电路的输出端电气连接，所述第二或非门的输出端与所述第二反相器的输入端电气连接，所述第二反相器的输出端与所述开关电路的输入端电气连接。

优选地，还包括：复位电路；

所述第二或非门的输出端通过所述复位电路与所述阀值电路的输入端电气连接。

优选地，其特征在于，所述复位电路包括：第一电容及第一场效应管；

所述第一电容的第一端与所述或非门的输出端电气连接，所述第一电容的第二端与所述阀值电路的输入端电气连接，所述或非门的输出端与所述阀值电路的输入端电气连接，所述第一场效应管的栅极与所述rc电路的输出端电气连接，所述第一场效应管的源极与所述第一电容的第二端电气连接，所述第一场效应管的漏极接地。

优选地，阀值电路包括：辅助回路及比较回路；

所述比较回路的第一输入端与所述偏置回路的输出端电气连接，所述比较回路的第二输入端用于接收基准电压，所述比较回路的第三输入端与所述第一电容的第二端电气连接，所述辅助回路并在所述比较回路输出端上，所述辅助回路的输入端与所述第二或非门的输出端电气连接，所述辅助电路的输出端与所述第二或非门的第二输入端电气连接。

优选地，所述比较回路包括：第三逻辑电路、翻转回路、反馈电路、锁存回路；

所述锁存回路的输入端、所述翻转回路的第一输入端及所述反馈电路的输入端与所述第二或非门的输出端电气连接，所述翻转回路的第二输入端与所述第一电容的第二端电气连接，所述锁存回路的输出端、所述翻转回路的输出端及所述反馈电路的输出端与第三逻辑电路的输入端电气连接，所述第三逻辑电路输出端与所述第二或非门的第二输入端电气连接。

优选地，所述锁存电路包括：第三反相器及第二场效应管；

所述或非门的输出端通过所述第三反相器与所述第二场效应管的栅极电气连接，所述第二场效应管的源极用于连接电源，所述第二场效应管的漏极与所述第三逻辑电路的输入端电气连接。

优选地，所述翻转回路包括：电阻、第二电容、第三场效应管、第四场效应管及第五场效应管；

所述第二电容的第一端通过所述电阻连接至电源，所述第二电容的第二端与第二或非门的输出端电气连接，所述第二电容的第一端与所述第三场效应管的栅极电气连接，所述第三场效应管的源极用于连接电源，所述第三场效应管的漏极与所述第四场的源极电气连接，所述第四场效应管的漏极接地，所述第四场效应管的栅极与所述第一电容的第二端电气连接，所述第五场效应管的栅极与第四场场效应管的源极电气连接，所述第五场效应管的源极与所述第三逻辑电路的输入端电气连接，所述第五场效应管的漏极接地。

优选地，所述反馈电路包括第六场效应管，第七场效应管，所述第三逻辑电路包括第四反相器及第二缓冲器；

其中，所述第六场效应管的源极与电源连接，所述第六场效应管的栅极与第二或非门的输出端电气连接，所述第六场效应管的漏极与第七场效应管的源极电气连接，所述第七场效应管的漏极与所述第四反相器的输入端电气连接，所述第四反相器的输出端通过所述第二缓冲器与所述第二或非门的第二输入端电气连接，所述第四反相器的输出端与所述第七场效应管栅极电气连接。

基于本发明提供的一种可重复触发的低功耗单稳态电路，通过第一逻辑电路接收使能信号与trigger信号，生成一个短脉冲至rc电路和第二逻辑电路，脉冲从第二逻辑电路的或非门第一路直接输出至阀值电路的vin2，第二路通过第一电容输出至阀值电路的vin，第三路通过第二反相器输出至开关电路，使得偏置电路进入偏置状态，所述偏置电路为阀值电路提供偏置电流，并为所述第一电容进行充电至基准电压，使得阀值电路的输出拉低，偏置电路停止工作，整个电路处于0功耗状态，并锁住vin的高电平，同时防止因所述第一电容快速上升使得阀值电路的损坏，通过复位电路保证单稳态时间的一致性，保证了单稳态电路单稳时间的稳定和低功耗。

附图说明

图1是本发明提供的一种可重复触发的低功耗单稳态电路顶层电路结构示意图；

图2是本发明提供的阀值电路结构示意图；

图3是本发明提供的阀值电路的输入波形示意图；

图4是本发明一种可重复触发的低功耗单稳态电路整体波形输入输出示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

本发明公开了一种可重复触发的低功耗单稳态电路，旨在提供一种面积小、功耗小及单稳时间稳定的单稳态电路。

请参阅图1，本发明实施例提供了一种可重复触发的低功耗单稳态电路，其特征在于，包括：第一逻辑电路1、第二逻辑电路2、rc电路2、开关电路41、偏置电路4及阀值电路5；

所述第一逻辑电路1的输出端与所述rc电路2的输入端电气连接，所述rc电路2的输出端与所述第二逻辑电路2的输入端电气连接，所述第二逻辑电路2的第二输出端与所述开关电路41的输入端电气连接，所述开关电路41的输出端与所述偏置电路4的输入端电气连接，所述偏置电路4的输出端与所述阀值电路5的输入端电气连接，所述第二逻辑电路2的第一输出端与所述阀值电路5的输入端电气连接，所述阀值电路5的输出端与所述第二逻辑电路2的输入端电气连接，所述第一逻辑电路1的输入端用于接收使能信号与trigger信号。

需要说明的是，所述第一逻辑电路1用于接收使能信号与trigger信号，生成一个短脉冲至rc电路2(用于对短脉冲进行滤波，避免噪声对其后面电路产生干扰)和第二逻辑电路2，所述第二逻辑电路2处理短脉冲后，将信号输出开关电路41和阀值电路5，所述开关电路41接收到高电平导通使得所述偏置电路4进入偏置状态，为所述复位电路6进行充电，当所述复位电路6达到所述基准电压时，所述阀值电路5输出电信号至所述第二逻辑电路2，使得输出至所述开关电路41的高电平发生翻转，使得所述偏置电路4停止工作，电路处于零功耗状态，所述偏置电路4锁住所述阀值电路5输入端的高电平，保证单稳态电路单稳时间的稳定和低功耗。

优选地，所述第一逻辑电路1包括：第一缓冲器11、延时器12、第一反相器13、第一或非门14及与门15；

其中，所述第一缓冲器11的输入端用于接收所述trigger信号，所述第一缓冲器11的输出端与所述延时器12的输入端电气连接，所述延时器12的输出端与所述第一反相器13的输入端电气连接，所述第一反相器13的输出端与所述第一或非门14的第一端输入端电气连接，所述或非门的第二输入端与所述第一缓冲器11的输出端电气连接，所述或非门的输出端与所述与门15的第一输入端电气连接，所述与门15的第二输入端用于接收所述使能信号，所述与门15的输出端与所述rc电路2的输入端电气连接。

在本实施例中，将使能信号设置为高电平，trigger信号依次入第一缓冲器11、延时器12及第一反相器13，由于第一缓冲器11的作用，或非门接收到的电平一高一低。这样输出肯定是低电平，输入的trigger信号经过一个第一缓冲器11一路先到达或非门，使得一时或非门的输入都为低电平，输出一个高电平，但是这个高电平持续时间不长，因为trigger信号另一路经过一个所述延时器12和所述第一反相器13，也到达所述第一或非门14，使得所述或非门由被拉到低电平。在所述第一或非门14输出的地方，得到一个短脉冲，这个短脉冲和使能输入信号一起进入所述与门15，与门15输出同样是一个短脉冲，所述短脉冲又经过一个电容一路接电阻r到地。

优选地，所述第二逻辑电路2包括：第二或非门31及第二反相器32；

所述第二或非门31的第一输入端与所述rc电路2的输出端电气连接，所述第二或非门31的第二输入端与所述阀值电路5的输出端电气连接，所述第二或非门31的输出端与所述第二反相器32的输入端电气连接，所述第二反相器32的输出端与所述开关电路41的输入端电气连接。

在本实施例中，所述与门15输出的信号a一路通向所述第二或非门31，使得所述第二或非门31的输出的o1信号一时变为低电平，o1信号分成三路，一路通过所述第二反相器32输出一个高电平，一路通过第一电容c1或输入到所述阀值电路5的vin，最后一路直接输入到所述阀值电路5的vin2，vin和vin2通过一些器件的作用，快速的将阀值电路5的输出拉高，如果这个速度比信号a快，这样o1就保持在低电平，输出out保持在高电平，如果这个速度比信号a慢，那o1将变成高电平，所述阀值电路5的输出无法达到高电平，输出out将变回低电平。

假设o1经过所述阀值电路5再到或非门的速度比a从高电平变成低电平快，电路正常工作，第二逻辑电路2输出高电平，所述开关电路41的411和412被导通，所述偏置电路4进入正常的偏置状态，所述阀值电路5也开始工作，所述阀值电路5的输入vin上的信号是rc线网，第一电容c1一端接o1，一端接rc，rc被所述偏置电路4上的44和43构成的电流源恒流充电(即对所述第一电容c1进行充电)，当充电电压达到所述阀值电路5的基准电压vref时，所述阀值电路5输出被拉低，通过所述第二或非门31后，信号o1变成高电平，加快所述阀值电路5的vin和vin2的拉高，输出out被拉低，使得开关电路41不再导通，所述偏置电路4不在工作，整个电路处于准0功耗的状态。

所述偏置电路4上设置有由管子42和二极管d组成的保护电路，管子42作用一个是当第二逻辑电路2的输出变为低电平时(即开关电路41断开时)锁住vin为高电平，另一个作用是和二极管d一起防止rc线网由于o1信号快速上升使得rc线网(即第一电容c1的电压)的电压快速上升，导致rc线网高出vdd太高而造成所述阀值电路5的输入管损坏。

优选地，还包括：复位电路6；

所述第二或非门31的输出端通过所述复位电路6与所述阀值电路5的输入端电气连接。

优选地，其特征在于，所述复位电路6包括：第一电容c1及第一场效应管61；

所述第一电容c1的第一端与所述或非门的输出端电气连接，所述第一电容c1的第二端与所述阀值电路5的输入端电气连接，所述或非门的输出端与所述阀值电路5的输入端电气连接，所述第一场效应管61的栅极与所述rc电路2的输出端电气连接，所述第一场效应管61的源极与所述第一电容c1的第二端电气连接，所述第一场效应管61的漏极接地。

需要说明的是，trigger信号在我们还未完全完成单稳态的时间重新触发产生一个下降沿，这时信号a又会产生一个窄脉冲，信号a这时通过第一场效应管61释放所述第一电容c1上的电荷，当rc线网重新开始从gnd现象上升，相当于重新计时，所述第一场效应管61还有一个作用可以防止trigger第一次到来和接下去其它次到来产生不同的单稳态时间，在仿真中，第一次触发和其它次的触发rc线网的初始值可能是不一样的，如果每次都能通过所述第一场效应管61进行一次复位，使得rc初始值一样，这样就更能保证单稳态时间的一致性。

优选地，请参阅图2，阀值电路5包括：辅助回路8及比较回路7；

所述比较回路7的第一输入端与所述偏置电路4的输出端电气连接，所述比较回路7的第二输入端用于接收基准电压，所述比较回路7的第三输入端与所述第一电容c1的第二端电气连接，所述辅助回路8并在所述比较回路7输出端上，所述辅助回路8的输入端与所述第二或非门31的输出端电气连接，所述辅助电路的输出端与所述第二或非门31的第二输入端电气连接。

需要说明的是，所述比较回路7是个超低功耗的比较器，输出电阻r非常大，工作速度很低，其工作原理为：在第二输入端输入基准电压vref，在第三输入端vin输入一个从gnd开始逐渐增大的信号，等到该信号增大到基准电压的大小时，输出发生翻转。

优选地，所述比较回路7包括：第三逻辑电路85、翻转回路83、反馈电路84、锁存回路81；

所述锁存回路81的输入端、所述翻转回路83的第一输入端及所述反馈电路84的输入端与所述第二或非门31的输出端电气连接，所述翻转回路83的第二输入端与所述第一电容c1的第二端电气连接，所述锁存回路81的输出端、所述翻转回路83的输出端及所述反馈电路84的输出端与第三逻辑电路85的输入端电气连接，所述第三逻辑电路85输出端与所述第二或非门31的第二输入端电气连接。

请参阅读图3及图4，需要说明的是，当vin和vin2同时下降时，快速将所述第三逻辑电路85的输出拉高，如果输出没有快速的拉高，vin和vin2将会因为触发脉冲很短导致被快速拉高，输出将又回到了低电平，没有正常进入单稳态，之所以需要所述辅助电路，是因为所述比较回路7是一个超低功耗的比较器，输出电阻r非常大，工作速度非常慢的，且所述比较回路7的偏置受外部控制，只有第三逻辑电路85的输出为高电平时才能工作，当单稳态的脉宽时间达到要求时，第三逻辑电路85的输出会下降，这时通过所述反馈电路84的正反馈，将一些门快速的拉高和拉低，降低功耗。

优选地，所述锁存回路81包括：第三反相器811及第二场效应管812；

所述或非门的输出端通过所述第三反相器811与所述第二场效应管812的栅极电气连接，所述第二场效应管812的源极用于连接电源，所述第二场效应管812的漏极与所述第三逻辑电路85的输入端电气连接。

优选地，所述翻转回路83包括：电阻r、第二电容c2、第三场效应管831、第四场效应管832及第五场效应管833；

所述第二电容c2的第一端通过所述电阻r连接至电源，所述第二电容c2的第二端与第二或非门31的输出端电气连接，所述第二电容c2的第一端与所述第三场效应管831的栅极电气连接，所述第三场效应管831的源极用于连接电源，所述第三场效应管831的漏极与所述第四场的源极电气连接，所述第四场效应管832的漏极接地，所述第四场效应管832的栅极与所述第一电容c1的第二端电气连接，所述第五场效应管833的栅极与第四场场效应管的源极电气连接，所述第五场效应管833的源极与所述第三逻辑电路85的输入端电气连接，所述第五场效应管833的漏极接地。

优选地，所述反馈电路84包括第六场效应管841，第七场效应管842，所述第三逻辑电路85包括第四反相器851及第二缓冲器852；

其中，所述第六场效应管841的源极与电源连接，所述第六场效应管841的栅极与第二或非门31的输出端电气连接，所述第六场效应管841的漏极与第七场效应管842的源极电气连接，所述第七场效应管842的漏极与所述第四反相器851的输入端电气连接，所述第四反相器851的输出端通过所述第二缓冲器852与所述第二或非门31的第二输入端电气连接，所述第四反相器851的输出端与所述第七场效应管842栅极电气连接。

需要说明的是，当vin和vin2同时由vdd下降到gnd时，vin2通过所述第一电容c1，将第三场效应管831的栅极拉低，第三场效应管831就被快速的导通，使得第五场效应管833栅极拉高，第五场效应管833导通，将所述比较回路7的输出强制拉低，所述比较回路7的输出电阻r是很大的，拉低输出是很容易的。所述比较回路7的输出通过所述第四反相器851及第二缓冲器852，将第三逻辑回路的输出拉高了。第三场效应管831的栅极在被拉低一小会就会马上被所述电阻r给拉高了，但此时第三逻辑回路的输出拉高了，所述比较回路7也开始工作了，第四场效应管832的栅极是具有一定的电压vin，将第五场效应管833栅极拉低，断开第五场效应管833，此时所述比较回路7的输出就相当于没有被外部作用了。

vin(即第一电容c1)开始被电流源充电，线性的增大电压，当这个电压达到基准电压vref时，所述比较回路7的输出发生翻转，变为准高电平，因为所述比较回路7的输出电阻r很大，这个上升时间时很长的，这时就通过所述第四反相器851，将输出的低电平作用到第七场效应管842，由于vin2这时是低电平，第六场效应管841为导通状态，这样就通过了一个正反馈将所述比较回路7的的输出进一步拉高，第三逻辑回路的输出被拉低，所述比较回路7被外部控制关闭，所述第三逻辑回路的输出信号又经过外部一些信号，将输入vin和vin2拉到高电平vdd，vin2通过所述第三反相器811，将第二场效应管812的栅极拉到低电平，使得第二场效应管812导通，进一步锁住所述比较回路7的输出为高电平，因为所述比较回路7已经被关闭，不再工作，所以需要锁住所述比较回路7的的输出。通过所述电阻r与电容的确定，将vin2的信号耦合给第三场效应管831，使得回路进入正常工作状态。

基于本发明提供的一种可重复触发的低功耗单稳态电路，通过第一逻辑电路1接收能信号与trigger信号，生成一个短脉冲至rc电路2和第二逻辑电路2，脉冲从第二逻辑电路2的或非门第一路直接输出至阀值电路5的vin2，第二路通过第一电容c1输出至阀值电路5的vin，第三路通过第二反相器32输出至开关电路41，使得偏置电路4进入偏置状态，所述偏置电路4为阀值电路5提供偏置电流，并为所述第一电容c1进行充电至基准电压，使得阀值电路5的输出拉低，偏置电路4停止工作，整个电路处于0功耗状态，并锁住vin的高电平，同时防止因所述第一电容c1快速上升使得阀值电路5的损坏，通过复位电路6保证单稳态时间的一致性，保证了单稳态电路单稳时间的稳定和低功耗。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。