本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种应用于射频识别标签芯片的数字信号毛刺消除电路。
背景技术：
目前，无线应用越来越广泛，其中射频识别标签芯片，即rfid芯片(radiofrequencyidentification芯片)在各个领域应用越来越多。在射频识别标签芯片中，由射频识别标签芯片发送至读卡器的数字信号中的毛刺容易影响读卡器接收，所以在射频识别标签芯片中，尤其是超高频的射频识别标签芯片的发射通道中的数字信号毛刺消除电路非常重要。
如图1所示，相关技术的射频识别标签芯片的数字信号毛刺消除电路采用了滤波电路和施密特触发器的方式实现消除数字信号毛刺，该数字信号毛刺消除电路包括第一电阻r1、第二电阻r2、电容c、第一晶体管m1、第二晶体管m2、第三晶体管m3、第四晶体管m4以及缓冲器buf。所述第一电阻r1和所述电容c组成rc滤波电路；所述第一晶体管m1和所述第二晶体管m2组成第一级反相器；所述第三晶体管m3和所述第四晶体管m4组成第一级反相器；所述第二电阻r2作为电路的反馈电阻。
该数字信号毛刺消除电路工作原理如下：电路开始工作时，如果输入信号in为低电平，那么第一级反相器输出高电平，第二级反相器输出低电平，最后所述缓冲器buf输出电平out为低电平。随着输入信号in的电压逐渐增大，如果达到类似施密特触发器的阀值vth1，第一级反相器输出低电平，第二级反相器输出高电平，所述第二电阻r2形成正反馈通路输入到第一级反相器，使得电路迅速稳定，最后所述缓冲器buf输出电平out为高电平。随着输入信号in的电压继续增大，所述缓冲器buf输出电平out保持不变。随着输入信号in的电压逐渐减小，如果达到类似施密特触发器的阀值vth2，第一级反相器输出高电平，第二级反相器输出低电平，所述第二电阻r2形成正反馈通路输入到第一级反相器，使得电路迅速稳定，最后所述缓冲器buf输出电平out为低电平。随着输入信号in的电压继续减小，所述缓冲器buf输出电平out保持不变。在所述数字信号毛刺消除电路的数字信号有毛刺时，如果毛刺上升电压小于vth1，下降电压小于vth2，所述数字信号毛刺消除电路可以成功滤除毛刺。
然而，所述数字信号毛刺消除电路的主要应用于超高频rfid标签芯片的发射通道的数字信号毛刺滤除。其中，射频识别标签芯片和读卡器的通信协议要求发射信号占空比为50％，如果采用相关技术的射频识别标签芯片的数字信号毛刺消除电路的滤波电路和施密特触发器的方式实现消除数字信号毛刺，虽然可以滤除数字信号的毛刺，但是对数字信号的占空比有较大的影响，而影响射频识别标签芯片的数字信号在读卡器端的接收。
因此，实有必要提供一种新的数字信号毛刺消除电路解决上述问题。
技术实现要素：
针对以上现有技术的不足，本发明提出一种有效滤除数字信号的毛刺且保持信号的占空比不变的数字信号毛刺消除电路。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种数字信号毛刺消除电路，包括电阻、第一级多级串联倒比管高阈值反向器、第二级多级串联倒比管高阈值反向器、第一晶体管及第二晶体管；
所述电阻的第一端连接至外部信号输入端，所述电阻的第二端分别连接至所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器的输入端和所述第一晶体管的栅极；
所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器的输出端分别连接至所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器的输入端和所述第二晶体管的栅极；
所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器的输出端作为所述数字信号毛刺消除电路的输出；
所述第一晶体管的源极、所述第一晶体管的漏极、所述第二晶体管的源极以及所述第二晶体管的漏极均连接至电源电压。
优选的，所述第一晶体管和所述第二晶体管均为pmos管。
优选的，所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器包括第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管及第八晶体管：
所述第三晶体管的栅极、所述第四晶体管的栅极、所述第五晶体管的栅极、所述第六晶体管的栅极、所述第七晶体管的栅极及所述第八晶体管的栅极电连接作为所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器的输入端且连接至所述电阻的第二端；
所述第三晶体管的源极连接至接地，所述第三晶体管的漏极连接至所述第四晶体管的源极；
所述第四晶体管的漏极连接至所述第五晶体管的源极；
所述第五晶体管的漏极和第八晶体管的漏极电连接并作为所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器的输出端且连接至所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器的输入端；
所述第六晶体管的源极连接至所述电源电压，所述第六晶体管的漏极连接至所述第七晶体管的源极；
所述第七晶体管的漏极连接至所述第八晶体管的源极。
优选的，所述第三晶体管、所述第四晶体管及所述第五晶体管均为nmos管，所述第六晶体管、所述第七晶体管及所述第八晶体管均为pmos管。
优选的，所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器包括，第九晶体管、第十晶体管、第十一晶体管、第十二晶体管、第十三晶体管及第十四晶体管：
所述第九晶体管的栅极、所述第十晶体管的栅极、所述第十一晶体管的栅极、所述第十二晶体管的栅极、所述第十三晶体管的栅极及所述第十四晶体管的栅极电连接并作为所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器的输入端，且连接至所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器的输出端；
所述第九晶体管的源极连接至接地，所述第九晶体管的漏极连接至所述第十晶体管的源极；
所述第十晶体管的漏极连接至所述第十一晶体管的源极；
所述第十一晶体管的漏极和第十四晶体管的漏极均作为所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器的输出端且相互连接；
所述第十二晶体管的源极连接至所述电源电压，所述第十二晶体管的漏极连接至所述第十三晶体管的源极；
所述第十三晶体管的漏极连接至所述第十四晶体管的源极。
优选的，所述第九晶体管、所述第十晶体管及所述第十一晶体管均为nmos管，所述第十二晶体管、所述第十三晶体管及所述第十四晶体管均为pmos管。
优选的，所述数字信号毛刺消除电路还包括多路选择器，所述多路选择器的第一输入端连接至所述电阻的第二端，所述多路选择器的第二输入端连接至所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器的输出端，所述多路选择器的输出端作为所述数字信号毛刺消除电路的输出。
优选的，所述数字信号毛刺消除电路还包括低到高电压转换器，所述低到高电压转换器的输入端连接至所述多路选择器的输出端，所述低到高电压转换器的输出端作为所述数字信号毛刺消除电路的输出。
与相关技术相比，本发明的数字信号毛刺消除电路通过电阻与第一晶体管形成的等效电容共同组成低通滤波器，带毛刺数字信号依次通过低通滤波器、第一级多级串联倒比管高阈值反向器及第二级多级串联倒比管高阈值反向器。该电路可以有效滤除数字信号的毛刺。另外，该数字信号毛刺消除电路通过调整优化第二晶体管形成的等效电容和第二级多级串联倒比管高阈值反向器，达到补偿低通滤波器和第一级多级串联倒比管高阈值反向器对数字信号的占空比的变化的影响，从而保持数字信号的占空比不变。
附图说明
下面结合附图详细说明本发明。通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述或其他方面的内容将变得更清楚和更容易理解。附图中：
图1为相关技术的数字信号毛刺消除电路的电路图；
图2为本发明数字信号毛刺消除电路的电路图；
图3为本发明数字信号毛刺消除电路的实施例的电路图；
图4为图3中关键节点波形图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。
在此记载的具体实施方式/实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案，都在本发明的保护范围之内。
请参图2所示，本发明提供了一种数字信号毛刺消除电路100，包括电阻r、第一级多级串联倒比管高阈值反向器1、第二级多级串联倒比管高阈值反向器2、第一晶体管m1、第二晶体管m2、多路选择器3以及低到高电压转换器4。
请参图3-4所示，在本实施方式中，所述数字信号毛刺消除电路100主要应用于超高频rfid标签芯片的发射通道的数字信号毛刺滤除。其中，发射通道的数字信号占空比为50％，具体的：
所述电阻r的第一端连接至外部信号输入端in，所述外部信号输入端in为发射通道的数字信号，其中，所述电阻r为金属走线寄生电阻，所述电阻r的第二端分别连接至所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器1的输入端和所述第一晶体管m1的栅极。所述第一晶体管m1为pmos管。所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器1的输出端分别连接至所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器2的输入端和所述第二晶体管m2的栅极。所述第二晶体管m2均为pmos管。所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器2的输出端作为所述数字信号毛刺消除电路100的输出。所述第一晶体管m1的源极、所述第一晶体管m1的漏极、所述第二晶体管m2的源极以及所述第二晶体管m2的漏极均连接至电源电压vdd。
该部分电路的功能和工作原理为：所述数字信号毛刺消除电路100通过所述电阻r与所述第一晶体管m1形成的等效电容共同组成低通滤波器，所述低通滤波器使得数字信号和毛刺信号的上升沿变得更加缓慢，从而使得毛刺信号的电平降低。带毛刺数字信号依次通过所述低通滤波器、所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器1及所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器2，通过所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器1及所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器2的阈值电压将毛刺信号滤除。
在本实施方式中，所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器1包括第三晶体管m3、第四晶体管m4、第五晶体管m5、第六晶体管m6、第七晶体管m7及第八晶体管m8。具体的，所述第三晶体管m3的栅极、所述第四晶体管m4的栅极、所述第五晶体管m5的栅极、所述第六晶体管m6的栅极、所述第七晶体管m7的栅极及所述第八晶体管m8的栅极电连接并作为所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器1的输入端且连接至所述电阻r的第二端。所述第三晶体管m3的源极连接至接地gnd，所述第三晶体管m3的漏极连接至所述第四晶体管m4的源极。所述第四晶体管m4的漏极连接至所述第五晶体管m5的源极。所述第五晶体管m5的漏极和第八晶体管m8的漏极电连接并作为所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器1的输出端且连接至所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器2的输入端。所述第六晶体管m6的源极连接至所述电源电压vdd，所述第六晶体管m6的漏极连接至所述第七晶体管m7的源极。所述第七晶体管m7的漏极连接至所述第八晶体管m8的源极。其中，所述第三晶体管m3、所述第四晶体管m4及所述第五晶体管m5均为nmos管，所述第六晶体管m6、所述第七晶体管m7及所述第八晶体管m8均为pmos管。
该部分电路的功能和工作原理为：所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器1通过上述电路结构使得其的阈值电压vh1的电压比较高，当毛刺信号的电压低于阈值电压vh1时，所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器1的输出不会翻转，从而达到消除毛刺的作用。所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器1输出信号时，毛刺信号基本已经消除。
在本实施方式中，所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器2包括，第九晶体管m9、第十晶体管m10、第十一晶体管m11、第十二晶体管m12、第十三晶体管m13及第十四晶体管m14。具体的，所述第九晶体管m9的栅极、所述第十晶体管m10的栅极、所述第十一晶体管m11的栅极、所述第十二晶体管m12的栅极、所述第十三晶体管m13的栅极及所述第十四晶体管m14的栅极电连接并作为所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器2的输入端且连接至所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器1的输出端。所述第九晶体管m9的源极连接至接地gnd，所述第九晶体管m9的漏极连接至所述第十晶体管m10的源极。所述第十晶体管m10的漏极连接至所述第十一晶体管m11的源极。所述第十一晶体管m11的漏极和第十四晶体管m14的漏极电连接并作为所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器2的输出端且相互连接。所述第十二晶体管m12的源极连接至所述电源电压vdd，所述第十二晶体管m12的漏极连接至所述第十三晶体管m13的源极。所述第十三晶体管m13的漏极连接至所述第十四晶体管m14的源极。其中，所述第九晶体管m9、所述第十晶体管m10及所述第十一晶体管m11均为nmos管，所述第十二晶体管m12、所述第十三晶体管m13及所述第十四晶体管m14均为pmos管。
该部分电路的工作原理为：所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器2通过上述电路结构使得其的阈值电压vh2的电压比较高，当所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器1的输出的电压高于阈值电压vh2时，所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器2的输出将会翻转。其中，当所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器1的输出的信号占空比也发生变化，所述数字信号毛刺消除电路100通过调整所述第二晶体管m2的宽长比，改变到达所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器2的输入信号的下降沿。所述第二晶体管m2为pmos管等效电容，该等效电压用于补偿所述低通滤波器产生的波形占空比改变。
在本实施方式中，为了达到与所述低通滤波器的对称匹配的作用，需要将所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器2和所述第二晶体管m2同时优化，达到补偿所述电阻r与所述第一晶体管m1组成低通滤波器组成的所述低通滤波器以及当所述第一级多级串联倒比管高阈值反向器1对占空比的变化的影响，从而以成功滤除毛刺，并且占空比还保持50％。
在本实施方式中，为了一些应用场景，所述数字信号毛刺消除电路100通过设置所述多路选择器3来实现。比如在测试中，需要验证所述数字信号毛刺消除电路100对带有毛刺的数字信号是否有效滤除毛刺。具体的，所述多路选择器3的第一输入端连接至所述电阻r的第二端，所述多路选择器3的第二输入端连接至所述第二级多级串联倒比管高阈值反向器2的输出端，所述多路选择器3的输出端作为所述数字信号毛刺消除电路100的输出，可以单独引线出去。
在本实施方式中，所述数字信号毛刺消除电路100通过设置所述低到高电压转换器4用于把数字信号转化到模拟域，以便发射出去。具体的，所述低到高电压转换器4的输入端连接至所述多路选择器3的输出端，所述低到高电压转换器4的输出端作为所述数字信号毛刺消除电路100的输出，即输出端口out。
与相关技术相比，本发明的数字信号毛刺消除电路通过电阻与第一晶体管形成的等效电容共同组成低通滤波器，带毛刺数字信号依次通过低通滤波器、第一级多级串联倒比管高阈值反向器及第二级多级串联倒比管高阈值反向器。该电路可以有效滤除数字信号的毛刺。另外，该数字信号毛刺消除电路通过调整优化第二晶体管形成的等效电容和第二级多级串联倒比管高阈值反向器，达到补偿低通滤波器和第一级多级串联倒比管高阈值反向器对数字信号的占空比的变化的影响，从而保持数字信号的占空比不变。
需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。