信号自校准电路和方法技术

本发明专利技术提供一种信号自校准电路和方法。信号自校准电路包括：比较器，具有同相输入端和反相输入端，其中，输入信号和参考信号交替地输入至所述比较器的同相输入端和反相输入端；切换器，用于在所述比较器的输出信号出现上升沿时，切换输入至所述比较器的同相输入端和反相输入端的所述输入信号和所述参考信号；输出级，根据所述比较器的输出信号生成占空比为50％的方波信号。通过本发明专利技术，即使在比较器的输入端存在较大的电压偏移时，仍能够生成50％占空比的方波信号，使得对于比较器电压偏移的容忍度较大。

Signal self correcting circuit and method

The invention provides a signal self calibration circuit and method. Signal self calibration circuit includes a comparator with in-phase input end and the inverting input, the in-phase input end and the input to the inverting input of the comparator alternately the input signal and the reference signal; for switcher, appear in the output signal of the comparator rising when the input signal to the switch input the comparator inverting input and the inverting input and the reference signal; the output stage, according to the output signal of the comparator generates 50% duty cycle square wave signal. By the invention, a 50% duty ratio square wave signal can still be generated even when a larger voltage shift is present at the input of the comparator, so that the tolerance of the comparator voltage deviation is greater.

【技术实现步骤摘要】
信号自校准电路和方法
本专利技术涉及信号处理领域，特别是涉及一种信号自校准电路和方法。
技术介绍
在信号处理领域，将输入信号整形处理是一个常见的过程，例如对于SPDIF(Sony、PhilipsDigitalInterfaceFormat)，SPDIF是SONY、PHILIPS数字音频接口的简称，用于音频数据传输，但其只能传输数字信号，因此在输入信号进入SPDIF前，需要经过SPDIF缓冲器来对信号进行整形或模数转换，使得输入信号在进入SPDIF时是SPDIF能够接受的占空比(例如占空比为40％至60％)的方波信号进入SPDIF中。在现有的方案中，通常会利用比较器对输入信号和参考信号进行比较，得到方波信号。对于对称的输入信号，其经过比较器与参考信号进行比较后，所得到的理想数字信号输出为具有50％占空比的方波信号，然而比较器自身具有电压偏移，因此通常情况下其实际输出的数字信号占空比小于50％。对于SPDIF来说，其读取输入的数字信号的0、1数据，而SPDIF对于其输入信号的占空比比较敏感。若输入的实际数字信号占空比过小，例如小于其可接受的范围，则SPDIF不容易抓取到0、1数据，即易于出现误判，造成无法识别，获取到的信号失真问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种信号自校准电路和方法以解决上述问题。根据本专利技术的一方面，提供一种信号自校准电路，所述自校准电路包括：比较器，具有同相输入端和反相输入端，其中，输入信号和参考信号交替地输入至所述比较器的同相输入端和反相输入端；切换器，用于在所述比较器的输出信号出现上升沿时，切换输入至所述比较器的同相输入端和反相输入端的所述输入信号和所述参考信号；输出级，根据所述比较器的输出信号生成占空比为50％的方波信号。根据本专利技术的另一方面，提供一种信号自校准方法，所述自校准方法包括：在比较器的输出信号出现上升沿时，切换输入至所述比较器的同相输入端和反相输入端的输入信号和参考信号；以及根据所述比较器的输出信号生成占空比为50％的方波信号。通过本专利技术的信号自校准电路和方法，即使在比较器的输入端存在较大的电压偏移时，仍能够生成50％占空比的方波信号，使得对于比较器电压偏移的容忍度较大。附图说明图1是利用比较器实现数字信号的理想输出的示意图；图2是比较器的参考信号输入端存在电压偏移时生成的数字信号的示意图；图3是根据本专利技术的实施方式例示信号自校准电路300的结构示意图；图4是图3所示的信号自校准电路中比较器的输入信号切换的示意图；图5是图3所示信号自校准电路的输出信号的变化示意图；图6为图3所示的信号自校准电路中切换器32的电路示意图；图7是图3所示的信号自校准电路300中输出级33的电路示意图；图8是图7所示信号自校准电路的第一D触发器331的信号变化示意图；图9描述了图3所示信号自校准电路300的信号变化示意图；图10是根据本专利技术的实施方式的信号自校准方法的流程示意图；图11是SPDIF中比较器电压偏移的最大容忍值的比较示意图。具体实施方式首先请参阅图1，图1是利用比较器实现数字信号的理想输出的示意图。其中比较器的同相输入端接收输入信号Vin，反相输入端接收参考信号Vcm，输出端输出理想的数字信号Vd。理想情况下比较器中不存在的电压偏移，输出的数字信号Vd为50％占空比的理想方波信号，从图1中可知其脉宽为Td。若将理想的数字信号Vd作为SPDIF音频接口的输入信号能够被SPDIF识别，不会出现信号失真的问题。然而实际情况中，比较器的参考信号输入端存在电压偏移Vos，实际情况下比较器中信号变化情况请参阅图2，图2是比较器的参考信号输入端存在电压偏移时生成的数字信号Vd的示意图。数字信号Vd的波形中，实线表示存在电压偏移时生成的数字信号的波形，虚线表示不存在电压偏移时即理想情况下生成的数字信号波形。在图2中，比较器接收输入信号Vin和参考信号Vcm，由于比较器的电压偏移Vos的影响，得到的数字信号Vd其占空比小于50％。对于SPDIF来说，当输入的数字信号Vd的占空比小于SPDIF可接受的范围(例如占空比小于40％)时，该数字信号Vd不易被识别，容易出现误判，容易出现信号失真的问题。应当理解，本申请中所示的输入信号Vin只是用来举例说明，并不作为本申请的限制。只要在比较器不存在电压偏移时输入信号通过比较器可以生成50％占空比的理想方波信号，都可以作为本申请的输入信号Vin的示例。在本专利技术中，采用数字信号的自校准电路来避免比较器的电压偏移所造成的影响。具体请参阅图3，图3是根据本专利技术的实施方式例示信号自校准电路300的结构示意图。本实施方式中自校准电路300包括比较器31、切换器32和输出级33。输入信号Vin通过切换器32输入比较器31的同相输入端Tip或者反相输入端Tin，以及参考信号Vcm通过切换器32输入比较器31的反相输入端Tin或者同相输入端Tip。其中，在比较器31的反相输入端Tin处存在电压偏移Vos。当比较器31的同相输入端Tip的电压大于其反相输入端Tin的电压时，其输出端生成的电压电平Votp为高电平，反之，当比较器31的同相输入端Tip的电压小于其反相输入端Tin的电压时，则在输出端生成的电压电平Votp为低电平。具体地，当比较器31的输出信号Votp出现上升沿时，由切换器32切换比较器31的同相输入端和反相输入端的输入信号。输出级33，与比较器31电连接，用于依据比较器31的输出信号Votp生成具有脉冲宽度Td、占空比为50％的数字方波信号Vd。在比较器31的输出信号Votp出现上升沿时，输出级33所生成的数字信号Vd发生电平反转。更进一步的，当比较器31的输出信号Votp出现上升沿时，控制切换器32将输入信号Vin和参考信号Vcm进行切换的控制信号Vcon可以由输出级33提供。具体地，可以在比较器31的输出信号Votp出现上升沿时，输出级33生成控制信号Vcon至切换器32使得输入信号Vin和参考信号Vcm切换。请一并参阅图4和图5，图4是图3所示的信号自校准电路中比较器31的输入信号切换的示意图；图5是图3所示信号自校准电路的输出信号的变化示意图。本实施方式中，输入信号Vin首先由比较器31的同相输入端Tip输入，参考信号Vcm由比较器31的反相输入端Tin输入，比较器31的反相输入端Tin处存在电压偏移Vos，且本实施方式中Vos为反相输入端正偏移，因此比较器31的同相输入端Tip的信号为Vin，反相输入端Tin的信号为Vcm+Vos。当Vos为负偏移或同相输入端偏移时，可同理进行推断。自校准电路300中信号变化的具体过程如下：在t31时刻之前的初始状态时，Vin＜Vcm+Vos，即，比较器31的同相输入端的信号Vin小于其反相输入端的信号Vcm+Vos，比较器31的输出信号Votp为低电平，输出信号Votn为高电平，下面仅对输出信号Votp进行描述，输出信号Votn为Votp的反向，可同理推断。在t31时刻，Vin＞Vcm+Vos，比较器31的输出信号Votp由低电平变为高电平，即，此时比较器31的输出信号Votp出现上升沿。切换器32切换比较器31的同相输入端和反相输入端的输入信号，输入信号Vin耦接至反相输入端，参考信号Vcm耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信号自校准电路，其特征在于，所述信号自校准电路包括：比较器，具有同相输入端和反相输入端，其中，输入信号和参考信号分别交替地输入至所述比较器的同相输入端和反相输入端；切换器，用于在所述比较器的输出信号出现上升沿时，切换分别输入至所述比较器的同相输入端和反相输入端的所述输入信号和所述参考信号；以及输出级，根据所述比较器的输出信号生成占空比为50％的方波信号。

【技术特征摘要】
1.一种信号自校准电路，其特征在于，所述信号自校准电路包括：比较器，具有同相输入端和反相输入端，其中，输入信号和参考信号分别交替地输入至所述比较器的同相输入端和反相输入端；切换器，用于在所述比较器的输出信号出现上升沿时，切换分别输入至所述比较器的同相输入端和反相输入端的所述输入信号和所述参考信号；以及输出级，根据所述比较器的输出信号生成占空比为50％的方波信号。2.根据权利要求1所述的自校准电路，其特征在于，所述比较器的输出信号为一系列的脉冲信号，且脉冲信号之间的时间间隔为所述方波信号的周期的一半。3.根据权利要求1所述的自校准电路，其特征在于，在所述比较器的输出信号出现上升沿时，所述方波信号的电平发生反转。4.根据权利要求1所述的自校准电路，其特征在于，所述输出级包括第一D触发器、第一开关和第二开关，所述第一D触发器的时钟输入端耦接至所述比较器的输出端；所述第一D触发器的数据输入端耦接至所述第一开关和所述第二开关；以及所述第一D触发器的输出端用于输出所述方波信号，并且所述第一D触发器的输出端耦接至所述第一开关和所述第二开关的控制端，控制所述第一开关和所述第二开关的导通或者断开。5.根据权利要求4所述的自校准电路，其特征在于，高电源电压通过所述第一开关连接至所述所述第一D触发器的数据输入端，低电源电压通过所述第二开关连接至所述所述第一D触发器的数据输入端。6.根据权利要求5所述的自校准电路，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关同时只有其中一个导通，而另一个断开。7.根据权利要求4所述的自校准电路，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关是场...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏伟，
申请(专利权)人：联发科技新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG