CN103856190B - 噪声过滤电路及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及噪声过滤电路及其操作方法。噪声过滤电路包括第一延迟电路，以及与第一延迟电路串联连接的第二延迟电路，其中，第一延迟电路和第二延迟电路均包括至少一个变频器和用来产生预定延迟的至少一个延迟元件，第一延迟电路和第二延迟电路具有不同的过滤特性。

Description

噪声过滤电路及其操作方法

本申请要求于2012年12月5日在韩国专利局提出的韩国专利申请第10-2012-0140174号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种噪声过滤电路及其操作方法，所述噪声过滤电路包括多个彼此串联的延迟电路并过滤所述多个彼此串联的延迟电路中的高电平输入信号中所包括的低电平噪声和低电平输入信号中所包括的高电平噪声，以使得能够有效地过滤两种噪声信号。

背景技术

过滤输入信号中所包括的噪声的技术对于确保整个电路的稳定性以及获得所需的输出信号来说是至关重要的，并已广泛适用于各种类型的电路。特别地，将与低电平输入信号重叠的高电平噪声信号和与高电平输入信号的低电平噪声信号过滤以从正常输入信号中分离出来的技术，对于获得稳定的输出信号来说是非常重要的。

根据现有技术的噪声过滤电路将一个输入信号分支以生成两个具有不同相位的输入信号并分别将所生成的稳定相位输入信号（steady-phase input signal）和负相位输入信号传输至独立的延迟电路以执行导通过滤（turn-on filtering）和断开过滤（turn-off filtering）。该噪声过滤电路可以以导通过滤操作来过滤低电平输入信号中所包含的高电平噪声并以断开过滤操作来过滤高电平输入信号中所包含的低电平噪声。

导通过滤的所得信号和断开过滤的所得信号被输入至触发器（比如RS锁存器）。从而，单独的触发器必须连接至导通过滤电路和断开过滤电路的后级，这样整体电路的配置复杂化，成本也相应地增加。

下面的相关技术文件涉及半导体存储装置及其控制方法并包括接收输入信号的缓冲器、噪声过滤电路和锁存器以执行导通过滤。然而，与前述相关技术相似的是，下面的相关技术文件需要连接到导通过滤电路后级分的锁存器，因此并没有公开能够执行导通过滤和断开过滤而无需锁存器的噪声过滤电路。

[相关技术文献]

韩国专利公开第KR10-2003-0028550号

发明内容

本发明的一个方面提供了噪声过滤电路及其操作方法，其中，第一延迟电路和第二延迟电路彼此串联连接以允许第一延迟电路过滤低电平输入信号中包括的高电平噪声而第二延迟电路过滤高电平输入信号中包括的低电平噪声。因此，第一延迟电路和第二延迟电路彼此串联连接以执行导通过滤和断开过滤，从而生成与原始输入信号具有相同脉冲宽度的过滤的输出信号，而无须单独的锁存器。

根据本发明的一个方面，提供了一种噪声过滤电路，包括：第一延迟电路；以及第二延迟电路，与所述第一延迟电路彼此串联连接，其中，第一延迟电路和第二延迟电路的每个包括至少一个反相器和用来产生预定延迟的至少一个延迟元件，第一延迟电路和第二延迟电路具有不同的过滤特性。

第一延迟电路可以过滤输入信号从低电平至高电平导通时产生的噪声和第二延迟电路可以过滤输入信号从高电平至低电平断开时产生的噪声。

第一延迟电路作为噪声过滤从低电平至高电平导通预定参考时间以下的输入信号，以及第二延迟电路作为噪声过滤从高电平至低电平断开预定参考时间以下的输入信号。

至少一个延迟元件包括至少一个电容器和在所述电容器中充电的充电电源。

第一延迟电路中所包括的电容器的放电时间短于充电时间，而第二延迟电路中所包括的电容器的充电时间短于放电时间。

充电电源包括至少一个开关单元，且该开关单元的操作由分别输入至第一延迟电路和第二延迟电路的输入信号的反相信号控制。

第一延迟电路和第二延迟电路具有相同的电路结构。

本发明的另一个方面，提供了一种噪声过滤电路的操作方法，包括：接收输入信号；当输入信号从低电平改变至高电平时对电容器充电；以及基于输入信号保持在高电平的第一时间和将电容器的电压改变至连接至所述电容器的反相器的阈值电压所需的第二时间，来确定从连接至电容器的反相器输出的信号。

在确定中，当第一时间短于第二时间时，从连接电容器的反相器的输出的信号的电平可以被确定为具有低电平。

在确定中，当第一时间长于第二时间时，从连接至电容器的反相器输出的信号的电平可以被确定为具有高电平。

噪声过滤电路的操作方法可以进一步包括：通过将从连接至所述电容器的反相器输出的信号反相，来产生最终的输出信号，。

本发明的另一个方面，提供了一种噪声过滤电路的操作方法，包括：接收输入信号；将所述输入信号反相以生成第一信号；以及基于第一信号保持为高电平的第一时间和将电容器的电压改变至连接至电容器的反相器的阈值电压所需的第二时间，来确定从连接至电容器的反相器输出的信号，所述电容器的充电或放电由第一信号确定。

在确定中，当第一时间短于第二时间时，从反相器输出的信号的电平可以被确定为具有高电平。

在确定中，当第一时间长于第二时间时，从反相器的输出的信号的电平可以被确定为具有低电平。

产生所述第一信号可以包括：当输入信号从高电平变成低电平时，对连接至由所述输入信号操作的开关单元的输入级电容器中的充电的电荷进行放电；当输入信号从低电平重新改变至高电平时，对输入级电容器充电；以及从输入级电容器的电压生成第一信号。

附图说明

结合附图，可以从下列详细说明中更清楚地理解本发明的上述和其他方面、特征、和其他优点，其中：

图1为示意性地示出了根据本发明实施方式的噪声过滤电路的框图；

图2至图4为示出了根据本发明实施方式的噪声过滤电路的配置的电路图；以及

图5至图7为示出了本发明另一个实施方式的噪声过滤电路的操作方法的曲线图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明的实施方式。然而，本发明可以以不同的形式实施且不应解释为受限于这里所描述的实施方式。

而是，提供这些实施方式是为了透彻充分地说明本公开，从而充分地向本领技术人员传达本发明的保护范围。

图1为示意性地示出了本发明实施方式的噪声过滤电路的框图。

参照图1，根据本发明实施方式中的噪声过滤电路100包括彼此串联连接的第一延迟电路110和第二延迟电路120。输入至第一延迟电路110的输入信号IN经由第一延迟电路110和第二延迟电路120被转换成输出信号OUT并可以通过第一延迟电路110和第二延迟电路120被导通过滤和断开过滤。

下文中，在整个本说明书中使用的术语“导通过滤”指的是当低电平输入信号IN包括高电平噪声信号时，从输入信号IN中过滤高电平噪声信号的操作。相似地，术语“断开过滤”指的是当高电平输入信号IN中包括低电平噪声信号时，从输入信号IN中过滤低电平噪声的操作。

第一延迟电路110和第二延迟电路120均包括至少一个反相器和至少一个产生预定延迟的延迟元件。另外，第一延迟电路110和第二延迟电路120具有不同的过滤特性。例如，第一延迟电路110可以执行从去除包含在输入信号IN中的高电平噪声信号的导通过滤操作，而第二延迟电路120可以执行去除包含在输入信号IN中的低电平噪声信号的断开过滤操作。第一延迟电路110和第二延迟电路120可以执行具有不同特性的过滤操作以产生与输入信号IN具有相同脉宽的输出信号OUT，而无需触发器。

分别包含在第一延迟电路110和第二延迟电路120中的至少一个延迟元件可以包括根据电路操作条件而充电或放电的电容器和控制该电容器充放电操作的充电电源（charge supply source）。充电电源可以被配置为包括预定的电流源和开关单元或电压源、电阻器和开关单元。在这种情况下，可以通过导通或断开开关单元来控制电压源的操作，导通或断开开关单元可以根据输入信号IN或从第一延迟电路110输出的信号的电平来确定。下面，将参照图2至图4来描述根据本发明实施方式的噪声过滤电路100的各种配置的实施方式。

图2至图4为示出了根据本发明实施方式的噪声过滤电路的配置的电路图。

参照图2，根据本发明实施方式的噪声过滤电路200包括彼此串联连接的第一延迟电路210和第二延迟电路220并向第一延迟电路210的输入端施加输入信号IN。第一延迟电路210可以执行导通过滤操作，而第二延迟电路220可以执行断开过滤操作。

如上所述，第一延迟电路210和第二延迟电路220均包括至少一个反相器和至少一个延迟元件。参照图2，第一延迟电路210包括反相器INV1和INV2，而第二延迟电路220包括反相器INV3和INV4。此外，第一延迟电路210包括由开关单元N1、电容器C1和连接至电压源Vcc的电阻器R1构成的延迟元件，而第二延迟电路220包括由连接至电压源Vcc的开关单元P1、电容器C2和电阻器R2构成的延迟元件。

包含在第一延迟电路210和第二延迟电路220每个中的延迟元件还可以由不同于图2的电路构成。例如，在第一延迟电路21中，从电压源Vcc输出的电压通过电阻器R1对电容器C1充电，或电压源Vcc和电阻器R1可以由一个电流源替代。可选地，相同的延迟元件可以应用于第一延迟电路210和第二延迟电路220。

下面，将参照图5至图7描述图2中所示的噪声过滤电路200的操作。将参照图5描述噪声过滤电路200的整个操作方法。

参照图5，输入信号IN在t1处从低电平增加至高电平，在t2处再减小至低电平。输入信号处于高电平的时间为T，因此相位与输入信号IN相反的反相信号从接收输入信号IN的第一延迟电路200的反相器INV1的输出节点A输出。

当节点A的信号处于高电平时，开关单元N1导通，从而由电压源Vcc和电阻器R1产生的所有电流流入开关单元N1，从而电荷没有在电容器C1中充电。然而，当输入信号IN增加至高电平，节点A的信号因此变成低电平时，开关单元N1断开，从而从t1开始电荷在电容器C1中充电，节点B的电压开始增加。

当节点B的电压增加，并因此超过反相器INV2的阈值电压Vth时，作为反相器INV2输出端的节点C的信号从高电平变成低电平。在这种情况下，节点C的信号与节点A的信号形式相同，但是包括大约为t3－t1的延迟。开关单元P1在t2导通，同时节点C的信号从高电平变成低电平，连接至开关单元P1的电压源Vcc的输出电压施加至电阻器R2和电容器C2。因此，电荷在电容器C2中充电，由于显著降低的延迟时间，节点D的信号电平迅速从低电平增加至高电平。因此，经由反相器INV3和INV4的输出信号OUT也在时间t3处从低电平增加至高电平。

节点D的信号持续保持高电平，直到节点C的信号具有低电平时的时间t2，当节点C的信号重新增加至高电平时，开关单元P1断开。因此，电容器C2中的充电的电荷通过电阻器R2放电，节点D的信号电平从t2开始减小。当节点D的信号电平减小并因此小于反相器INV3的阈值电压Vth时，反相器INV3的输出信号增加至高电平，从而使得输出信号OUT在时间t4从高电平减小至低电平。

即，在整个操作方法中，第一延迟电路210缓慢地对电容器C1充电而迅速地对电容器C1放电，第二延迟电路220迅速地对电容器C2充电而缓慢地对电容器C2放电。因此，如图5所示，相比输入信号IN，输出信号OUT延迟t3－t1时间并在高电平处具有相同的保持时间（holding time）T。

下面，将参考图6和图7描述图2中所示的噪声过滤电路的导通过滤操作和断开过滤操作。

首先参照图6，输入信号IN具有低电平和其中输入信号IN总共六次改变为高电平的部分。在这种情况下，从前面开始共五次变成高电平的所有输入信号IN作为噪声分量被过滤，通过第一延迟电路210来执行导通过滤操作。

当在所接收的低电平输入信号IN中包括具有相对短的保持时间（下面，第一时间）的高电平噪声分量时，通过第一时间以低电平保持的信号从节点A输出。因此，开关单元N1断开第一时间，从而使得电荷在电容器C1中充电，节点B的信号电平增加。

然而，由于第一时间相对非常短，所以节点B的信号电平不会增加至连接至电容器C1的反相器INV2的阈值电压Vth1，只有电荷在电容器C1中充电第一时间。即，当电容器C1被充电且因此将节点B的信号电平增加到反相器INV2的阈值电压所需的时间定义为第二时间时，第一时间对应于短于第二时间的情况。

因此，作为反相器INV2的输出端的节点C的信号电平仍保持在高电平，开关单元P1持续断开，输出信号OUT保持在低电平。从而，具有第一时间高电平的噪声分量没有影响输出信号OUT，因此，第一延迟电路210执行了导通过滤。

另一方面，图6的输入信号IN的描述其中输入信号六次变成高电平的部分的曲线图中，高电平所保持的第一时间足够长。因此，由于第一时间长于第二时间，所以节点B的信号电平因电荷在电容器C1中的充电而超过反相器INV2的阈值电压Vth1。因此，当节点C的信号电平从高电平变成低电平时，开关单元P1导通，因此电容器C2被瞬时充电，从而使得节点D的信号电平超过反相器INV3的阈值电压Vth2。

当输入信号IN的电平再次减小至低电平时，开关单元N1导通，因此在电容器C1中的充电的电荷被迅速放电，从而使得节点B的信号电平小于反相器INV2的阈值电压Vth1。因此，节点C的信号电平再次增加至高电平，且开关单元P1断开，因此在电容器C2的充电的电荷被缓慢放电，从而使得节点D的信号电平小于反相器INV3的阈值电压Vth2。因此，输出信号OUT的电平再次减小至低电平以产生具有与输入信号IN相同形式和预定的延迟的输出信号OUT。

接下来，将参照图7描述断开过滤操作。假设输入信号IN具有高电平，而总共具有6个低电平的信号分量包括在输入信号IN中。

首先，描述施加作为保持为低电平非常短的保持时间（下文中，定义为第一时间）的输入信号IN的情况，由于输入信号IN被改变为低电平，所以节点A的信号电平从低电平增加成高电平。因此，断开的开关单元N1导通第一时间，在开关单元N1断开时在电容器C1中的充电的电荷被迅速放电，从而使得节点B的信号电平从高电平减小至低电平。在这种情况下，作为反相器INV2的输出端的节点C的信号从低电平增加至高电平。

因此，导通的开关单元P1被断开，在开关单元P1导通时在电容器C2中的充电的电荷被缓慢放电，从而使得节点D的信号电平开始下降。然而，如图7所示，第一时间为非常短的时间，因此第一时间短于使电容器C2放电以允许节点D的信号电平小于反相器INV3的阈值电压Vth2而所需的时间（下面，定义为第二时间）。因此，输出信号OUT仍保持在高电平。

同时，当第一时间长于描述图7中的输入信号IN改变为低电平的第五和第六部分的第二时间时，开关单元P1继续断开直到电容器C2被放电，且因此节点D的信号电平小于反相器INV3的阈值电压Vth2。因此，类似于输入信号IN，输出信号OUT可以作为具有其中输出信号OUT从高电平被改变至低电平的部分的信号而产生，以有效地执行断开过滤操作，其中，具有相对短的保持时间的低电平输入信号可以仅作为噪声分量而被过滤。

图3和图4为示出了根据本发明另一个实施方式的噪声过滤电路300和400的电路图。参考图3和图4，在本发明的实施方式中，与图2中所示的噪声过滤电路200不同，第一延迟电路310和410和第二延迟电路320和420可以具有相同的结构。下面，将描述图3的导通过滤操作和图4的断开过滤操作。

当包括保持在相对高电平的噪声信号分量的低电平输入信号IN被施加至图3中所示的噪声过滤电路300非常短的第一时间时，开关单元N1断开而同时节点A的信号电平变成低电平。因此，电荷在电容器C1中充电，从而使得节点B的信号电平缓慢增加。

然而，由于输入信号IN并不保持在高电平直到过去增加节点B的信号以超过反相器INV2的阈值电压所需的第二时间，即，第一时间短于第二时间，所以，作为反相器INV2的输出端的节点C的信号继续保持在高电平。因此，反相器INV3的输出信号具有低电平，开关单元N2继续断开，因此，线第二电容器C2中的充电的电荷没有被放电。

因此，节点D的信号电平为高电平，反相器INV4继续输出低电平信号，从而使得输出信号OUT保持在低电平。输入信号IN中改变至高电平相对非常短的第一时间的信号分量作为噪声被过滤，因此不会影响输出信号OUT，从而，可以理解的是，有效地执行了导通过滤。

接下来，将在假定包括保持在低电平的噪声信号分量的高电平输入信号IN被施加至图4所示的噪声过滤电路400非常短的第一时间的情况下，描述噪声过滤电路400的断开过滤操作方法。当高电平输入信号IN改变至低电平第一时间时，开关单元P1导通，从而使得电荷在电容器C1中迅速充电，节点B的信号电平增加至高电平。从而，作为第一延迟电路410输出端的节点C的信号电平也增加至高电平。

随着节点C的信号电平增加至高电平，开关单元P2断开。因此，在电容器C2中的充电的电荷被缓慢放电而同时开关单元P2导通。当对电容器C2中的充电的电荷放电以允许节点D的信号电平低于反相器INV3的阈值电压所需的第二时间长于第一时间时，反相器INV3的输出信号仍保持低在电平。从而，输出信号OUT的信号电平保持在高电平，出现在输入信号IN中持续了第一时间的低电平噪声分量被断开过滤，因此不会影响输出信号OUT。

如上所述，根据本发明的实施方式，第一延迟电路可以执行导通过滤，而与第一延迟电路串联连接的第二延迟电路可以执行断开过滤。特别地，根据本发明的实施方式，电路的复杂性降低，且通过产生具有与原始输入信号具有相同的脉冲宽度的输出信号而无需在过滤电路的后级连接单独的锁存器，可以防止成本的增加。

尽管已经结合实施方式描述了本发明，但是对与本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离由权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种修改和变形。

Claims (9)

1.一种噪声过滤电路，包括：

第一延迟电路；以及

第二延迟电路，串联连接至所述第一延迟电路，

其中，所述第一延迟电路和所述第二延迟电路的每个包括至少一个反相器和用来产生预定延迟的至少一个延迟元件，以及

所述第一延迟电路和所述第二延迟电路具有不同的过滤特性，

其中，所述至少一个延迟元件包括至少一个电容器和在所述电容器中充电的充电电源，

其中，所述第一延迟电路所包括的电容器的放电时间短于充电时间，而所述第二延迟电路所包括的电容器的充电时间短于放电时间。

2.根据权利要求1所述的噪声过滤电路，其中，所述第一延迟电路过滤输入信号从低电平至高电平导通时产生的噪声，以及

所述第二延迟电路过滤所述输入信号从高电平至低电平断开时产生的噪声。

3.根据权利要求1所述的噪声过滤电路，其中，所述第一延迟电路过滤从低电平至高电平导通预定参考时间以下的噪声信号，以及

所述第二延迟电路过滤从高电平至低电平断开预定参考时间以下的噪声信号。

4.根据权利要求1所述的噪声过滤电路，其中，所述充电电源包括至少一个开关单元，且所述开关单元的操作由分别输入至所述第一延迟电路和所述第二延迟电路的输入信号的反相信号控制。

5.根据权利要求1所述的噪声过滤电路，其中，所述第一延迟电路和所述第二延迟电路具有相同的电路结构。

6.一种噪声过滤电路的操作方法，包括：

接收输入信号；

当所述输入信号的电平从低电平改变至高电平时，在电容器中充电；以及

基于所述输入信号保持在高电平的第一时间以及将所述电容器的电压改变至连接至所述电容器的反相器的阈值电压所需的第二时间，确定从连接至所述电容器的所述反相器输出的信号，

其中，在所述确定中，当所述第一时间短于所述第二时间时，从连接至所述电容器的所述反相器输出的信号的电平被确定为具有低电平，

其中，在所述确定中，当所述第一时间长于所述第二时间时，从连接至所述电容器的所述反相器输出的信号的电平被确定为具有高电平。

7.根据权利要求6所述的操作方法，进一步包括，通过将从连接至所述电容器的所述反相器输出的信号的电平反相来生成最终输出信号。

8.一种噪声过滤电路的操作方法，包括：

接收输入信号；

将所述输入信号反相以生成第一信号；以及

基于所述第一信号保持在高电平的第一时间以及将电容器的电压改变至连接至所述电容器的反相器的阈值电压所需的第二时间，确定从连接至所述电容器的所述反相器输出的信号的电平，所述电容器的充电或放电由所述第一信号确定，

其中，在所述确定中，当所述第一时间短于所述第二时间时，从所述反相器输出的所述信号的所述电平被确定为具有高电平，

其中，在所述确定中，当所述第一时间长于所述第二时间时，将从所述反相器输出的所述信号的所述电平确定为具有低电平。

9.根据权利要求8所述的操作方法，其中，产生所述第一信号包括：

当所述输入信号从高电平改变至低电平时，对连接至由所述输入信号控制的开关单元的输入级电容器中的充电的电荷进行放电；

当所述输入信号从低电位重新改变为高电位时，在所述输入级电容器中充电；以及

从所述输入级电容器的电压产生所述第一信号。