什么是毛刺?怎么消除毛刺现象?
悬赏:10 提问者:深圳楷轩电子有限公司 解决时间:2011/5/15 9:26:07
前两天去华为面试,被问道这两个问题,当时记得数字电路中有“毛刺”这个概念,但答的还是不够专业,对于怎么消除就完全答不上了,当时感觉好丢脸啊。哪位高手帮忙解释详细点啊。
我来回答电路设计中常用词。数字电路中常将毛刺定义为采样间越过逻辑门限一次以上的任何跳变,主要是指电路输出波形中含有时间很短有规律或没有规律的脉冲而又对设计没有用处或产生其他影响,一般都要考虑去除毛刺。通常可以通过加某些元件(如电容滤波)或者改变电路设计实现消除毛刺 我们可以通过改变设计,破坏毛刺产生的条件,来减少毛刺的发生。例如,在数字电路设计中,常常采用格雷码计数器取代普通的二进制计数器,这是因为格雷码计数器的输出每次只有一位跳变,消除了竞争冒险的发生条件,避免了毛刺的产生。 毛刺并不是对所有的输入都有危害,例如D触发器的D输入端,只要毛刺不出现在时钟的上升沿并且满足数据的建立和保持时间,就不会对系统造成危害,我们可以说D触发器的D输入端对毛刺不敏感。 根据这个特性,我们应当在系统中尽可能采用同步电路,这是因为同步电路信号的变化都发生在时钟沿,只要毛刺不出现在时钟的沿口并且不满足数据的建立和保持时间,就不会对系统造成危害。 (由于毛刺很短,多为几纳秒,基本上都不可能满足数据的建立和保持时间) 以上方法可以大大减少毛刺,但它并不能完全消除毛刺,有时,我们必须手工修改电路来去除毛刺。我们通常使用"采样"的方法。 一般说来,冒险出现在信号发生电平转换的时刻,也就是说在输出信号的建立时间内会发生冒险,而在输出信号的保持时间内是不会有毛刺信号出现的。如果在输出信号的保持时间内对其进行"采样",就可以消除毛刺信号的影响。 有两种基本的采样方法:一种方法是在输出信号的保持时间内,用一定宽度的高电平脉冲与输出信号做逻辑"与"运算,由此获取输出信号的电平值。另一种更常见的方法是利用D触发器的D输入端对毛刺信号不敏感的特点,在输出信号的保持时间内,用触发器读取组合逻辑的输出信号,这种方法类似于将异步电路
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