一种带复位功能的脉冲展宽电路及复位方法与流程

本发明涉及信号处理，具体为一种带复位功能的脉冲展宽电路及复位方法。

背景技术：

1、脉冲展宽电路广泛用于信号处理系统中，其输入信号多为传感器产生的窄脉冲信号，主要功能为对窄脉冲信号的脉冲宽度进行展宽，使后级系统能够识别、处理。

2、在水声探测、水下目标打击、引信控制、地质勘探、医疗设备、工业控制等军事与民生领域的检测信号一般为模拟信号，脉冲宽度窄（一般为几十μs），频率低，随机性强。系统需要将该类信号进行脉冲展宽后才能识别，为后级执行器提供有效信号。要求展宽电路响应迅速、波形失真度小，稳定性高。

3、由于系统工作条件极为复杂，输入信号中可能有误脉冲干扰，系统需要清除误脉冲，保证稳定运行。

4、传统的脉冲展宽电路有两种形式，第一种采用无源rc电路，结构简单，易于实现，但是无反馈结构，稳定性差，波形失真较大；第二种基于触发器搭建，需要系统提供外部时钟，稳定性高，波形失真较小，但是结构复杂，成本较高。

5、上述两种形式的脉冲展宽电路均不具备复位功能，输入信号存在干扰时，无法有效消除输入信号中的误脉冲干扰，难以规避系统误触发风险，无法满足复杂工况下设备长期稳定运行的使用需求。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种带复位功能的脉冲展宽电路及复位方法，以解决如何设计一种带有复位功能且具有反馈结构的脉冲展宽电路的技术问题。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、第一方面，本发明提供了一种带复位功能的脉冲展宽电路，包括比较器、第一反相器、异或门、与非门、复位电路、第二反相器、电容、电阻以及第三反相器；

4、所述比较器构成电路输入检测端口，所述第二反相器构成电路输出端口；

5、所述比较器、第一反相器、异或门、第三反相器、与非门、第二反相器依次信号互联形成主信号通路；

6、所述电容与电阻构建rc反馈结构并耦合于主信号通路的输出端与第三反相器之间；

7、所述复位电路与异或门配合接入与非门，构成电路复位调控结构。

8、优选的，所述比较器为电压阈值型比较器件，所述比较器的同相输入端为电路信号输入端，反相输入端为门槛电压接入端，用于接入固定预设门槛电压。

9、优选的，所述第一反相器输入端与比较器输出端电连接，第一反相器输出端、第三反相器输出端分别对应连接异或门的两路输入端，构成异或门的双路输入硬件连接结构。

10、优选的，所述异或门输出端、复位电路输出端分别对应连接与非门的两路输入端，所述与非门输出端与第二反相器输入端电连接，构成后级信号输出链路的硬件连接结构。

11、优选的，所述电阻一端接地，另一端同时与电容一端、第三反相器输入端共节点电连接，所述电容另一端与第二反相器输出端电连接，构成闭环rc反馈硬件结构。

12、优选的，所述复位电路为电平可控式复位模块，常态下固定输出高电平，复位触发工况下固定输出低电平，构成电路可控复位硬件结构。

13、第二方面，本发明还提供了一种带复位功能的脉冲展宽电路的复位方法，基于上述所述的一种带复位功能的脉冲展宽电路，包括：

14、当比较器无输入信号或输入信号幅值低于预设门槛电压时，比较器持续输出低电平，经第一反相器电平转换后输出高电平；电阻接地使第三反相器输入端为低电平，第三反相器输出高电平；异或门接收两路高电平信号并输出低电平；复位电路常态输出高电平，与非门接收高、低电平信号并输出高电平；最终经第二反相器转换后，电路输出端稳定输出低电平；

15、当比较器输入信号幅值高于预设门槛电压时，比较器输出高电平，第一反相器转换输出低电平；异或门接收高、低电平信号并输出高电平，配合复位电路的常态高电平，使与非门输出低电平，第二反相器输出高电平，启动脉冲展宽；输入窄脉冲信号消失后，比较器恢复低电平输出，第一反相器恢复高电平输出，电路输出端的高电平信号通过电容向电阻构成的rc网络充电，拉高第三反相器输入端电平，维持异或门持续输出高电平，使电路保持输出锁存状态，实现脉冲展宽；

16、待电容充电完成后，第三反相器输入端电平回落至低电平，第三反相器输出高电平，异或门输入双高电平并输出低电平；与非门电平翻转输出高电平，第二反相器最终输出低电平，完成单次脉冲展宽；

17、当电路输入端出现干扰误脉冲或供电波动引发误触发时，复位电路启动复位机制并持续输出低电平，使与非门输出高电平，第二反相器强制输出低电平，清除电路误输出，完成硬件复位。

18、优选的，所述电阻阻值为6kω～12kω，所述电容容值为10μf～15μf；电路整体供电电压为+12v，比较器接入的门槛电压为+6v～＋7v，构成固定电气参数的硬件适配结构。

19、优选的，所述复位电路配置有150ms～250ms固定电平维持结构，用于电路输出端强制复位。

20、优选的，所述电路适配10μs～30μs窄脉冲输入、80-120ms展宽脉冲输出，形成固定展宽与抗干扰复位硬件结构。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

22、本发明提供了一种带复位功能的脉冲展宽电路，通过整合各类逻辑器件、搭建专属主信号通路、rc反馈结构以及独立复位调控结构，摒弃了传统电路依赖外部时钟的设计模式，整体电路布局简洁紧凑，有效降低了整套信号处理系统的硬件复杂度与集成成本。内置的闭环反馈结构大幅提升电路工作稳定性与响应速度，波形传输失真度极低，同时配套的独立复位调控结构可针对性消除输入端干扰带来的误触发问题，规避系统误识别风险，能够适配复杂工况下长期稳定工作的需求，契合设备小型化、高可靠的发展趋势。

23、进一步的，通过设置固定门槛电压实现对输入信号幅值的精准甄别，可自动过滤幅值不达标的微小干扰杂波，从电路输入端源头降低误脉冲干扰的风险。该硬件筛选结构无需额外辅助电路即可实现信号精准筛选，结构简单、响应迅速，提升了电路的抗干扰能力与工作稳定性，减少无效信号对后续脉冲展宽工作的影响，保障电路在复杂信号环境下的精准运行。

24、进一步的，通过异或门的双路输入硬件连接结构，依托两路独立信号输入耦合逻辑，实现输入检测信号与反馈信号的协同运算处理，构建起稳定的信号联动机制。该硬件连接方式匹配电路闭环工作逻辑，无需额外外设器件，简化了电路拓扑结构，同时保证信号传输时序稳定、响应速度快，有效降低信号传输过程中的波形畸变概率，提升整体电路工作的可靠性。

25、进一步的，将展宽信号与复位控制信号进行耦合联动，实现正常脉冲展宽工作与故障复位消扰功能的无缝切换。该集成化链路结构精简了传统电路的冗余设计，降低系统搭建复杂度，同时信号传输链路层级清晰、稳定性高，可快速响应正常信号处理与干扰复位指令，有效杜绝系统误触发、误识别的问题，适配复杂环境下的持续稳定工作。

26、进一步的，通过电容与电阻的闭环耦合搭建自主锁存反馈机制，无需依赖外部时钟信号即可完成脉冲展宽与时序维持工作。该无源反馈结构简洁、成本低廉、响应速度快，具备极高的工作稳定性，能够精准维持脉冲展宽过程的信号输出状态，大幅减小信号波形失真度，同时可实现电路自主时序复位，简化了系统架构，满足设备小型化、低成本的设计需求。

27、进一步的，通过高低电平的精准切换实现常态工作与干扰复位两种工况的精准区分。该独立硬件复位结构可在输入端出现干扰脉冲或供电波动时快速介入工作，强制校正电路输出状态，彻底消除干扰引发的误触发问题，极大提升了电路的抗干扰能力与环境适应性，保障电路在复杂的工作条件下长期可靠运行。

28、本发明还提供了一种带复位功能的脉冲展宽电路的复位方法，依托电路专属硬件架构实现常态待机、脉冲锁存展宽、干扰强制复位的全流程智能化工作机制。整套方法无需人工干预、无需外部时钟时序控制，响应速度快、运行逻辑稳定，既能够精准完成窄脉冲信号的有效展宽处理，保证输出波形质量、降低失真度，又可实时清除各类干扰引发的误输出，彻底规避系统误识别风险，适配各类复杂工况下的长期稳定工作需求，大幅降低系统运维与设计复杂度。

29、进一步的，限定了电路核心器件电气参数与供电参数，固定的电气参数配比使电路形成标准化、稳定化的硬件工作体系，无需额外调试校准即可实现精准的脉冲展宽功能。固定参数配置规避了参数波动带来的工作异常、波形失真、触发紊乱等问题，大幅提升电路工作稳定性与一致性，同时标准化参数设计降低了电路调试与生产成本，适配批量生产与长期稳定工作的应用场景。

30、进一步的，限定了复位电平维持结构与标准化脉冲展宽适配结构，固定的复位时长可精准、彻底地清除干扰误触发带来的异常输出，避免复位不彻底导致的系统工作紊乱。固定的输入输出脉冲配比结构可精准实现窄脉冲信号的有效展宽，完美适配后级系统的信号识别需求，同时该硬件结构无需额外拓展器件，结构简洁、可靠性高，强化了电路抗干扰能力与复杂环境适配能力，兼顾了设备小型化、低成本与高稳定性的核心需求。