數字濾波電路及其濾波方法、耗材芯片技術

本發明專利技術提供一種數字濾波電路及其濾波方法、耗材芯片，該濾波電路包括延時單元，其具有多個的緩沖器，緩沖器的總延時時間短于輸入信號的一比特數據傳送時間，并設有多于一個的奇數個輸出端子，相鄰的兩個輸出端子之間具有至少一個緩沖器，一比較單元與輸出端子連接，接收延時單元輸出的多個延時信號，對收的多個延時信號進行比較，并輸出相同個數較多的延時信號。該濾波方法包括輸入信號經過延時單元的緩沖器后，經多個輸出端子輸出，多個輸出端子輸出具有時間間隔的奇數個延時信號；比較單元接收輸出端子輸出的延時信號后，判斷比較并輸出相同個數較多的延時信號。本發明專利技術可將二進制信號中的干擾信號過濾，并且結構簡單，容易實現，且工作穩定。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種數字濾波電路，尤其是對二進制信號進行濾波的濾波電路以及應 用這種濾波電路的濾波方法，并涉及使用上述數字濾波電路的耗材芯片。
技術介紹
電子設備，如計算機、手機、MP3播放器、打印機等，均集成大量的芯片，芯片與芯片 之間往往需要進行數據交換，例如噴墨打印機本體與安裝在噴墨打印機本體上墨盒的芯片 需要進行通訊，噴墨打印機本體內的芯片將信息，包括墨盒內墨水余量信息等寫入到墨盒 芯片中。參見圖1，現有的墨盒芯片具有一塊基板30，基板30上設有一個集成電子模塊31， 并設有作為通訊單元的多個電觸點32，用于與噴墨打印機本體進行通訊。集成電子模塊31 包括有控制器、存儲器等，用于存儲墨盒相關的信息，包括墨盒生產廠家、墨盒內存儲墨水 的顏色以及墨水余量等。集成電子模塊31與噴墨打印機本體之間交換的數據是二進制數據，即噴墨打印 機本體及集成電子模塊31所發送的數據是由“1”和“0”的不同組合所構成，而“1”和“0”分 別使用高電平信號與低電平信號表示。另一方面，基板30上通常會集成其他的電子模塊， 如檢測電路等，某一電子模塊工作時，基板30上的導電介質往往對集成電子模塊31產生強 烈的電磁干擾，此外，噴墨打印機工作時也會對集成電子模塊31產生較強的電磁干擾，這 必然導致墨盒芯片與噴墨打印機本體之間傳送的二進制信號受到干擾。類似地，激光打印機與碳粉盒芯片之間的通訊也會受到電磁干擾的影響，影響激 光打印機與碳粉盒芯片之間的通訊穩定性。參見圖2，圖中示出了墨盒芯片傳送的二進制信號受到電磁干擾的波形，S卩，在信 號波形中夾雜著一些“毛刺” 35，即干擾信號，如在高電平信號傳送的時候產生瞬間的低電 平信號，或在低電平信號傳送期間產生瞬間的高電平信號。并且，這些干擾信號存在時間極 短，往往只有幾納秒時間，遠低于正常工作信號的工作頻率。干擾信號會對芯片的數據傳送 造成極大的干擾，使接收信號的芯片往往無法正確判斷所接收信號所表示的數據。因此，現有的一些墨盒芯片使用模擬電路實現濾波，但模擬濾波電路通常較為復 雜，使用的元器件較多，并且模擬濾波電路工作不穩定。此外，若使用數字編程器，如FPGA 編程來實現模擬濾波電路則更為復雜，且增加了開發難度。因此，現有的芯片均未能有效地 解決“毛刺”問題，人們希望使用簡單的電路及方法來實現二進制信號的濾波。
技術實現思路
本專利技術的主要目的是提供一種結構簡單且工作穩定的數字濾波電路。本專利技術的另一目的是提供一種有效過濾二進制信號中干擾信號的數字濾波方法。本專利技術的再一目的是提供一種與打印機之間通訊穩定的耗材芯片。為實現上述的主要目的，本專利技術提供的數字濾波電路包括接收二進制的輸入信號的延時單元，具有二個或二個以上串聯連接的緩沖器，并設有多于一個的奇數個輸出端子， 多個輸出端子中的二個設置于延時單元的起止兩端，相鄰的兩個輸出端子之間具有至少一 個緩沖器，且多個緩沖器的總延時時間短于或等于輸入信號的一比特數據傳送時間，一比 較單元與輸出端子連接的，用于接收延時單元輸出的奇數個延時信號，對所接收的奇數個 延時信號進行比較，并輸出相同個數較多的延時信號。由上述方案可見，由于干擾信號的持續時間較短，延時單元對輸入信號進行延時 后獲得的多個延時信號受到干擾的個數較少，比較單元通過比較后，相同個數較多的延時 信號為正常工作信號的幾率較高，相同個數較多的延時信號為干擾信號的幾率極低，因此 將相同個數較多的延時信號輸出，可有效地將干擾信號過濾。并且，使用數字濾波方式將干擾信號過濾，其工作穩定性較高，且結構簡單，生產 成本較低。一個優選的方案是，每一緩沖器的延時時間等于或長于干擾信號的持續時間。這 樣，每一干擾信號不會被兩個輸出端子輸出，能確保多個輸出端子輸出的延時信號相同個 數較多的是正常工作信號。進一步的方案是，比較單元具有與輸出端子數量相等的異或門及與異或門數量相 等的選擇器，每一異或門的輸出端連接至一個選擇器的一個輸入端，且多個選擇器依次串 聯連接。由此可見，數字濾波電路使用異或門判斷兩個輸出端子的延時信號是否相同，通 過多個異或門對多個延時信號進行兩兩對比判斷，從而篩選相同個數較多的延時信號并輸出ο為實現上述的另一目的，本專利技術提供上述數字濾波電路的工作方法，包括輸入信 號經過延時單元的緩沖器后，經奇數個輸出端子輸出，奇數個輸出端子輸出具有時間間隔 的奇數個延時信號；比較單元接收奇數個輸出端子輸出的延時信號后，判斷比較并輸出相 同個數較多的延時信號。由上述方案可見，數字濾波電路將輸入的信號經過多次的延時處理形成具有時間 間隔的多個延時信號，并對延時信號進行篩選，從而選擇相同個數較多的信號作為工作信 號并輸出，可有效地將干擾信號過濾，確保芯片的通訊質量。為實現上述的再一目的，本專利技術提供的耗材芯片包括基板，基板上至少一個集成 電路模塊以及通訊單元，其中，集成電路模塊具有數字濾波電路，數字濾波電路具有接收二 進制的輸入信號的延時單元，具有二個或二個以上串聯連接的緩沖器，并設有多于一個的 奇數個輸出端子，多個輸出端子中的二個設置于延時單元的起止兩端，相鄰的兩個輸出端 子之間具有至少一個緩沖器，且多個緩沖器的總延時時間短于或等于輸入信號的一比特數 據傳送時間，一比較單元與輸出端子連接的，用于接收延時單元輸出的奇數個延時信號，對 所接收的奇數個延時信號進行比較，并輸出相同個數較多的延時信號。由此可見，耗材芯片的集成電子模塊內設有數字濾波電路，數字濾波電路能將持續 時間較短的干擾信號從二進制信號中過濾，從而確保耗材芯片與打印機之間的通訊穩定性。附圖說明圖1是現有一種耗材芯片的結構示意圖。圖2是帶有干擾信號的二進制信號波形圖。圖3是本專利技術數字濾波電路第一實施例的電路圖。圖4是本專利技術數字濾波方法第二實施例的流程圖。以下結合附圖及實施例對本專利技術作進一步說明。具體實施例方式數字濾波電路及數字濾波方法第一實施例。參見圖3，本實施例的數字濾波電路由延時單元10以及比較單元20組成，延時單 元10包括有兩組緩沖器，第一組緩沖器由緩沖器BUF1與BUF2組成，第二組緩沖器由緩沖 器BUF3與BUF4組成。緩沖器對輸入的信號有延時作用，即輸入信號經過緩沖器組后，得到 時間滯后的延時信號。當然，四個緩沖器的總延時時間應該短于或等于輸入信號的一比特 數據傳送時間，并且每一緩沖器的延時時間等于或長于一個干擾信號的持續時間。一個干 擾信號的持續時間可通過對輸入信號的測試，根據干攏信號產生的持續時長加以統計，結 合期望的濾波精度要求后獲得，也可以根據經驗值設定。延時單元10具有三個輸出端子，分別是輸出端子A、B、C，其中輸出端子A也是接收 輸入信號的輸入端子，其位于延時單元10的起始端，輸出端子C位于延時單元10的末端。 第一組緩沖器設置在輸出端子A與B之間，第二組緩沖器設置在輸出端子B與C之間，輸入 信號經過輸出端子A后將經過第一組緩沖器后傳送至輸出端子B，然后再經過第二組緩沖 器后傳送至輸出端子C。因此，輸出端子A、B、C輸出的延時信號是具有時間間隔的。假設每一緩沖器的延 時時間為1納秒，則輸出端子A輸出的延時信號與輸出端子B輸出的延時信號具有2納秒 的時間間隔，輸出端子B輸出的延時信號與輸出端子C輸出的延時信號也具有2納秒的時 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
數字濾波電路，其特征在于：包括延時單元，其接收二進制的輸入信號，所述延時單元具有二個或二個以上串聯的緩沖器，并設有多于一個的奇數個輸出端子，多個所述輸出端子中的二個設置于所述延時單元的起止兩端，相鄰的兩個所述輸出端子之間具有至少一個所述緩沖器，且多個所述緩沖器的總延時時間短于或等于所述輸入信號的一比特數據傳送時間；與所述輸出端子連接的比較單元，用于接收所述延時單元輸出的奇數個延時信號并進行比較，所述比較單元輸出相同個數較多的延時信號。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：袁珍平，
申請(專利權)人：珠海天威技術開發有限公司，
類型：發明
國別省市：44[中國|廣東]