DE102006036348A1

DE102006036348A1 - Schaltungsanordnung mit Filtern

Info

Publication number: DE102006036348A1
Application number: DE200610036348
Authority: DE
Inventors: Martin Allram; Michael Hausmann
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2008-02-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit Filtern, die dazu ausgebildet sind positive und negative Signaleinbrüche auf einem Signal herauszufiltern, umfassend: einen ersten Filter, einen zweiten Filter, eine Ausgabeeinheit und eine Impedanz. Filter, Ausgabeeinheit und Impedanz sind derart gekoppelt, dass diese eine Impedanz ausreichend ist, zwei Zeitkonstanten zu definieren, so dass positive und negative Spannungseinbrüche auf einem Signal herausgefiltert werden können.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung mit Filtern, die dazu ausgebildet sind positive und negative Signaleinbrüche auf einem Signal herauszufiltern. Mit Hilfe von Komparatoren werden in vielen elektronischen Systemen anhand des Spannungsniveaus eines Signals Entscheidungen getroffen. Leichte Störungen wie Rauschen oder einfache Spannungseinbrüche, werden durch Komparatoren mit einer Hysterese herausgefiltert. Komparatoren mit einer solchen Hysterese sind auch weithin als Schmitt-Trigger bekannt. Ist dieses analoge Eingangssignal von Störungen überlagert, kann es zu Fehlinterpretationen des Signals führen, wenn ein einfacher Komparator verwendet wird. Fehlinterpretationen des Komparators führen dazu, dass die zu Grunde gelegte Referenzspannung, nicht mit ausreichender Genauigkeit abgebildet werden kann. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung bereitzustellen, die in der Lage ist, sowohl große positive Signaleinbrüche, als auch große negative Signaleinbrüche herauszufiltern.
Dieses Problem wird durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 100 umfasst:
Einen ersten Filter 110 mit mindestens einem Eingang 111 und einem Ausgang 112 und einem Anschluss 113, der dazu ausgebildet ist, ein am Eingang bereitgestelltes Signal unter Einfluss der am Einschluss bereitgestellten Impedanz 130 zu verformen und am Ausgang bereitzustellen und einem Steueranschluss 114, der dazu ausgebildet ist, die am Anschluss 113 bereitgestellte Impedanz, nach Maßgabe des am Steuereingang 114 bereitgestellten Steuersignals zu beeinflussen. Einen zweiten Filter 120 mit mindestens einem Eingang 121 und einem Ausgang 122 und einem Anschluss 123, der dazu ausgebildet ist, ein am Eingang 121 bereitgestelltes Signal unter Einfluss der am Anschluss bereitgestellten Impedanz 130 zu verformen und am Ausgang 122 bereitzustellen, und einem Steueranschluss 124, der dazu ausgebildet ist, die am Anschluss 123 bereitgestellte Impedanz 130, nach Maßgabe des am Steueranschluss 124 bereitgestellten Steuersignals zu beeinflussen. Eine Ausgabeeinheit 140, mit mindestens einem Eingang und mindestens einem Ausgang, die dazu ausgebildet ist, die vom Ausgang des ersten Filters 110 und vom Ausgang des zweiten Filters 120 bereitgestellten Signale zu verknüpfen und das verknüpfte Signal am Ausgang 142 bereitzustellen. Eine Impedanz 130 mit mindestens zwei Anschlüssen. Der erste Anschluss der Impedanz wird an ein gemeinsames Bezugpotential gekoppelt. Der zweite Anschluss der Impedanz ist mit den Anschlüssen 123, 113 des ersten und des zweiten Filters gekoppelt. Der erste und der zweite Filter sind im Signalfluss parallel angeordnet, dass erste Filter hat die Aufgabe, negative Spannungseinbrüche bei einem hohen Signalpegel herauszufiltern. Der zweite Filter, hat die Aufgabe bei einem niedrigen Signalpegel positive Signaleinbrüche hinauszufiltern. Die Impedanz 130, die sowohl mit dem Anschluss des ersten Filters als auch mit dem Anschluss des zweiten Filters gekoppelt ist, wird somit von beiden Filtern zur Filterung des Signals benutzt. Das am Steuereingang der Filter 114, 124 bereitgestellte Steuersignal bestimmt, welches Filter zur Zeit aktiv ist. Die an den Ausgängen der Ausgabeeinheit bereitgestellten Signale werden auf die Steuereingänge der Filter gekoppelt. Wie an einem Ausführungsbeispiel zu sehen ist, können diese Ausgänge der Ausgabeeinheit auch zusammengefasst sein. Diese Rückkopplung des bereitgestellten Ausgabesignals in die Steuereingänge der Filter hat den besonderen Vorteil, dass sich dadurch ein Speichereffekt ergibt und dass die Filter in ihrer Funktion eindeutig zugeordnet sind. Der Eingang des ersten Filters ist mit dem Eingang des zweiten Filters gekoppelt. Der Ausgang des ersten Filters 112 ist mit dem Eingang 141 der Ausgabeeinheit gekoppelt. Der Ausgang 122 des zweiten Filters ist mit dem Eingang 141 der Ausgabeeinheit gekoppelt. Der Ausgang des zweiten Filters ist mit dem Eingang der Ausgabeeinheit gekoppelt. Der Ausgang der Ausgabeeinheit wird auf die Steueranschlüsse des ersten und des zweiten Filters gekoppelt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Schaltungsvorrichtung wird der Anschluss des ersten Filters mit dem Ausgang des ersten Filters gekoppelt, und der Anschluss des zweiten Filters mit dem Ausgang des zweiten Filters gekoppelt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Schaltungsvorrichtung, ist die Ausgabeeinheit ein Speicherelement. Dieses Speicherelement weist einen Setzeingang und einen Rücksetzeingang und einen Ausgang auf. Der Setzeingang ist dazu ausgebildet im Speicherelement einen Wert zu setzen, der Rücksetzeingang ist dazu ausgebildet im Speicherelement den Wert zurückzusetzen, wobei der Ausgang dazu ausgebildet ist den Wert am Ausgang bereitzustellen. Dieses am Ausgang des Speicherelements bereitgestellte Signal wird an den Steueranschluss des ersten Filters gekoppelt und an den Steueranschluss des zweiten Filters gekoppelt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Filter der Schaltungsvorrichtung umfasst:
Einen n-leitenden MOSFET 117, 127, einen p-leitenden MOSFET 116, 126, eine Stromquelle und einen Schalter mit einem Steueranschluss.
Die Filter, die dazu ausgebildet sind, positive oder negative Signaleinbrüche zu Filtern, unterscheiden sich durch die Anordnung der vorangegangenen Elemente. Eine vorteilhafte Anordnung der Elemente des ersten Filters der Schaltungsvorrichtung ist:
Ein Anschluss der Stromquelle 115 ist mit einer bereitzustellenden positiven Spannung 500 gekoppelt, der zweite Anschluss der Stromquelle ist mit dem ersten Laststreckenanschluss des p-leitenden MOSFET's 116 gekoppelt, der zweite Laststreckenanschluss des p-leitenden MOSFET's ist mit dem ersten Laststreckenanschluss des n-leitenden MOSFET's 117 gekoppelt, der zweite Laststreckenanschluss des n-leitenden MOSFET's ist an einen ersten Laststreckenanschluss des Schalters 118 gekoppelt, der zweite Laststreckenanschluss des Schalters ist an eine bereitzustellende negative Spannung 510 gekoppelt. Der Steueranschluss des Schalters 118, bildet den Steueranschluss 114 des Filters. Der Steueranschluss des p-leitenden MOSFET's ist mit dem Steueranschluss des n-leitenden MOSFET's gekoppelt, und bildet den Eingang des Filters. Die gekoppelten Laststreckenanschlüsse des p-leitenden MOSFET's und des n-leitenden MOSFET's bilden den Ausgang des Filters.
Eine vorteilhafte Anordnung der Elemente des zweiten Filters der Schaltungsvorrichtung ist:
Ein erster Laststreckenanschluss des Schalters 128 ist mit einer bereitzustellenden positiven Spannung 500 gekoppelt, der zweite Laststreckenanschluss des Schalters 128 ist mit dem ersten Laststreckenanschluss des p-leitenden MOSFET's 126 gekoppelt, der zweite Laststreckenanschluss des p-leitenden MOSFET's ist mit dem ersten Laststreckenanschluss des n-leitenden MOSFET's 127 gekoppelt, der zweite Laststreckenanschluss des n-leitenden MOSFET's ist mit einem Anschluss der Stromquelle 125 gekoppelt, der zweite Anschluss der Stromquelle ist an eine bereitzustellende negative Spannung 510 gekoppelt. Der Steueranschluss des Schalters, bildet den Steueranschluss 114 des Filters. Der Steueranschluss des p-leitenden MOSFET's ist mit dem Steueranschluss des n-leitenden MOSFET's gekoppelt, und bildet den Eingang des Filters. Die gekoppelten Laststreckenanschlüsse des p-leitenden MOSFET's und des n-leitenden MOSFET's bilden den Ausgang des Filters.
Es ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Ausgabeeinheit der Schaltungsanordnung, wenn die Ausgabeeinheit als ein Schmitt-Trigger ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltungsvorrichtung mit einem ersten Filter, mit einem zweiten Filter, mit einer Impedanz und einer Ausgabeeinheit.
2 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Schaltungsvorrichtung, mit einem ersten Filter, mit einem zweiten Filter, einer Impedanz, und einem RS-Flip-Flop als Ausgabevorrichtung.
3 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Schaltungsvorrichtung, mit einem ersten Filter, mit einem zweiten Filter, mit einer Impedanz, und einer Ausgabeeinheit.
4 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Schaltungsvorrichtung im Detail.
5 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung der Schaltungsvorrichtung im Detail.
6 zeigt ausgewählte Signalverläufe der detaillierten Schaltungsanordnung aus 5.
7 zeigt ausgewählte Signalzustände der detaillierten Schaltungsanordnung aus 5.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 100 umfasst:
Einen ersten Filter 110, einen zweiten Filter 120, eine Ausgabeeinheit 140, eine Impedanz 130. 1 zeigt außerdem einen Komparator, mit einem ersten Eingang, mit einem zweiten Eingang und einem Ausgang. Der erste Eingang des Komparators ist an eine Referenzspannungsquelle gekoppelt. Der zweite Eingang des Komparators ist an eine Signalquelle gekoppelt. Der Ausgang des Komparators ist sowohl mit dem Eingang des ersten Filters 110, als auch mit dem Eingang des zweiten Filters 120 gekoppelt. Signale die an dem Eingang des Komparators bereitgestellt werden, werden mit dem Referenzwert verglichen, und erzeugen so am Ausgang des Komparators ein bewertetes Signal. Aufgrund der, als bekannt vorausgesetzten Eigenschaften eines Komparators, wird am Ausgang ein binäres Signal bereitgestellt. Der Wertebereich des binären Signals umfasst die Zustände hohes Potential und niedriges Potential, in Bezug auf die bereitgestellte Versorgungsspannung 500, 510. Spannungseinbrüche oder Rauschen auf der Eingangsseite des Komparators, erzeugen auf der Ausgangsseite des Komparators kurze Impulse. Diese Impulse werden im Englischen auch mit Glitch, Hazard oder Spike bezeichnet. Dieses, mit den Störungen versehene Signal, wird an den Eingängen des ersten und des zweiten Filters 110, 120 bereitgestellt (IN). Ein beispielhafter Verlauf eines Komparatoreingangssignals ist in 6 in der ersten Zeile dargestellt. Ein beispielhafter Verlauf des Signals IN ist in 6 in der zweiten Zeile dargestellt. Das Ausgangssignal der Schaltungsanordnung OUT ist in der dritten Zeile der 6 dargestellt. Anhand der drei dargestellten Signalverläufe ist erkennbar, dass das Signal OUT das erwartete Verhalten aufweist. Sämtliche im Signal SIG auftretenden Störungen werden erfolgreich gefiltert. Der Pegel des Signals OUT legt fest, welches der Filter verwendet wird.
2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung 100. Die Ausgabeeinheit 140, ist in diesem Ausführungsbeispiel als eine Speichereinheit mit zwei Eingängen und einem Ausgang 142 realisiert. Die Speichereinheit weist einen Setzeingang und einen Rücksetzeingang und einen Ausgang auf. Die Steuerung der Filter ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Schalter 160 ausgeführt, der nach Maßgabe des Ausgangssignals der Speichereinheit die Impedanz 130 auf dem Anschluss des ersten Filters oder des zweiten Filters gekoppelt.
3 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung. Die Ausgabeeinheit ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Schmitt-Trigger realisiert. Der Anschluss des ersten und der Anschluss des zweiten Filters sind mit den Ausgängen des ersten und des zweiten Filters und der Impedanz gekoppelt. Der Ausgang der Ausgabeeinheit, ist mit den Steueranschlüssen des ersten und des zweiten Filters gekoppelt.
4 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung. Das erste Filter ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einem n-leitenden MOS-Transistor 127, einem p-leitenden MOS-Transistor 126 und einem NOR-Gatter 128 realisiert. Ein Laststreckenanschluss des p-leitenden Transistors 126 ist mit der positiven Versorgungsspannung 500 gekoppelt. Ein Laststreckenanschluss des n-leitenden Transistors ist mit der negativen Versorgungsspannung 510 gekoppelt. Ein zweiter Laststreckenanschluss des p-leitenden Transistors ist mit einem zweiten Laststreckenanschluss des n-leitenden Transistors 127 gekoppelt. Die gekoppelten Laststreckenanschlüsse des p-leitenden Transistors und des n-leitenden Transistors, bilden den Ausgang des ersten Filters. Ein Steueranschluss des p-leitenden Transistors ist mit einem Steueranschluss des n-leitenden Transistors gekoppelt und bildet den Eingang dieser Inverterstruktur. Ein Ausgang eines NOR-Gatters ist mit dem Eingang dieser Inverterstruktur gekoppelt. Ein Eingang des NOR-Gatters 128 bildet den Signaleingang 121 des ersten Filters. Ein weiterer Eingang des NOR-Gatters bildet den Steuereingang 126 des ersten Filters.
Das zweite Filter ist in diesem Ausführungsbeispiel mit einem n-leitenden MOS-Transistor 117, einem p-leitenden MOS-Transistor 116 und einem NAND-Gatter 118 realisiert. Ein Laststreckenanschluss des n-leitenden Transistors 117 ist mit der negativen Versorgungsspannung 510 gekoppelt. Ein Laststreckenanschluss des p-leitenden Transistors ist mit der positiven Versorgungsspannung 500 gekoppelt. Ein zweiter Laststreckenanschluss des p-leitenden Transistors 116 ist mit einem zweiten Laststreckenanschluss des n-leitenden Transistors gekoppelt. Die gekoppelten Laststreckenanschlüsse des p-leitenden Transistors und des n-leitenden Transistors, bilden den Ausgang des ersten Filters. Ein Steueranschluss des p-leitenden Transistors ist mit einem Steueranschluss des n-leitenden Transistors gekoppelt und bilden den Eingang dieser Inverterstruktur. Ein Ausgang eines NAND-Gatters ist mit dem Eingang dieser Inverterstruktur gekoppelt. Ein Eingang des NAND-Gatters bildet den Signaleingang des ersten Filters. Ein weiterer Eingang des NAND-Gatters bildet den Steuereingang des ersten Filters.
Der Ausgang des ersten Filters 112, der Ausgang des zweiten Filters 112, ein Anschluss der Impedanz 130 und der Eingang der Ausgabeeinheit sind miteinander gekoppelt. Der Ausgang der Ausgabeeinheit ist mit dem Steuereingang des ersten Filters und mit dem Steuereingang des zweiten Filters gekoppelt.
5 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung. Das erste Filter umfasst eine Stromquelle 115, einen p-leitenden MOS-Transistor 116, einen n-leitenden MOS-Transistor 117, einen Schalter 118 und ein Gatter 119. Der p-leitende MOS-Transistor 116 und der n-leitende MOS-Transistor 117 sind als Inverter verschaltet, d.h. ein erster Laststreckenanschluss des p-leitenden Transistor ist mit einem ersten Laststreckenanschluss des n-leitenden Transistors gekoppelt und der Steueranschluss des p-leitenden Transistors ist mit dem Steueranschluss des n-leitenden Transistors gekoppelt und bildet damit den Eingang des Inverters. Der zweite Laststreckenanschluss des p-leitenden Transistors ist über eine Stromquelle 115 mit der positiven Versorgungsspannung 500 gekoppelt. Der zweite Laststreckenanschluss des n-leitenden Transistors ist über einen Schalter 118 mit der negativen Versorgungsspannung 510 gekoppelt. Der Eingang des Inverters ist mit dem Ausgang eines NAND-Gatters 118 gekoppelt. Ein Eingang des NAND-Gatters bildet den Signaleingang des ersten Filters. Ein weiterer Eingang des NAND-Gatters bildet den Steuereingang des ersten Filters.
Das zweite Filter umfasst eine Stromquelle 125, einen p-leitenden MOS-Transistor 126, einen n-leitenden MOS-Transistor 127, einen Schalter 128 und ein Gatter 129. Der p-leitende MOS-Transistor und der n-leitende MOS-Transistor sind als Inverter verschaltet, d.h. ein erster Laststreckenanschluss des p-leitenden Transistor ist mit einem ersten Laststreckenanschluss des n-leitenden Transistors gekoppelt und der Steueranschluss des p-leitenden Transistors ist mit dem Steueranschluss des n-leitenden Transistors gekoppelt und bildet damit den Eingang des Inverters. Der zweite Laststreckenanschluss des n-leitenden Transistors ist über eine Stromquelle mit der negativen Versorgungsspannung 510 gekoppelt. Der zweite Laststreckenanschluss des p-leitenden Transistors ist über einen Schalter mit der positiven Versorgungsspannung 500 gekoppelt. Der Eingang des Inverters ist mit Ausgang eines NOR-Gatters 129 gekoppelt. Ein Eingang des NOR-Gatters bildet den Signaleingang des ersten Filters. Ein weiterer Eingang des NOR-Gatters bildet den Steuereingang des ersten Filters.
Die Schalter der Filter S1 128 und S2 118 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Schalter bzw. als Schalter mit einem Inverter dargestellt. Selbstverständlich ist es möglich, diese Schalter als MOS-Transistoren zu realisieren. So kann der Schalter S2 118 durch einen N-MOS-Transistor ersetzt werden, der Schalter S1 128 mit dem vorgeschalteten Inverter kann durch einen P-MOS ersetzt werden. Die Ausgabeeinheit in diesem Ausführungsbeispiel ist als Schmitt-Tigger realisiert. Der Ausgang des Schmitt-Tigger stellt die Steuersignale für den Schalter des ersten Filters, für den Schalter des zweiten Filters, für Steuereingang des ersten Filters und für den Steuereingang des zweiten Filters bereit. Ebenso stellt der Ausgang des Schmitt-Tigger das Ausgangssignal bereit. Durch die Serienschaltung der Gatter der Filtereinheiten und des Schmitt-Tiggers und deren Rückkopplung stellt sich in der gesamten Struktur ein speicherndes Verhalten ein.
Das Ausführungsbeispiel in 5 wird nun anhand der Signalverläufe in 6 und anhand des Zustandsdiagramm in 7 ausführlich erläutert.
SIG in 6 zeigt einen Verlauf eines Eingangssignals am Eingangsknoten SIG des Komparators. Es zeigt ein Signal mit überwiegend hohem Pegel auf dem unterschiedliche Störungen zu sehen sind, wie beispielsweise ein Rauschen oder negative Pegelspitzen. Korrespondierend dazu zeigt der hintere Teil der Kurve einen niedrigen Pegel mit aufgeprägten Störungen, wie beispielsweise ein Rauschen oder positive Pegelspitzen. OUT zeigt das gewünschte Ausgangsverhalten der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung in 5 ist in der Lage, die Störung des positiven Signalpegels oder die Störung des negativen Signalpegels herauszufiltern. IN zeigt das Ausgangssignal des Komparators. Es zeigt ein diskretisiertes Signal mit den Zuständen hoch oder niedrig, auf dem die Störung des Eingangssignals SIG deutlich als digitale Zustände zu sehen sind. Zur Erläuterung der Schaltungsanordnung wird nachfolgend angenommen, dass sich die Schaltung in einem unbekannten Zustand befindet, wie es beispielsweise nach dem Bereitstellen einer Versorgungsspannung 500, 510, dem Anschalten, der Schaltungsanordnung der Fall ist. Der Zeitpunkt des Einschaltens ist in der 6 mit t₀ bezeichnet. Ebenso zur Erläuterung der in 5 dargestellten Schaltungsanordnung dient das in 7 dargestellte Zustandsdiagramm. Eingangsgröße des Zustandsdiagramm ist das digitale Signal IN, das rückgekoppelte Ausgangssignal OUT ist im Zustandsdiagramm ebenfalls als Eingangsgröße dargestellt. Daraus resultieren die nach dem NAND- und nach dem NOR-Gatter entstandenen Signale ACT und ACT_H. Das aus den Signalen ACT und ACT_H entstehende analoge Signal, an dem die Impedanz 130 gekoppelt ist, wird mit X_c bezeichnet. Die Signale ACT und ACT_H sind die Eingangssignale für X_c. Die Verknüpfung zweier Inverterausgänge, an deren Eingängen ein unterschiedliches Signal bereitgestellt wird, ist nicht erlaubt, da hier zwei unterschiedliche Signalpegel miteinander konkurrieren und sich damit ein undefinierter Zustand einstellen kann. Dieser undefinierte Zustand wird durch die Schalter S1 128 und S2 118, an deren Eingängen das Ausgangssignal der Ausgabeeinheit bereitgestellt wird, beseitigt. Dieser Zustand wird in dem Zustandsdiagramm durch ein X gekennzeichnet. Der Zustand am Knoten X kann sich auf Grund der Eigenschaften der daran gekoppelten Impedanz nicht schlagartig ändern. Die Zeit dieser Zustandsänderung wird bestimmt durch die Größe des Stromes, der in diesem Fall durch die Stromquellen I1 115 und I2 125 definiert ist, durch die Größe der Impedanz 130 und durch die Schwelle der Ausgabeeinheit. Zwei der vier daraus resultierenden Zustände sind aus diesem Grund metastabil. Nach der Zeit τ wechseln die durch den Stern gekennzeichneten Zustände Ihren Zustand in einen durch den Pfeil gekennzeichneten Zustand. Die in 5 dargestellten Stromquellen müssen nicht notwendigerweise als Stromquellen realisiert werden. Bei geringeren Genauigkeitsanforderungen ist es ausreichend, den fließenden Strom allein durch die Geometrie von M1 116 und M4 127 festzulegen. Eine geeignete Maßnahme ist hier eine Vergrößerung der Länge des MOS- Transistors gegenüber einem MOS-Transistor, der lediglich schalten muss.
t₀ kennzeichnet in 6 die Zeit, bei der eine Versorgungsspannung an den Klemmen VCC 500 und GND 510 sicher bereitgestellt wird. Vor dem Zeitpunkt t₀ gilt die Annahme, dass sämtliche Signale undefiniert sind. Wird am Eingang SIG der erfindungsgemägen Schaltungsanordnung das Signal hoch bereitgestellt, so kann sich die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung lediglich in den Zuständen Z2 und Z4 befinden. Wie in 7 erläutert, ist der Zustand Z4 ein metastabiler Zustand und der Zustand Z2 in 7 ein stabiler Zustand. Gleichgültig in welchem Zustand sich das Ausgangssignal OUT befindet, wird die Schaltungsanordnung spätestens nach einer Zeit τ in den Zustand Z2 übergehen, in dem dies sicher verhaart. Nach der Zeit τ, nach dem Übergang in den Zustand Z2, ist der Ausgang OUT definiert. Der Ausgang der Schaltungsanordnung OUT befindet sich nun im Zustand niedrig. Nach einer Zustandsänderung des Eingangssignals IN sind die einzig möglichen Zustände nun Z1 oder Z3. Ein Wechsel in den Zustand Z1 beispielsweise durch eine Pegeländerung am Eingangssignal IN hat, solange die Zeit τ nicht überschritten wird, keinerlei Konsequenzen für das Ausgangssignal OUT. D.h., dass eine Zustandsänderung am Eingangssignal IN, die kürzer ist als der Zeitraum τ, keinerlei Konsequenzen für das Ausgangssignal OUT hat. Dadurch entsteht die erwünschte Filterwirkung. Gleiches gilt korrespondierend für die Zustände Z2 und Z4, in denen das Ausgangssignal OUT den Pegel hoch hat. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zeichnet sich dadurch aus, diese Filterwirkung für positive und für negative Störungen mit lediglich einer Impedanz 130, in diesem Falle eine Kapazität, erreicht wird. Die Impedanz kann beispielsweise auch eine RC-Anordnung oder eine LC-Anordnung sein. Die Schalter der Schaltungsanordnung in 5, können als MOS-Transistoren realisiert werden. Ist S1 128 ein p-leitender MOSFET und ist S2 ein n-leitender MOSFET, so können die Steueranschlüsse dieser MOS-Transistoren direkt mit dem Ausgang OUT gekoppelt werden.
6, zeigt den zeitlichen Ablauf der Signale SIG, IN, OUT, ACT, ACT_H, Xc. SIG zeigt das an einem Eingang eines Komparators bereitgestellte zu filterndes Eingangssignal, das vor dem Zeitpunkt t₀ undefiniert ist, an dem nach dem Zeitpunkt t₀ ein Signal mit dem Spannungspegel hoch bereitgestellt wird und das bis zum Zeitpunkt t₁ mit negativen Spannungseinbrüchen versehen ist. Nach dem Zeitpunkt t₁ wird an dem Signal SIG der Pegel niedrig bereitgestellt, auch nach dem Zeitpunkt t₁ sind auf dem Signal SIG Störungen dargestellt. IN zeigt den zeitlichen Verlauf des vom Komparators am Ausgang des Komparators bereit gestellten ungefilterten Signals. OUT zeigt das von der Schaltungsanordnung am Ausgang der Ausgabeeinheit bereitgestellte gefilterte Signal. In 6 sind ebenfalls die Signale ACT, ACT_H und Xc dargestellt. Es ist erkennbar, dass kurze Pegeländerungen am Signal IN zwar eine kurze Pegeländerung am Signal ACT oder ACT_H verursacht, dass diese Pegeländerung am Signal ACT oder ACT_H aber nicht ausreicht, den Pegel des Signals Xc derart zu beeinflussen, dass sich der Zustand des Signals OUT ändert. Lediglich bei einer längeren Zustandsänderung, die beispielsweise über die Schwellen des Schmitt-Triggers hinausgehen, tritt eine dauerhafte Zustandsänderung des Signals OUT auf.

Claims

Eine Schaltungsvorrichtung (100) umfassend; – einen ersten Filter (110) mit mindestens einem Eingang (111) und einem Ausgang (113) und einem Anschluss (113), der dazu ausgebildet ist, ein am Eingang (111) bereitgestelltes Signal unter Einfluss einer am Anschluss (113) bereitgestellten Impedanz (130) zu verformen und am Ausgang (112) bereit zu stellen und einem Steueranschluss (114), der dazu ausgebildet ist, die am Anschluss (113) bereitgestellte Impedanz (130), nach Maßgabe des am Steuereingang (114) bereitgestelltem Steuersignal zu beeinflussen, – einen zweiten Filter (120) mit mindestens einem Eingang (121) und einem Ausgang (122) und einem Anschluss (123), der dazu ausgebildet ist, ein am Eingang (121) bereitgestelltes Signal unter Einfluss einer am Anschluss (123) bereitgestellten Impedanz (130) zu verformen und am Ausgang (122) bereit zu stellen, und einem Steueranschluss (124), der dazu ausgebildet ist, die am Anschluss (123) bereitgestellte Impedanz (130), nach Maßgabe des am Steueranschluss (124) bereitgestelltem Steuersignal zu beeinflussen, – einer Ausgabeeinheit (140), mit mindestens einem Eingang (141) und mindestens einem Ausgang (142), die dazu ausgebildet ist, die vom Ausgang (112) des ersten Filters (110) und vom Ausgang (122) des zweiten Filters bereitgestellten Signale zu verknüpfen, und das verknüpfte Signal am Ausgang (142) bereitstellt, – eine Impedanz (130) mit mindestens zwei Anschlüssen, – wobei der Eingang (111) des ersten Filters (110) mit dem Eingang (121) des zweiten Filters (120) gekoppelt ist, der Ausgang (112) des ersten Filters (110) mit dem Eingang (141) der Ausgabeeinheit gekoppelt ist, der Ausgang (122) des zweiten Filters (120) mit dem Eingang (141) der Ausgabeeinheit (140) gekoppelt ist, die Impedanz (130) mit dem ersten Anschluss an den Anschluss des ersten (114) und des zweiten Filters (124) gekoppelt ist, ein Ausgang (142) der Ausgabeeinheit (140) mit dem Steueranschluss (114) des ersten Filters und ein Ausgang (142) der Ausgabeeinheit (140) mit dem Steuereingang (124) des zweiten Filters (120) gekoppelt ist.
Schaltungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, bei der der Anschluss (113) des ersten Filters mit dem Ausgang (112) des ersten Filters (110) gekoppelt ist und bei der der Anschluss (123) des zweiten Filters (120) mit dem Ausgang (122) des zweiten Filters (120) gekoppelt ist.
Schaltungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die Ausgabeeinheit (140) ein Speicherelement ist, das einen Setzeingang (141a) und einen Rücksetzeingang (141b) und einen Ausgang (142) aufweist, wobei der Setzeingang (141a) dazu ausgebildet ist, im Speicherelement einen Wert zu setzen und der Rücksetzeingang (141b) dazu ausgebildet ist, im Speicherelement den Wert zurückzusetzen, wobei der Ausgang (142) dazu ausgebildet ist, den Wert am Ausgang bereitzustellen.
Schaltungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Filter einen n-leitenden MOSFET (117, 127), einen p-leitenden MOSFET (116, 126), eine Stromquelle (115, 125) und einen Schalter (118, 128) mit einem Steueranschluss umfassen.
Schaltungsvorrichtung (100) nach Anspruch 4, mit dem ersten Filter (110), wobei dessen Stromquelle (115) mit einer positiven Spannung (500) gekoppelt ist, diese Stromquelle (115) mit einem ersten Laststreckenanschluss des p-leitenden MOSFET (116) gekoppelt ist, die zweite Laststrecke des p-leitenden MOSFET (116) mit einer ersten Laststrecke des n-leitenden MOSFET (117) gekoppelt ist, die zweite Laststrecke des n-leitenden MOSFET (117) über den Schalter (118) an eine negative Spannung (510) gekoppelt ist, dessen Steueranschluss den Steueranschluss (114) des Filters bildet, und wobei die gekoppelten Steueranschlüsse der MOSFET's (116, 117) mit dem Eingang des Filters gekoppelt sind, und wobei die gekoppelten Laststreckenanschlüsse der MOSFET's den Ausgang des Filters bilden, mit dem zweiten Filter (120), dessen Schalter (128) mit einer positiven Spannung (120) gekoppelt ist, dessen Steueranschluss (124) den Steueranschluss des Filters bildet, dieser Schalter (128) mit einem ersten Laststreckenanschluss des p-leitenden MOSFET (126) gekoppelt ist, die zweite Laststrecke des p-leitenden MOSFET (126) mit einer ersten Laststrecke des n-leitenden MOSFET (127) gekoppelt ist, die zweite Laststrecke des n-leitenden MOSFET (127) über die Stromquelle (125) an eine negative Spannung (510) gekoppelt ist, und wobei die gekoppelten Steueranschlüsse der MOSFET's mit dem Eingang (121) des Filters gekoppelt sind, und wobei die gekoppelten Laststreckenanschlüsse der MOSFET's den Ausgang des Filters (122) bilden.
Schaltungsvorrichtung (100) nach dem Anspruch 5, wobei die Ausgänge (112, 122) der Filter, der Eingang (141) der Ausgabeeinheit und ein Anschluss der Impedanz (130) gekoppelt sind.
Schaltungsvorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Impedanz (130) eine Kapazität ist.
Schaltungsvorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Ausgabeeinheit ein Schmitt-Trigger ist.