双边沿检测电路设计

RENTAO1

我想设计一个双边沿检测电路，时钟信号跳变时（0-1/1-0）输出为高电平，不跳变时输出为低电平，常规的就是DFF+延时链，请问有没有别的一些电路呀

zhanweisu33

延时链+异或

zcrdhm

感谢AI
双边沿检测电路的设计确实有多种实现方式，除了常见的DFF+延时链方案外，以下是几种替代方案及其特点：

1. 异或门方案
原理：将原始时钟和经过微小延迟的时钟通过异或门（XOR）处理。

实现：

时钟信号分两路：一路直接输入XOR，另一路经过延迟元件（如缓冲器链或RC延迟）后输入XOR。

任何边沿变化时，两路信号会短暂不同，XOR输出高电平脉冲。

优点：电路简单，无需触发器。

缺点：对延迟精度敏感，脉冲宽度取决于延迟时间。

2. 双沿触发触发器（Dual-Edge Triggered Flip-Flop, DETFF）
原理：直接使用支持双沿触发的触发器（如某些基于锁存器的设计）。

实现：

例如，通过交叉耦合的锁存器结构，在上升沿和下降沿均捕获信号。

优点：无需额外延迟电路，功耗可能更低。

缺点：设计复杂度较高，需考虑时序收敛。

3. 差分延迟线 + 逻辑门
原理：利用差分路径的延迟差异生成边沿脉冲。

实现：

时钟信号通过两条不同延迟的路径（如一条快路径、一条慢路径），再用与/或门组合检测差异。

优点：可调节延迟差以控制脉冲宽度。

缺点：需匹配延迟路径，对工艺变化敏感。

4. 基于PLL/DLL的边沿检测
原理：利用锁相环（PLL）或延迟锁相环（DLL）生成相位差信号。

实现：

通过PLL产生多个相位时钟，用逻辑门检测边沿。

优点：高精度，适合高频时钟。

缺点：电路复杂，功耗高，启动时间长。

5. 组合逻辑 + 毛刺利用
原理：利用门电路的传播延迟自然产生毛刺作为边沿指示。

实现：

例如，将时钟信号通过串联的反相器链，再与原信号组合（如 CLK XOR (CLK经过3个反相器)）。

优点：无需显式设计延迟。

缺点：依赖工艺参数，可靠性较低。

6. 电流模逻辑（CML）边沿检测
原理：利用高速电流模逻辑的快速响应特性。

实现：

通过CML比较器检测时钟的差分变化。

优点：适合超高频应用（如SerDes）。

缺点：功耗高，设计复杂。

方案选择建议：
低频/数字场景：异或门方案或DETFF最实用。

高频/高精度场景：考虑PLL/DLL或CML方案。

ASIC设计：可优化延迟链的匹配性；FPGA中建议调用原生DETFF或XOR资源。

如果需要进一步探讨某一种方案的具体实现细节，可以告诉我您的应用场景（如频率、工艺、面积/功耗约束），我会提供更针对性的建议。

tracy6969

thanks

RENTAO1

   

zcrdhm 发表于 2025-4-11 08:07
感谢AI
双边沿检测电路的设计确实有多种实现方式，除了常见的DFF+延时链方案外，以下是几种替代方案及其特 ...

要是每种方案能够给出具体的电路级实现方案就更好了哈哈

RENTAO1

   

zhanweisu33 发表于 2025-4-10 17:04
延时链+异或

试了一下效果还不错哈哈，就是电路架构比较简单，达到预期效果，翻转时产生脉冲信号。但是有一个问题就是说这个脉冲信号要不要再进行处理变成数字1，现在产生的脉冲严格意义来讲不算做数字1