一種用數(shù)模混合方法校正Gm-C濾波器轉(zhuǎn)角頻率的結(jié)構(gòu)技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)提供了一種用數(shù)模混合方法校正Gm-C濾波器轉(zhuǎn)角頻率的結(jié)構(gòu)，其使得芯片面積縮小，成本降低。其包括Gm-C濾波器，其特征在于：其還包括Gm-C開關(guān)電容電路模塊、開關(guān)電容比較器模塊、數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊，所述Gm-C開關(guān)電容電路模塊的輸入端分別連接參考電壓V、固定時鐘f，所述Gm-C開關(guān)電容電路模塊包含有電容（C）的充電線路、Gm-C放電線路，所述Gm-C開關(guān)電容電路模塊的輸出端耦合連接所述開關(guān)電容比較器模塊，所述開關(guān)電容比較器模塊連接所述數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊，所述數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊連接調(diào)節(jié)電阻串，所述調(diào)節(jié)電阻串分別連接所述Gm-C濾波器的跨導(dǎo)放大器（Gm）、所述Gm-C開關(guān)電容電路內(nèi)的跨導(dǎo)放大器（Gm）。（*該技術(shù)在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及Gm-C濾波器的
，其具體為一種用數(shù)模混合方法校 正Gm-C濾波器轉(zhuǎn)角頻率的結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
Gm-C濾波器由跨導(dǎo)放大器(Gm)和電容(C)構(gòu)成，由于半導(dǎo)體工藝參數(shù)的飄移以 及電壓與溫度的變化，造成Gm-C濾波器的轉(zhuǎn)角頻率隨工藝參數(shù)、電壓以及溫度的變化而變 化。Gm-C濾波器的轉(zhuǎn)角頻率正比于Gm/C，而Gm/C通常會隨工藝參數(shù)、電壓以及溫度的 變化而變化。而轉(zhuǎn)角頻率的變化會引起濾波器通帶帶寬、群時延以及阻帶衰減的變化，從而 引起濾波器性能的變化。因此，在實際應(yīng)用中根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境會對Gm-C濾波器的轉(zhuǎn)角 頻率的穩(wěn)定度提出不同的要求。現(xiàn)有技術(shù)中，圖1所示的調(diào)整機制由相位/頻率檢測器(201)、電荷泵(20 、環(huán)路 濾波器O03)以及由Gm/C壓控振蕩器(204)構(gòu)成的模擬鎖相環(huán)來完成的。Gm/C的值可以 通過Gm/C壓控振蕩器來調(diào)整。但是，該機制中Gm/C壓控振蕩器需要數(shù)級的Gm-C電路，同時 環(huán)路濾波器也需要較大的電容來濾波，因此，芯片的面積隨之增加，從而造成成本的增加。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述問題，本技術(shù)提供了一種用數(shù)模混合方法校正Gm-C濾波器轉(zhuǎn) 角頻率的結(jié)構(gòu)，其使得芯片面積縮小，成本降低。一種用數(shù)模混合方法校正Gm-C濾波器轉(zhuǎn)角頻率的結(jié)構(gòu)，其技術(shù)方案是這樣的其 包括Gm-C濾波器，其特征在于其還包括Gm-C開關(guān)電容電路模塊、開關(guān)電容比較器模塊、數(shù) 字計數(shù)器和解碼器模塊，所述Gm-C開關(guān)電容電路模塊的輸入端分別連接參考電壓V、固定 時鐘f，所述Gm-C開關(guān)電容電路模塊包含有電容(C)的充電線路、Gm-C放電線路，所述Gm-C 開關(guān)電容電路模塊的輸出端耦合連接所述開關(guān)電容比較器模塊，所述開關(guān)電容比較器模塊 連接所述數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊，所述數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊連接調(diào)節(jié)電阻串，所述 調(diào)節(jié)電阻串分別連接所述Gm-C濾波器的跨導(dǎo)放大器(Gm)、所述Gm-C開關(guān)電容電路內(nèi)的跨 導(dǎo)放大器(Gm)。其進一步特征在于所述Gm-C開關(guān)電容電路包括跨導(dǎo)放大器(Gm)、電容(C)、兩相 非交疊時鐘Φ1和Φ2對應(yīng)控制的兩組開關(guān)，所述Φ 1對應(yīng)控制的開關(guān)、電容(C)依次連接 組成充電線路，所述電容(C)、Φ2對應(yīng)控制的開關(guān)、跨導(dǎo)放大器(Gm)依次連接組成放電線 路；所述開關(guān)電容比較器模塊比較放電線路最終是否將充電線路所形成的電量全部 放完；所述數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊接收每個固定時鐘周期內(nèi)所述開關(guān)電容比較器模 塊所傳遞的信息，依次計數(shù)，通過解碼器解碼輸出對應(yīng)的數(shù)值0、，所述對應(yīng)的數(shù)值對應(yīng)傳送至連接調(diào)節(jié)電阻串；所述調(diào)節(jié)電阻串具體包括相同的電阻均布串聯(lián)而成，所述中間的電阻兩頭并聯(lián)有 開關(guān)bO，開關(guān)bO兩外側(cè)的單個電阻的外側(cè)兩頭并聯(lián)有開關(guān)bl，開關(guān)b (n-1)兩外側(cè)的單 個電阻的外側(cè)兩頭并聯(lián)有開關(guān)bn，所述解碼器解碼對應(yīng)輸出的數(shù)值(Tn控制對應(yīng)的b(Tbn 的閉合。采用上述結(jié)構(gòu)后，所述Gm-C開關(guān)電容電路模塊接收到的參考電壓V、固定時鐘f為 定值，判斷Gm-C開關(guān)電容電路模塊的電容C充電線路、Gm-C放電線路的電量是否平衡，如 果Gm-C充電線路的電量大于Gm-C放電線路的電量，則根據(jù)放電電量與Gm數(shù)值成正比的關(guān) 系，只需調(diào)大Gm數(shù)值，而Gm數(shù)值與接在其兩端的電阻數(shù)值成反比關(guān)系，此時通過開關(guān)電容 比較器模塊得到數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)傳送至數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊，最終輸出對應(yīng)數(shù)字控 制調(diào)節(jié)電阻串的數(shù)值，從而使得電容C充電線路、Gm-C放電線路的電量平衡，進而確保Gm/C 的數(shù)值穩(wěn)定，使得Gm-C濾波器轉(zhuǎn)角頻率穩(wěn)定，由于該結(jié)構(gòu)不再需要環(huán)路濾波器的較大電容 來濾波，其使得芯片面積縮小，成本降低。附圖說明圖1為現(xiàn)有的Gm-C濾波器的轉(zhuǎn)角頻率校正結(jié)構(gòu)；圖2為本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意框圖；圖3為本技術(shù)調(diào)節(jié)電阻串的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式見圖2、圖3，其包括Gm-C濾波器、Gm-C開關(guān)電容電路模塊、開關(guān)電容比較器模塊、 數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊，Gm-C開關(guān)電容電路模塊的輸入端分別連接參考電壓V、固定時 鐘f，Gm-C開關(guān)電容電路模塊包含有電容C充電線路、Gm-C放電線路，Gm-C開關(guān)電容電路 模塊的輸出端耦合連接開關(guān)電容比較器模塊，開關(guān)電容比較器模塊連接數(shù)字計數(shù)器和解碼 器模塊，數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊連接調(diào)節(jié)電阻串，調(diào)節(jié)電阻串分別連接Gm-C濾波器的跨 導(dǎo)放大器(Gm)、Gm-C開關(guān)電容電路內(nèi)的跨導(dǎo)放大器(Gm)。Gm-C開關(guān)電容電路包括跨導(dǎo)放大器(Gm)、電容(C)、兩相非交疊時鐘Φ1和Φ2對 應(yīng)控制的兩組開關(guān)，φ 1對應(yīng)控制的開關(guān)、電容(C)依次連接組成充電線路，電容(C)、Φ2對 應(yīng)控制的開關(guān)、跨導(dǎo)放大器(Gm)依次連接組成放電線路；開關(guān)電容比較器模塊比較放電線路最終是否將充電線路所形成的電量全部放 完；數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊接收每個固定時鐘周期內(nèi)開關(guān)電容比較器模塊所傳遞 的信息，依次計數(shù)，通過解碼器解碼輸出對應(yīng)的數(shù)值0、，對應(yīng)的數(shù)值對應(yīng)傳送至連接調(diào)節(jié) 電阻串；調(diào)節(jié)電阻串具體包括相同的電阻均布串聯(lián)而成，中間的電阻兩頭并聯(lián)有開關(guān)b0， 開關(guān)bo兩外側(cè)的單個電阻的外側(cè)兩頭并聯(lián)有開關(guān)bl，開關(guān)b (Π-1)兩外側(cè)的單個電阻的外 側(cè)兩頭并聯(lián)有開關(guān)bn，解碼器解碼對應(yīng)輸出的數(shù)值(Tn控制對應(yīng)的b(Tbn的閉合。其工作原理如下假設(shè)ΦΙ、Φ2的周期為T，頻率即為固定時鐘的頻率為f，其開、 關(guān)時間均為T/2，則可知充電電量Ql=VXC/2，放電電量Q2= VXGmXT/2，當Ql= Q2時，VXC/2= ￥父611^172，進而可得€=6111/(，可知當01= Q2，Gm/C為定值，此時Gm-C濾波器的轉(zhuǎn) 角頻率穩(wěn)定，故當Ql > Q2，需要調(diào)大Gm的數(shù)值，Gm的數(shù)值反比于調(diào)節(jié)電阻串的電阻值R，可 知需要調(diào)小R，當Ql > Q2時，開關(guān)電容比較器模塊耦合到兩者的差值，對外輸出為低電平， 數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊接受到開關(guān)電容比較器模塊的信息，即開始從0開始做+1的解碼 輸出、直至n，對應(yīng)的控制調(diào)節(jié)電阻串的開關(guān)b(Tbn的閉合，當b0閉合時接入電阻最大，即 Gm的數(shù)值最小，當調(diào)節(jié)至周期內(nèi)Ql= Q2時，開關(guān)電容比較器模塊耦合到兩者的差值為0，則 對外輸出高電平，數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊維持此前的數(shù)值不變，保持電阻R不變，從未保 持Gm/C為定值，使得Gm-C濾波器轉(zhuǎn)角頻率穩(wěn)定。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
１．一種用數(shù)模混合方法校正Ｇｍ－Ｃ濾波器轉(zhuǎn)角頻率的結(jié)構(gòu)，其包括Ｇｍ－Ｃ濾波器，其特征在于：其還包括Ｇｍ－Ｃ開關(guān)電容電路模塊、開關(guān)電容比較器模塊、數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊，所述Ｇｍ－Ｃ開關(guān)電容電路模塊的輸入端分別連接參考電壓Ｖ、固定時鐘ｆ，所述Ｇｍ－Ｃ開關(guān)電容電路模塊包含有電容（Ｃ）的充電線路、Ｇｍ－Ｃ放電線路，所述Ｇｍ－Ｃ開關(guān)電容電路模塊的輸出端耦合連接所述開關(guān)電容比較器模塊，所述開關(guān)電容比較器模塊連接所述數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊，所述數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊連接調(diào)節(jié)電阻串，所述調(diào)節(jié)電阻串分別連接所述Ｇｍ－Ｃ濾波器的跨導(dǎo)放大器（Ｇｍ）、所述Ｇｍ－Ｃ開關(guān)電容電路內(nèi)的跨導(dǎo)放大器（Ｇｍ）。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用數(shù)模混合方法校正Gm-C濾波器轉(zhuǎn)角頻率的結(jié)構(gòu)，其包括Gm-C濾波器，其特征 在于其還包括Gm-C開關(guān)電容電路模塊、開關(guān)電容比較器模塊、數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊， 所述Gm-C開關(guān)電容電路模塊的輸入端分別連接參考電壓V、固定時鐘f，所述Gm-C開關(guān)電 容電路模塊包含有電容(C)的充電線路、Gm-C放電線路，所述Gm-C開關(guān)電容電路模塊的輸 出端耦合連接所述開關(guān)電容比較器模塊，所述開關(guān)電容比較器模塊連接所述數(shù)字計數(shù)器和 解碼器模塊，所述數(shù)字計數(shù)器和解碼器模塊連接調(diào)節(jié)電阻串，所述調(diào)節(jié)電阻串分別連接所 述Gm-C濾波器的跨導(dǎo)放大器(Gm)、所述Gm-C開關(guān)電容電路內(nèi)的跨導(dǎo)放大器(Gm)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用數(shù)模混合方法校正Gm-C濾波器轉(zhuǎn)角頻率的結(jié)構(gòu)，其 特征在于所述Gm-C開關(guān)電容電路包括跨導(dǎo)放大器(Gm)、電容(C)、兩相非交疊時鐘Φ1和 Φ...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬輝，應(yīng)祖金，虞君新，
申請(專利權(quán))人：無錫思泰迪半導(dǎo)體有限公司，
類型：實用新型
國別省市：32