[发明专利]一种用于Gm-C滤波器的频率自调谐电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种滤波器频率自调谐的方法，该方法可以用在基于跨导电容(G_m-C)结构的滤波器中，对滤波器的截止频率进行校正。

背景技术

模拟滤波器是射频无线通信芯片的模拟基带处理部分很重要的一个模块，滤波器的滤波特性，截止频率的精准与否决定了接收机对带外干扰的抑制，并对整个通信系统的比特误码率有着决定作用。而滤波器的截止频率对工艺角极为敏感，在各个工艺角下会有高达30％左右的偏差，因此，频率调谐模块是滤波器的重要组成部分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于跨导电容(G_m-C)滤波器的频率自调谐电路，以实现对传统的跨导电容滤波器的调谐方法进行改进，解决传统调谐方法的调谐范围受限问题，并且减小调谐模块的功耗。

本发明提供的用于跨导电容(G_m-C)滤波器的频率自调谐电路，包括：

采用与滤波器中的跨导跟电容阵列完全相同的模块组成一积分器，且该电容阵列的控制字与滤波器电容阵列(DCCA)中的控制字均由锁存器提供。

通过平方电路提取参考正弦信号的幅度跟积分器输出信号的幅度。

通过一个无源滤波器滤掉平方电路输出的交流部分，只保留直流部分。

通过一个比较器模块比较参考正弦信号的幅度跟积分器输出的幅度，并产生一数字信号。

通过比较器产生的数字信号控制计数器的计数方向(上升或下降)。

通过锁存器锁存或者选通计数器的输出码字，并用码字控制积分器及滤波器的电容阵列。

本发明通过比较积分器的输出与参考正弦信号的幅度，产生一数字信号，控制计数器的计数，增大或者减小控制电容阵列(DCCA)的码字，从而增大或者减小负载电容，并形成一个负反馈网路，最后使积分器的单位增益带宽与参考频率相同(存在可以接受的误差)；该码字同时控制滤波器的电容阵列，调谐滤波器的截止频率与参考频率相同。本发明的核心思想在于通过一个数字位来自动调整滤波器的电容负载或跨导单元的大小，增大了调谐范围，并且极大的节省了功耗。

本发明的具体实现方法如图1所示。图2为滤波器的一个双二次(biquad)模块，其中负载电容C为一个N-Bit的电容阵列，其控制位为[b_n-1，b_n-2，...，b₀]，所以负载电容C当前的电容值由控制位决定，其表达式为：

C＝C_min+b₄·2⁴ΔC+b₃·2³ΔC+…+b₀·2⁰ΔC

＝C_min+nΔC                                      (1)

Cmin=12CNORM---(2)]]>

ΔC=CNORM2N---(3)]]>

其中C_NORM为在典型工艺角下要得到所需的滤波器截止频率时的负载电容值。ΔC由C_min跟电容阵列的比特数决定，比特数越多ΔC越小，此时调谐的精度也越高。双二次结构的转折频率可以表示为：