[发明专利]可配置片上有源RC滤波装置

说明书

技术领域

本发明属于电子滤波器技术领域，特别涉及一种可配置片上有源RC滤波装置。

背景技术

电子滤波器是用于调整信号频谱的模拟电路系统，通过在不同频率区间对信号分别进行放大或衰减，从而实现选取一致输入信号中特定频率成分的目的。大部分电子设备中都要用到电子滤波器，例如现代通信系统中就包含有多个电子滤波器，它们分别用于实现滤除噪声、抑制干扰信号以及选取有用信道的功能。

电子滤波器根据所用元件不同，可分为无源滤波器和有源滤波器。无源滤波器由无源元件，即电阻、电容、电感构成。有源滤波器使用有源电路替代无源滤波器中的电感。由于在集成电路中高电感量和高品质因子的片上电感难以实现，所以通常采用有源滤波器实现滤波功能。

片上有源滤波器通常采用级联结构和蛙跳结构。级联结构有源滤波器中，每一级实现滤波器传递函数中的一次多项式或二次多项式，将每级级联来实现整体滤波器传递函数。蛙跳结构采用状态变量法，将无源滤波器的状态方程用电阻、电容和运算放大器构成的积分器实现。蛙跳结构相比之下具有较低的寄生敏感度和较大的动态范围。片上有源滤波器中的有源积分器实现方法包括有源RC积分器，MOSFET-C积分器，Gm-C积分器等，其中有源RC积分器可实现较大的动态范围。

现代通信系统模拟基带I、Q两通道对滤波器低通和复带通两种不同形式的需求以及对滤波器阶数可配置的需求在不断增大，本发明针对上述问题提出了一种低通、复带通可配置，同时三阶、五阶可配置的蛙跳结构有源RC滤波器，并采用了新型运算放大器结构，以提高滤波器带宽。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可配置片上有源RC滤波装置，

可配置片上有源RC滤波装置，其特征在于：该装置由同相通道滤波器I和正交通道滤波器Q构成，并且配置为低通滤波器和复带通滤波器两种模式，所述低通滤波器和复带通滤波器两种模式的切换电路结构如下：

I、Q两通道具有两个相同结构的滤波器原型；其中，I通道的第i运算放大器I_OP_i(i取1-5)的电容I_C1_i两端分别接第一差分输入端I_OP_{IN_i}和第一差分输出端I_OP_{OP_i}，电容I_C2_i两端分别接第二差分输入端I_OP_{IP_i}和第二差分输出端I_OP_{ON_i}；Q通道的第i运算放大器Q_OP_i的电容Q_C1_i两端分别接第三差分输入端Q_OP_{IN_i}和第三差分输出端Q_OP_{OP_i}，电容Q_C2_i分别接第四差分输入端Q_OP_{IP_i}和第四差分输出端Q_OP_{ON_i}；

所述两种模式的切换电路结构为在I通道的第i运算放大器I_OP_i第一差分输入端I_OP_{IN_i}与Q通道的第i运算放大器Q_OP_i的第三差分输出端Q_OP_{OP_i}之间连接着串联的开关SW1_i与电阻RC1_i；在I通道的第i运算放大器I_OP_i第二差分输入端I_OP_{IP_i}与Q通道的第i运算放大器Q_OP_i的第四差分输出端Q_OP_{ON_i}之间连接着串联的开关SW2_i与电阻RC2_i；在Q通道的第i运算放大器Q_OP_i第三差分输入端Q_OP_{IN_i}与I通道的第i运算放大器I_OP_i的第二差分输出端I_OP_{ON_i}之间连接着串联的开关SW4_i与电阻RC4_i；在Q通道的第i运算放大器Q_OP_i的第四差分输入端Q_OP_{IP_i}与I通道的第i运算放大器I_OP_i的第一差分输出端I_OP_{OP_i}之间连接着串联的开关SW3_i与电阻RC3_i；