[发明专利]陷波器及低通滤波器

说明书

【技术领域】

本发明涉及集成电路，尤其是涉及一种集成电路中的陷波器，还涉及一种低通滤波器。

【背景技术】

在模拟电路设计中，陷波器通常是用来抑制或者消除特定频率的干扰。由于工频(50Hz或者60Hz)干扰无处不在，很多仪器设备(如心电监护仪等)内部都包含用来抑制这种工频干扰的陷波器。

这种陷波器一般用离散电阻、离散电容和运算放大器在印制电路板(PCB)焊接而成。但是这样用PCB焊接而成的陷波器不仅功耗高、体积大，而且精度也不高。

将陷波器全部集成在一个芯片内可以消除上述陷波器存在的问题。然而在现代微电子工艺中，集成在芯片内的电阻一般不超过500KΩ，电容不超过50pF，这是因为如果集成电阻或者集成电容超过这些值，它们的非线性将极大地损坏电路的性能，得不偿失。在这样的限制下，陷波器的中心频率便达不到抑制工频干扰的要求。

集成的滤波器同样存在上述的滤波频率的控制问题。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种能够集成到芯片中并用于抑制工频干扰的陷波器。

一种陷波器，包括依次连接的第一积分电路、单位增益反相电路以及第二积分电路，所述第一积分电路的输入端为陷波器的输入端，所述第二积分电路的输出端为陷波器的输出端，所述输入端和第二积分电路的反馈输入端之间连接前馈电容，所述输出端和第一积分电路的反馈输入端之间并联反馈电阻和反馈电容，所述第一积分电路和第二积分电路中运算放大器的反相输入端连接有电流控制电路。

优选地，所述电流控制电路包括两个漏极相接的第一场效应管和第二场效应管，其中第一场效应管的栅极输入第一偏置电压、源极接所述运算放大器的反相输入端，第二场效应管的栅极输入第二偏置电压、源极接所述运算放大器的同相输入端并输入标准电压，且第一积分电路的反馈输入端为两个场效应管相连的漏极，第二积分电路的反馈输入端为运算放大器的反相输入端。

优选地，所述单位增益反相电路包括运算放大器、并联于运算放大器输出端和反相输入端之间的伪电阻和电容以及并联于单位增益反相电路的输入端和所述运算放大器的反相输入端之间的伪电阻和电容，所述伪电阻包括两个场效应管，两个场效应管的栅极和漏极短接后连接，两个场效应管的源极分别作为整个伪电阻的两端。

一种低通滤波器，包括依次连接的第一积分电路、单位增益反相电路以及第二积分电路，所述第一积分电路的输入端为陷波器的输入端，所述第二积分电路的输出端为陷波器的输出端，所述输出端和第一积分电路的反馈输入端之间并联反馈电阻和反馈电容，所述第一积分电路和第二积分电路中运算放大器的反相输入端连接有电流控制电路。

优选地，所述电流控制电路包括两个漏极相接的第一场效应管和第二场效应管，其中第一场效应管的栅极输入第一偏置电压、源极接所述运算放大器的反相输入端，第二场效应管的栅极输入第二偏置电压、源极接所述运算放大器的同相输入端并输入偏置电压，且第一积分电路的反馈输入端为两个场效应管相连的漏极，第二积分电路的反馈输入端为运算放大器的反相输入端。

优选地，所述单位增益反相电路包括运算放大器、并联于运算放大器输出端和反相输入端之间的伪电阻和电容以及并联于单位增益反相电路的输入端和所述运算放大器的反相输入端之间的伪电阻和电容，所述伪电阻包括两个场效应管，两个场效应管的栅极和漏极短接后连接，两个场效应管的源极分别作为整个伪电阻的两端。

上述陷波器或低通滤波器中电流控制电路在第一积分电路和第二积分电路所起的作用是输入到运算放大器的反相输入端的电流相比于输入的电流大为减小。从而极大地增加积分器的时间常数，可以避免使用较大的电阻和电容，使集成变得简单。

【附图说明】

图1为一实施例的陷波器的电路原理图；

图2为第一积分电路的电路原理图；

图3为单位增益反相电路的电路原理图；

图4为对陷波器进行仿真后得到的频率响应曲线；

图5为陷波器在不同的偏置电压VB1下的频率响应曲线；

图6为陷波器在不同偏置电压VB1下对应的中心频率；

图7为一实施例的低通滤波器的电路原理图。

【具体实施方式】

如图1所示，为一实施例的陷波器。该陷波器包括依次连接的第一积分电路100、单位增益反相电路200以及第二积分电路300。