[发明专利]有源且可调整以适合多种规格的滤波装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种滤波装置，尤指一种有源且可调整以适合多种规格的滤波装置。

背景技术

一般接收机(receiver)的结构可分为单转换中频输出(Single Conversion with IF)、单转换低中频输出(Single Conversion with Low IF)、单转换零中频输出(Single Conversion with Zero IF)、双转换中频输出(Dual Conversion with IF)、双转换低中频输出(Dual Conversion with Low IF)、及双转换零中频输出(Dual Conversion with Zero IF)。其中，在单转换中频输出及双转换中频输出及双转换低中频输出结构中，中频滤波器执行频率选择及滤波的功能。由于表面声波滤波器(SAW Filter)具有高品质因子(quality factor，Q)、低频率漂移及不耗电的优点，且表面声波滤波器需有特殊制造方法，难以集成至单一晶片中，因此接收机常外接一表面声波滤波器。

图1是一使用表面声波滤波器的接收机的示意图，其将一射频信号转成中频信号，其中，SAW滤波器110在调谐器120的外部。表面声波滤波器具有极高品质因子Q值，有较佳的频率选择性。然而其却需要较高的价格，导致整个调谐器的成本居高不下。同时，为了驱动低阻抗的外接式表面声波滤波器，表面声波滤波器驱动器(SAW filter driver)121就需要耗费数百毫瓦(mW)的耗电，再者表面声波滤波器本身有极高的信号损耗(loss)，损耗即代表信号噪声比(SNR)的降低。

为了取代SAW滤波器并集成至单一晶片中，中频滤波器的设计方法有很多种，其中有电阻-电容滤波器(resistor-capacitor filter，RC filter)、切换电容滤波器(switch-capacitor filter，SC filter)、及跨导电容滤波器(Gm-C filter)等技术。

RC滤波器因运算放大器受限于频宽的原因，仅适用于KHz级滤波器的应用。SC滤波器其电路参数是依据电容的比例而设定，在CMOS制造方法中，电容的比例是可以被控制的很精确。SC滤波器虽然利用电容比率决定滤波器特性，不易受制造方法影响，但因为耗电及同样有运算放大器频宽的原因，不适用于10MHz以上滤波器的应用。

Gm-C滤波器则是利用一跨导放大器及电容模拟出电阻及电感效应。图2是一跨导放大器模拟电阻效应的示意图。其中，模拟的电阻值为Gm为跨导放大器210的跨导值。图3是二个跨导放大器及一电容模拟电感效应的示意图，其中，模拟的电感值为C为电容310的电容值，G1、G2分别为跨导放大器320、330的跨导值。

当设计Gm-C滤波器时，需先设计出电阻、电感、电容(RLC)滤波器的电路，如图4所示，其为一现有的RLC滤波器的电路图。再将RLC滤波器的电路图中的电阻及电感分别以图2及图3中的电路取代。因此，当中频滤波器使用Gm-C滤波器设计时容易造成面积过大的问题。同时，因为Gm-C滤波器其系数是由两种不同元件的乘积，例如，模拟的电感值为电容310的电容值除上为跨导放大器320、330的跨导值的乘积。前述的SC电容滤波器其系数可以准确到百分之零点一，然而Gm-C滤波器其系数在初始值仅能有百分之三十的准确。因此，现有的中频滤波器仍有改善之处。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种有源且可调整适合多种规格的滤波装置，其应用于一调谐器中，从而无需使用SAW滤波器，以节省成本，且容易集成至单晶片中，且有着较小的面积，同时滤波装置具有可调整的增益、中心频率、及频宽，再者因无损耗且有增益即代表信号噪声比(SNR)的提高。

依据本发明的特色，本发明提出一种有源且可调整适合多种规格的滤波装置，包括一第一滤波器、一第二滤波器、及一第三滤波器。该第一滤波器具有一第一品质因子，以定义该滤波装置的频宽及中心频率。该第二滤波器连接至该第一滤波器，具有一第二品质因子，该第一滤波器及该第二滤波器的频谱以定义该滤波装置的频宽中的低频处的频率及该频宽中的低频处的锐利度。该第三滤波器连接至该第二滤波器，具有一第三品质因子，该第一滤波器及该第三滤波器的频谱以定义该滤波装置的频宽中的高频处的频率及该频宽中的高频处的锐利度。其中，该第一品质因子的值为可调整且范围在5～15之间，该第二品质因子及该第三品质因子的值为可调整且范围在15以上。

附图说明

图1是一使用表面声波滤波器的调谐器的示意图。