[发明专利]积分器、滤波器以及积分方法

说明书

提供一种积分器、滤波器及积分方法。积分器包括：放大器，具有接收第一输入信号的反相输入端、接收第二输入信号的非反相输入端、第一输出端和第二输出端；第一输入器件，连接在所述第一输入信号与所述反相输入端之间；第二输入器件，连接在所述第二输入信号与所述非反相输入端之间；第一反馈电路，连接在所述反相输入端与所述第一输出端之间，包括串联连接的第一电阻器和第一电容器；第二反馈电路，连接在所述反相输入端与所述第二输出端之间，包括第二电阻器；第三反馈电阻，连接在所述非反相输入端与所述第二输出端之间，包括串联连接的第三电阻器和第二电容器；和第四反馈电路，连接在所述非反相输入端与所述第二输出端之间，包括第四电阻器。

技术领域

本发明涉及利用非理想放大器的积分器、利用该积分器的滤波器以及积分方法。

背景技术

目前，IOT(Internet of things：物联网)备受瞩目，而用于IOT的设备需要具备仅利用纽扣电池也可工作数月以上的超低功耗(ultra low power consumption)特性。因此，IOT收发器的所有构成模块都需要设计成电流消耗极低。作为IOT接收器的主要构成模块之一的滤波器可滤除接收信号中的不希望出现的信号，能够使IOT良好地接收低耗电所需的信号。

通常，这种用途的滤波器使用由运算放大器、电阻和电容器构成的有源RC滤波器。这是因为，这种滤波器具有良好的线性和低噪声特性，容易设计成高性能接收器。在现有技术中，作为在这种滤波器中利用的运算放大器，主要使用了两级运算放大器(two stageopamp)或者前馈补偿型运算放大器(feed-forward compensated opamp)。两级运算放大器具有高增益、适当带宽的特性，前馈补偿型运算放大器具有适当的增益、宽带款特性。但是，这种运算放大器通常电流消耗较大，因此不符合超低功耗要求。为了满足超低功耗特性，需要使用单极运算放大器(single stage opamp)，但是单极运算放大器与上述两种放大器相比，增益低且带宽也窄。因此，利用单极运算放大器设计的滤波器其性能会变差。

发明内容

本发明鉴于以上情况而完成，其目的在于，提供一种即便使用非理想运算放大器也能够保持与使用理想运算放大器时相同的特性的积分器以及利用该积分器的滤波器。

本发明提供一种积分器，包括：放大器，具有接收第一输入信号的反相输入端、接收第二输入信号的非反相输入端、第一输出端和第二输出端；第一输入器件，连接在所述第一输入信号与所述反相输入端之间；第二输入器件，连接在所述第二输入信号与所述非反相输入端之间；第一反馈电路，连接在所述反相输入端与所述第一输出端之间，包括串联连接的第一电阻器和第一电容器；第二反馈电路，连接在所述反相输入端与所述第二输出端之间，包括第二电阻器；第三反馈电阻，连接在所述非反相输入端与所述第二输出端之间，包括串联连接的第三电阻器和第二电容器；和第四反馈电路，连接在所述非反相输入端与所述第二输出端之间，包括第四电阻器。

本发明还提供一种积分方法，包括：放大器的反相输入端经由第一输入器件输入第一输入信号，非反相输入端经由第二输入器件输入第二输入信号，经由第一反馈电路将所述放大器的第一输出端的输出反馈至所述反相输入端，且经由第二反馈电路将所述放大器的第二输出端的输出反馈至所述反相输入端，经由第三反馈电路将所述放大器的第二输出端的输出反馈至所述非反相输入端，且经由第四反馈电路将所述放大器的第一输出端的输出反馈至所述非反相输入端，其中，所述第一反馈电路包括串联连接的第一电阻器和第一电容器，所述第二反馈电路包括第二电阻器，所述第三反馈电阻包括串联连接的第三电阻器和第二电容器，第四反馈电路包括第四电阻器。

优选地，所述第一电阻器和所述第三电阻器的电阻值与所述电容器的电容、所述放大器的直流增益及半功率点频率相关，所述第二电阻器和所述第四电阻器的电阻值与所述输入器件的电阻值、所述放大器的直流增益相关。

优选地，所述第一输入器件与所述第二输入器件的电阻值相等，所述第一电容器和所述第二电容器的电容相等，所述第一电阻器和所述第三电阻器的电阻值相等，且所述第二电阻器和所述第四电阻器的电阻值相等。