[发明专利]一种有源RC复数带通滤波器

说明书

本发明涉及一种有源RC复数带通滤波器，包括第一低通滤波器、第二低通滤波器、连接单元，所述连接单元耦接于所述第一低通滤波器与所述第二低通滤波器之间，所述连接单元包括耦合电阻以及与所述耦合电阻并联的补偿电容。本发明减小了低通滤波器频谱搬移时的额外的相位滞后，降低了对运放增益带宽积的依赖性。

技术领域

本发明涉及一种有源RC复数带通滤波器，属于通信领域和卫星导航领域。

背景技术

无线接收机的主要任务是将叠加在高频载波上的信号接收到本地，转换成比较容易处理的中低频基带信号。一般来说，无线接收机可分为超外差结构、零中频结构、低中频结构等。与其它两种结构相比，低中频结构具有结构简单、集成度较高、功耗小、直流失调小和闪烁噪声低等优点。在低中频接收机中，为了去除镜像信号的干扰，可以采用复数带通滤波器。复数带通滤波器是将低通滤波器的通带进行单向的频谱搬移，而得到的只有单边通带的滤波器，它可以将下变频后处于镜像位置的频率滤除，从而实现镜像干扰的抑制。

滤波器通常由电感、电容、电阻通过串并联组合构成。由于无源电感难以进行芯片级集成，所以在集成电路中一般采用有源电感实现复数滤波器。主要的有源复数滤波器结构有Gm-C、MOSFET-C和有源RC。在低功耗要求下，Gm-C和MOSFET-C很难提供足够的线性度和大的动态范围，而有源RC滤波器能够提供优良的线性度和噪声性能，所以有源RC复数带通滤波器最为常见。有源RC复数带通滤波器中，由于运放的增益带宽积(GBW)有限，将低通滤波器进行频谱搬移时会产生额外的相位滞后，导致复数带通滤波器通带纹波增大。另一方面，增大运放的增益带宽积会导致较大的功耗，因此，市场需求一种在运放的增益带宽积有限的条件下，能够消除额外的相位滞后、降低通带纹波的复数带通滤波器。

发明内容：

为解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种加入无源补偿的有源RC复数带通滤波器，本发明减小了低通滤波器频谱搬移时的额外的相位滞后，降低了对运放增益带宽积的依赖性。

本发明的技术方案为：

一种有源RC复数带通滤波器，包括第一低通滤波器、第二低通滤波器、连接单元，所述连接单元耦接于所述第一低通滤波器与所述第二低通滤波器之间，所述第一低通滤波器及所述第二低通滤波器均为N阶切比雪夫低通滤波器，N为整数，所述连接单元包括N组连接模块，每组连接模块包括4个耦合模块，每个耦合模块包括耦合电阻以及与所述耦合电阻并联的补偿电容。

第一低通滤波器、第二低通滤波器、连接单元共同完成对输入信号的滤波。耦合电阻的取值几K到几十K都可以，补偿电容几十到上百f F，耦合电阻太大，耦合电容太小了就没法实现。工艺上实现不了。耦合电阻的值在电路设计时取值比较灵活，可以根据耦合电阻需要的范围去调整低通滤波器中其它电阻电容的值。

根据本发明优选的，设定第i组连接模块中4个耦合模块A1、A2、A3、A4与第一低通滤波器的第i阶、第二低通滤波器的第i阶的连接关系如下，i为整数，0＜i≤N：

第二低通滤波器的第i阶的正输出端通过耦合模块A1连接第一低通滤波器的第i阶的负输入端；

第二低通滤波器的第i阶的负输出端通过耦合模块A2连接第一低通滤波器的第i阶的正输入端；

第一低通滤波器的第i阶的正输出端通过耦合模块A3连接第二低通滤波器的第i阶的正输入端；

第一低通滤波器的第i阶的负输出端通过耦合模块A4连接第二低通滤波器的第i阶的负输入端。

上述连接关系目的是实现低通滤波器向复数带通滤波器的转换。

所述第一低通滤波器及所述第二低通滤波器中电阻阵列用于调节所述有源RC复数带通滤波器的增益，所述第一低通滤波器及所述第二低通滤波器中电容阵列用于调节所述有源RC复数带通滤波器的中心频率和带宽。

根据本发明优选的，所述补偿电容的求取过程如下：