[发明专利]低通滤波电路及方法

说明书

本发明提供一种低通滤波电路及方法，包括：对低通滤波电路的输出信号进行采样的第一开关；第一输入端连接第一开关输出的上次滤波输出值、第二输入端接收当前采样值，对两者进行加法运算的加法器；对加法器的输出信号进行采样的第二开关；用于采样保持的第一电容及的第二电容；其中，所述第一开关与所述第二开关的控制信号极性相反。将上次滤波输出值反馈至所述加法器的第一输入端，将当前采样值输入所述加法器的第二输入端，通过所述加法器进行加法运算后输出当前滤波输出值。本发明无需外部电容、数字电路、单片机即可实现低频滤波功能，便于集成，成本低。

技术领域

本发明涉及集成电路设计领域，特别是涉及一种低通滤波电路及方法。

背景技术

低通滤波(Low-pass filter)是一种过滤方式，容许低于截止频率的信号通过，但高于截止频率的信号则被阻隔、减弱。如图1所示，通常低通滤波器可以采用简单的RC电路1来实现，包括电阻R及电容C，电阻的一端作为低通滤波器的输入端Vin、另一端作为低通滤波器的输出端Vout，电容C的一端连接低通滤波器的输出端Vout、另一端接地。在需要滤波的频率比较低时，通常需要大容量的电容C，而在做芯片集成的方案中，这种大容量的电容C是无法集成到芯片中的，需要外置，这就无形中增加了芯片的管脚和生产成本。

为了解决大电容的问题，可通过数字电路或单片机的数字算法来实现无电容的低通滤波。如图2所示为一阶低通数字滤波的方案，其中，α为滤波系数，X(n)为本次采样值，Y(n-1)为上次滤波输出值，Y(n)为本次滤波输出值；本次采样值X(n)乘以滤波系数α后的值与上次滤波输出值Y(n-1)乘以(1-α)后的值相加，以得到本次滤波输出值Y(n)，即满足下式：Y(n)＝αX(n)+(1-α)Y(n-1)。一阶低通滤波法采用本次采样值与上次滤波输出值进行加权，得到有效滤波值，使得输出对输入有反馈作用。滤波器截止频率为其中，t为采样间隔时间。但是，数字电路或单片机方式实现的低频滤波器成本比较高，无法在通常的模拟电路工艺中使用。

因此，在滤波器中如何避免使用大电容、降低成本、适用于模拟电路工艺，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低通滤波电路及方法，用于解决现有技术中大电容无法集成、数字电路或单片机方式实现的低频滤波器成本高，不适于模拟电路等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种低通滤波电路，所述低通滤波电路至少包括：

加法器、第一开关、第二开关、第一电容及第二电容；

所述第一开关的输入端连接所述低通滤波电路的输出端、所述第一开关的输出端连接所述第一电容的上极板，用于对所述低通滤波电路的输出信号进行采样；所述第一电容的下极板接地；

所述加法器的第一输入端连接所述第一开关输出的上次滤波输出值、第二输入端接收当前采样值，用于对所述上次滤波输出值及所述当前采样值进行加法运算；

所述第二开关的输入端连接所述加法器的输出端、所述第二开关的输出端作为所述低通滤波电路的输出端，用于对所述加法器的输出信号进行采样；

所述第二电容的上极板连接所述第二开关的输出端、下极板接地；

其中，所述第一开关与所述第二开关的控制信号极性相反。

优选地，所述加法器包括第一电阻、第二电阻及第一跟随器；所述第一电阻的一端作为所述加法器的第一输入端、另一端连接所述第一跟随器的输入端，所述第二电阻的一端作为所述加法器的第二输入端、另一端连接所述第一跟随器的输入端，所述第一跟随器的输出端作为所述加法器的输出端。