[发明专利]十四阶开关电容带通滤波器

说明书

本发明公开了一种十四阶开关电容带通滤波器，所述滤波器包括八阶切比雪夫高通开关电容滤波器、六阶椭圆低通开关电容滤波器、开关电容采样保持电路，所述八阶切比雪夫高通开关电容滤波器的输入端连接差分输入信号Vin+、Vin‑，八阶切比雪夫高通开关电容滤波器的输出端连接第一开关电容采样保持电路的输入端，第一开关电容采样保持电路的输出端连接六阶椭圆低通开关电容滤波器的输入端，六阶椭圆低通开关电容滤波器的输出端连接第二开关电容采样保持电路的输入端，第二开关电容采样保持电路的输出端作为最终输出，实现带通滤波器功能。本发明实现了可调谐、低通带纹波、高过渡带衰减的高精度带通滤波器。

技术领域

本发明涉及一种开关电容滤波器，尤其涉及一种可调谐、低通带纹波、高过渡带衰减的开关电容带通滤波器电路，适用于需要高精度滤波的信号处理领域。

背景技术

在信号处理过程中，滤波是重要的任务之一。滤波器是一种对输入电学信号进行按频率加权传输的电子网络系统。经典的连续时间有源滤波器，可分为有源RC滤波器和有源OTA-C滤波器，他们的特点是精度低、非线性畸变大且需要调谐电路，高频下信号噪声畸变比(SNDR)小，但幸运的是许多高速应用对SNDR要求不高。另外，随着集成电路规模的不断扩大，由电阻电容构成的有源、无源滤波器都很难实现大规模集成，并且受到温度变化和工艺带来的元件不匹配的影响，电阻电容的值会产生较大误差，这就限制了这类滤波器的精度。

为了实现高质量的有源滤波器，人们开始将目光转向开关电容滤波器。它最大的优点是电路参数都是由时钟频率和电容的比值决定的，通过适当的版图设计可以实现高精度的电容比值，同时也可以消除温度变化带来的影响，这样可以大大提高滤波器的精度。同时，也可以使用小电容来实现电容比值，有利于大规模集成。和连续时间滤波器相比，开关电容滤波器不需要调谐系统，允许更大的输入信号摆幅，同时功耗更低，这些优点都促进了开关电容滤波器的发展。尤其是随着近些年的技术发展，高阶的开关电容滤波器的优秀表现使得它的应用和需求更加的强烈。

发明内容

为了解决普通滤波器精度低、难以实现高阶级联的问题，本发明提供了一种十四阶开关电容带通滤波器。整体电路通过八阶切比雪夫高通滤波器和六阶椭圆低通滤波器的级联实现了十四阶带通滤波器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种十四阶开关电容带通滤波器，包括八阶切比雪夫高通开关电容滤波器、六阶椭圆低通开关电容滤波器、开关电容采样保持电路，其中：

所述八阶切比雪夫高通开关电容滤波器由四个二阶双四结构的高Q值开关电容电路级联组成；

所述六阶椭圆低通开关电容滤波器由三个二阶双四结构的低Q值开关电容电路的级联组成；

所述开关电容采样保持电路包括第一开关电容采样保持电路和第二开关电容采样保持电路；

所述八阶切比雪夫高通开关电容滤波器的输入端连接差分输入信号Vin+、Vin-，八阶切比雪夫高通开关电容滤波器的输出端连接第一开关电容采样保持电路的输入端，第一开关电容采样保持电路的输出端连接六阶椭圆低通开关电容滤波器的输入端，六阶椭圆低通开关电容滤波器的输出端连接第二开关电容采样保持电路的输入端，第二开关电容采样保持电路的输出端作为最终输出，实现带通滤波器功能。

相比于现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明通过使用二阶双四结构开关电容电路的级联来实现高阶开关电容滤波器，设计简单，易于实现。

2、本发明十四阶开关电容带通滤波器的系数是由电容比值和时钟频率共同决定的，相比于有源RC滤波器，具有更高的精度，更节省芯片面积，同时易于实现频率可调谐。

3、本发明实现了可调谐、低通带纹波、高过渡带衰减的高精度带通滤波器。