[发明专利]基于源极跟随器的Sallen-Key架构

说明书

本公开涉及基于源极跟随器的Sallen‑Key架构。公开用于改进基于源极跟随器的Sallen‑Key架构的系统和方法。特别地，当在基带信号或射频路径中使用时，用于避免与基于源极跟随器的Sallen‑Key双二阶滤波器相关联的非理想性的系统和方法。本文公开的系统和方法提供可以在电路的减小的区域中实现的功率有效的、成本有效的解决方案。

技术领域

本发明涉及电路架构领域，尤其涉及Sallen-Key架构。

背景技术

Sallen–Key架构也称为电压控制的电压源(VCVS)架构。它是电路设计中使用最广泛的滤波器拓扑之一。Sallen-Key架构是一种滤波器架构，旨在提供通带内的平坦增益响应。基于源极跟随器的Sallen-Key滤波器广泛用于基带架构和射频(RF)架构。一个典型的例子是在发射基带路径中使用双二阶基于源极跟随器的Sallen-Key滤波器，以抑制DAC(数模转换)图像。与基于运算放大器的缓冲器相比，基于源极跟随器的Sallen-Key架构可提供更低的失真、更宽的带宽和更低的功耗。

源极跟随器，也称为公共漏极放大器，是一种用于电路设计的电路配置，用于提供电压缓冲器或变换阻抗。通常，源极跟随器电路可提供高输入阻抗，低输出阻抗和电压缓冲器。Sallen-Key架构是二阶有源滤波器，其外部滤波器特性包括有限的输入阻抗和较小的输出阻抗。Sallen-Key滤波器可以设计为低通、带通或高通滤波器。通过级联两个或更多Sallen-Key电路可以实现更高的滤波器阶数。

发明内容

公开用于改进基于源极跟随器的Sallen-Key架构的系统和方法。特别地，当在基带信号或射频路径中使用时，用于避免与基于源极跟随器的Sallen-Key双二阶滤波器相关联的非理想性的系统和方法。本文公开的系统和方法提供可以在电路的减小的区域中实现的功率有效的、成本有效的解决方案。

根据一个方面，一种用于提供平坦的通带增益响应的电压控制的基于电压源的滤波器包括：电压源，被配置为提供输入电压；串联连接的第一电阻器和第二电阻器，其中所述第一电阻器连接到所述电压源和所述第二电阻器的第一侧；增益级，连接到所述第二电阻器的第二侧，并且被配置为提供输出电压的输出。增益级被配置为将增益引入反馈路径电压，并且所述增益增加反馈路径的反馈。

根据一些实施方式，所述增益级包括晶体管。在一些例子中，晶体管是p-沟道金属氧化物半导体晶体管。在一些实施方式中，增益级还包括第二晶体管。在一些例子中，第二晶体管是p-沟道金属氧化物半导体晶体管。在其他例子中，第二晶体管是n-沟道金属氧化物半导体晶体管。根据一些实施方式，电压控制的基于电压源的滤波器还包括连接到晶体管漏极的第三电阻器。在其他实施方式中，电压控制的基于电压源的滤波器还包括连接到晶体管漏极的第三电阻器。

根据一些实施方式，电压控制的基于电压源的滤波器还包括配置为缓冲所述反馈路径电压的缓冲器。在各种例子中，所述缓冲器是源极跟随器和晶体管之一。在一些例子中，缓冲器是PMOS晶体管和NMOS晶体管之一。在各种例子中，缓冲器是放大器。在一些例子中，缓冲器是单位增益放大器和运算放大器之一。根据一些实施方式，所述增益级充当所述反馈路径中的缓冲器。

根据一些实施方式，电压控制的基于电压源的滤波器还包括连接到所述增益级的输入的第一电容器和在所述增益级的输出之后的第二电容器。在各种实施方式中，所述第一电容器具有第一电容并且所述第二电容器具有第二电容，以及所述第一电容与所述第二电容之比约为1或小于1。根据一些实施方式，第一电容器和第二电阻器包括一阶滤波器，并且一阶滤波器的输出被输入到增益级。

根据一些实施方式，所述输出是来自所述增益级的输入的输出线，其中所述输出线提供输出电压。

根据各种实施方式，增益级的增益约为1.5或小于1.5。根据各种例子，电压控制的基于电压源的滤波器的增益约为1或小于1。