[发明专利]一种不定频采样低通滤波器

说明书

本发明公开了一种不定频采样低通滤波器，涉及滤波器领域，所述不定频采样低通滤波器，包括：开关电容采样滤波电路和不定频信号产生电路；不定频信号产生电路的输出端与开关电容采样滤波电路连接；不定频信号产生电路用于为开关电容采样滤波电路提供不定频控制时钟信号。本发明能在减小电容面积、节约芯片成本的同时，避免产生失调电压。

技术领域

本发明涉及滤波器领域，特别是涉及一种不定频采样低通滤波器。

背景技术

普通RC滤波器如图1所示，普通RC滤波器由电阻电容组成，其截止频率f_3db由电阻R和电容C的乘积的倒数决定，为了实现极低的截止频率，需要一个较大的RC常数。在半导体芯片中，电容的密度一般较低，为了实现一个较大的电容值，需要占据很大的芯片面积，增大芯片成本。另一方面，虽然电阻密度较高，也不能一味增大电阻值，因为过大的电阻，会增大对电路中泄露电流的敏感度，增大滤波器的电压误差。

为了解决上述问题，提供了一种开关电容采样滤波器，如图2所示，在普通RC滤波器前增加一个采样开关CLK，其开关频率为Fsw，占空比为D，该开关电容采样滤波器，利用采样保持原理，在一个周期中，仅使用一小部分时间对输入信号进行采样，其他时间保持电容上电荷不变。假设采样时间占空比为1/10，则可以实现10倍的电容倍增效果，可以极大的减小电容面积，节约芯片成本。但是，目前开关电容采样滤波器通常采用固定频率的时钟采样，当采样时钟频率与输入信号频率相关时，比如对于正弦输入，如果输入信号是采样时钟的整数倍时，将会引入采样误差，从而产生失调电压。例如，如图3所示，VSIN是输入正弦信号，VSAMPLE是1/10占空比采样信号，V_RC是VSIN经过理想RCfilter后的输出信号，V_DUTY_RC是VSIN经过小占空比采样输出的信号，输入正弦信号频率为采样频率的2倍。由图3可以看到，由于VSIN是采样频率的2倍，所以每次采样点均在输入信号的相同位置处，导致小占空比采样输出的信号相比于理想RC滤波器的输出有固定的失调电压，这个失调电压的大小与输入信号的幅值以及输入信号与采样信号的相位差有关。由图3可以看到，失调电压为68mV。

发明内容

基于此，本发明实施例提供一种不定频采样低通滤波器，在减小电容面积、节约芯片成本的同时，避免产生失调电压。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种不定频采样低通滤波器，包括：开关电容采样滤波电路和不定频信号产生电路；

所述不定频信号产生电路的输出端与所述开关电容采样滤波电路连接；所述不定频信号产生电路用于为所述开关电容采样滤波电路提供不定频控制时钟信号。

可选的，所述不定频信号产生电路包括依次连接的多路复用器、第一反相器和第二反相器；

所述多路复用器的输入端连接多路时钟信号，多路所述时钟信号为处于同一个周期且信号之间具有相位差的定频信号；所述多路复用器的控制端用于输入具有随机性的控制信号，以对多路所述时钟信号进行随机选择；所述第一反相器的输出端和所述第二反相器的输出端均与所述开关电容采样滤波电路连接；所述第一反相器的输出端用于输出第一不定频控制时钟信号，所述第二反相器的输出端用于输出第二不定频控制时钟信号。

可选的，所述不定频采样低通滤波器，还包括：伪随机序列产生器；

所述伪随机序列产生器的输入端与所述第一反相器的输出端连接；所述伪随机序列产生器的输出端与所述多路复用器的控制端连接；所述伪随机序列产生器用于为所述多路复用器提供具有随机性的控制信号。

可选的，所述多路复用器包括四个输入端口；一个所述输入端口连接一路时钟信号；四路时钟信号为处于同一个周期且相位差为的定频信号，其中，T表示周期。

可选的，所述伪随机序列产生器包括异或门以及依次连接的第一寄存器、第二寄存器、第三寄存器、第四寄存器、第五寄存器和第六寄存器；