[发明专利]带有温度补偿品质因数的集成谐振电路

说明书

本发明一般来说涉及滤波器，特别是带有温度补偿品质因数的滤波器。

频率选择元件，如滤波器，传递某些特定频率的信号而衰减其它频率的信号。许多滤波器结构需要使用一些谐振电路，这些电路包括在一个集成电路上相互并联或串联的按旋回方式排列的跨导放大器、电阻和电容。谐振频率ω₀由等式ω₀＝g/C来定义，其中g为放大器的跨导，C为电路的电容量。通过控制放大器跨导值对节点电容量的比率，可以使这些电路的中心频率对温度保持恒定。大多数形式的集成电容器具有低温度系数，这样，问题就只是如何保持恒定的跨导了。对于一个典型的跨导放大器来说，可以通过使放大器的偏置电流与温度成线性关系来保持恒定的跨导。

谐振电路的品质因数（Q）是指在电路中所储存的能量与该电路中所消耗的能量之比，并且，如果使谐振频率保持恒定，Q就决定滤波器的带宽。在一个并联谐振电路中，Q由等式Q＝gR所定义，在一个串联谐振电路中，Q则由等式Q＝1/gR所定义，其中R指电路中的电阻值。如果使放大器的跨导保持恒定，就可通过使电阻值对温度保持恒定来控制Q。然而，具有合理大小的典型集成电路电阻具有比较大的温度系数。在一些已知的滤波器中，通过使用其偏置电流做得与温度成线性关系的跨导放大器来使这些电阻基本恒定。尽管这些滤波器使Q对温度保持恒定，但是它们需要更多的泄漏电流和额外的元件。使用这种类型的滤波器可能会产生问题，例如，是否要考虑电池寿命或是否在元件之间非常需要间隙。

根据本发明的一个方面，一个具有一个输入节点和一个输出节点的电子电路包括连接在输入节点和输出节点之间的第一和第二跨导放大器。第一跨导放大器包括一个与输入节点连接的第一正输入、一个与接地电压连接的第一负输入，和一个与输出节点连接的一个第一输出。第二跨导放大器包括一个与接地电压连接的第二正输入、一个与输出节点连接的第二负输入、和一个与输入节点连接的第二输出。该电子元件还包括连接在输入节点和接地电压之间的一个并联电容和连接在输入节点和接地电压之间用于提供电阻值的一个并联电阻。一个串联电容与输出节点连接，并且为了提供电阻值，在串联电容器的第二引线端与接地电压之间连接一个串联电阻。

图1为一个典型的选择呼叫接收器的方框图。

图2为根据本发明的一个实施例的图1的滤波器的原理图。

参照图1，用于接收信号的一个电子装置，如一个选择呼叫接收器10，包括用于接收经调制的射频信号（RF）的一个天线11，该信号由接收器电路12变换到中频（IF）。由一个滤波器13对经调制的IF信号进行滤波，以除去不需要的频率，然后由解调器14对这个信号进行解调。解调之后，一个与解调器14连接的微处理器15以本领域的一般技术人员所熟知的方式对数据进行处理。微处理器15将包含在经解调的信号中的一个地址与包含在存储器16中的预定地址进行比较，当基本类似时，用报警机构17来向用户发出已收到一个信号的警报。如果经解调的信号包含可选择的信息数据，可选择输出装置18就会自动地或在用控制器19手动选择时提供该信息。

参照图2，滤波器13包括按旋回排列的跨导放大器23和24，它们连接在输入节点21和输出节点22之间。跨导放大器23、24中的第一个有一个正输入30与输入节点21连接，还有一个负输入35与接地电压连接。第一跨导放大器23的输出40与输出节点22连接。跨导放大器23、24中的第二个也有一个正输入45与接地电压连接，以及一个负输入50与输出节点22连接。此外，第二跨导放大器24的输出55与输入节点21连接。在输入节点21与接地电压之间连接一个并联电容25，而在输入节点21与接地电压之间连接一个并联电阻26。在输出节点22连接一个串联电容27，在串联电容27和接地电压之间连接一个串联电阻28。滤波器13是一个并联谐振电路与一个串联谐振电路的组合，它以特定的频率ω₀进行谐振。

在本发明的一个实施例中，并联电容25的电容量与串联电容27的电容量基本一样，跨导放大器23和24的跨导基本一样。本实施例所述的电路的谐振频率ω₀＝g/C决定的，其中g是指放大器23和24的跨导，C是指电容器25和27的电容量。滤波器13的品质因数（Q）由等式Q= (gR₁)/(g²R₁R₂) 给出，其中R₁是指并联电阻26的电阻值，R₂是指串联电阻28的电阻值。如该等式所示，Q与并联电阻26成正比，与串联电阻28成反比。如果电阻26和28为典型的集成电路电阻，即电阻26和28有较大的温度系数，这相应于并联谐振电路的Q的较大的正温度系数和串联谐振电路的Q的较大的负温度系数。如果电阻26和28有基本上相同的温度系数，例如，它们是用同样的材料制成的，那么在电路元件选择满足等式g²R₁R₂＝1时，Q就会相对于温度保持恒定。在本例中，由于并联电阻26引起的Q的正变化会基本上被由于串联电阻28引起的Q的负变化所抵消，并且尽管温度变化，滤波器的带宽仍会保持恒定。因为根据本发明的滤波器仅多用一个电阻，最大限度地减小了对空间和成本的要求。