[发明专利]压控滤波电路，信号处理集成电路器件及信号读取设备

说明书

本发明涉及诸如有源滤波电路等压控滤波器并特别涉及有效地用于使用差分放大器互导的有源滤波电路的技术。而且，本发明还涉及用于处理由记录介质(或磁盘)读出的记录信号的信号处理过程的半导体集成电路器件，例如还涉及有效用于使用上述半导体集成电路的诸如硬盘驱动器(或硬盘存储器)的盘读取系统中的技术。

盘读取系统，诸如硬盘驱动器(以下也称作硬盘存储驱动器或HDD)，软盘驱动器(以下也称为FDD)，CDROM(高密度盘只读存储器)驱动器以及MO(磁—光)盘驱动器等用作诸如小型工作站和个人计算机数据处理器的外部存储装置。硬盘驱动器或软盘驱动器使用磁盘(或磁记录介质)用作信息记录介质。CDROM驱动器使用光盘，在这种盘上信息以光学方法存储。

在硬盘驱动器或软盘驱动器中，数据通过磁头写到由主轴马达驱动的磁盘的磁道上或通过该磁头从磁道上读出。通过磁头从磁盘上读出的记录信号提供给包含在外部存储装置中的用于信号处理的半导体集成电路以便去除例如不希望有的信号成份和噪声成份。这种去除的目标在于其频率超过在用于读通道的半导体集成电路中所提供的低通滤波器截止频率的那些不希望有的信号成分和噪声成份。

为了适合数据处理器不断增长的处理速度以及应用软件不断增长的程度，人们正不断努力增加硬盘驱动器，软盘驱动器，CDROM驱动器和MO驱动器的盘的数据记录密度(或表面记录密度)和数据传输速率。

有关增加记录密度的技术，已经知道有多区域记录方法。在多区域记录中，使得记录在外周边磁道上的信号的频率相对高于记录在内周边磁道上的信号频率，保持磁盘的旋转速度(或角速度)不变。这就增加了外周磁道上的记录密度，从而增加了整个磁盘的记录密度。其结果是在多区域记录中，记录密度在整个磁盘的所有磁道上是均匀的。

于是，在读取由多区域记录所记录在磁盘上的数据时，上述用于信号处理的半导体集成电路器件就要处理其频率由低到高变化的读信号。此即在该半导集成电路器件中所设置的低通滤波器的截止频率就要根据从磁盘读取信号的频率而进行可变地控制。换言之，从磁盘内周边的磁道读取信号时，要使得低通滤波器的截止频率相对的低，而当从外周边磁道读取信号时，就要使得截止频率相对地高。

对于上述信号处理半导体集成电路器件中所设置的低通滤波器，可使用应用差动放大器互导gm的有源滤波电路(或压控滤波器)。例如，这样的有源滤波电路在“Introduction to Analog IC Funcotion-al Circuit Design，”CQ Publishing Company，P.151.中有说明。该有源滤波电路包括：一个可变电导电路，该电路具有一对输入晶体管，其基极供以输入电压信号，每一发射极装有恒流源；该对晶体管共用的负载装置通过单向器件接到它们的集电极；一对差动晶体管，其基极分别供以该输入晶体管对集电极的输出；接在该对差动晶体管共同发射极的可变电流源；以及分别接到该差动晶体管对的集电极的电流源负载，使得该可变电流源的电流值的一半流过每一负载；上述的可变电导电路是与电容器结合的。在这样构造成的有源滤波电路中，由一对差动晶体管，电流源负载和可变电流源构成的差动放大品的互导gm如所希望的那样可通过改变流经该差动晶体管对的电流值而被改变。于是通过应用上述有源滤波器所构成的低通滤波器能够获得所希望的截止频率。

然而，已经发现应用这种有源滤波器作为用于处理其频率在大范围内变化的信号的信号处理半导体集成电路，并且改变流经该低通滤波器中的差动放大器的电流值以便使得该差动放大器的互导发生变化而显著改变该低通滤波器的截止频率将增加该信号处理半导体集成电路的电流消耗，特别是该低通滤波器的功率消耗。即，由该有源滤波器所构成的低通滤波器的截止频率(fc)是正比于连接到输入晶体管对的恒流源的值(I0)与可变电流源的值(I1)的比值I1/I0的。

于是，例如当截止频率(fc)从3MHz变到27MHz时，可变电流源(I1)在27MHz时的值为3MHz时的电流值的9倍之大。

结果，由以上信号处理半导体集成电路所形成的半导体芯片(或半导体基片)不能够以低成本的树脂封装；而是这种芯片必须以昂贵的陶瓷来封装，从而使得这处信号处理半导体集成电路变得昂贵。