[发明专利]用于采样数据滤波器的隔直流装置和技术

说明书

本发明总体上涉及集成采样数据滤波器以及具体的采样数据滤波器中使用的集成电路的隔直流。

采样数据积分器的一个例子是开关电容积分器。如图1所示的无损耗开关电容积分器在集成电路(IC)设计中得到广泛应用，使用开关电容克服了其它的电阻和电容组合产生的加工容许偏差。运行时，通过以时间常数近似为 τ = C 2 f clock · C 1 ]]>的用于开关电容积分器100的交替充电通路，对电容C1以周期速率f_clock充电。

由于时间常数是电容比的函数，所有加工偏差消掉了。开关电容积分器100的附加输入可用，耦合附加电容实现，比如节点102处的电容C3。电容C3的值被选择为与电容C1的值等效，并且被以相同的周期速率f_clock，维持相同的时间常数开闭。在多路输入端，V_in1,,V_in2之间产生了一个求和点。

开关电容积分器常用于积分式梯形滤波器设计，图2显示了一个简易的集成采样数据梯形滤波器200的框图，其中每一块表示一个用k_i表示它的单位增益频率的开关电容积分器，滤波器200代表了一个普通的开关电容低通滤波器，滤波器200可在多种应用中使用，比如无线电接收机中噪音和声频的信号处理。

图3显示了一个两极点开关电容低通滤波器的典型的仿真的频率响应曲线300。频率响应曲线300以频率用赫兹(Hz)沿横轴与增益用分贝(dB)沿纵轴的形式显示，具有一个转折频率f_d302。

无线电设备的各个级(stage)会产生直流偏置，并且许多无线电电路，比如静噪和音频电路，会由于这些偏置的存在造成性能下降。梯形滤波器耦合于其间的两级，其中一级产生带直流偏置的交流信号而同时另一级对这偏置敏感的情况并非不常见。在滤波器200前后，在梯形滤波器200的输入处引起的任何直流偏置V_in，将在输出的V_out中再现。过去，这些直流偏置通过使用在滤波器200的前面或后面位于芯片外部的分立电容隔离掉。当无线电电路的不同级位于分离的诸集成电路(IC)时这样做是适当的，当这些电路存在于片上(on-chip)时，这就是一个问题，因为这些需要实现一个低转折频率的太大的隔直电容或难以集成。

由于发展方向趋于增加集成度，在片外(off-chip)耦合外部元件的能力产生了许多设计问题。空间和尺寸约束被限定，并且每个管脚引出线增加集成电路的成本。因此需要一个用于集成采样数据滤波器的片上隔直流电路。

图1是一个现有技术的开关电容积分器；

图2是一个现有技术的采样数据梯形滤波器；

图3是一个两极点开关电容梯形滤波器的典型频率响应曲线；

图4根据本发明的一个带有隔直流的集成采样数据滤波器；

图5是根据本发明的两极点集成开关电容梯形滤波器的频率响应直线；

图6是使用本发明滤波器的无线电接收机框图。

参考图4，其中显示了根据本发明的一个提供了片上隔直流的采样数据滤波器400的框图。滤波器400由多个采样数据积分器402,404,406,408,410构成，配置为一个梯形结构并提供了有转折频率f_d的低通传输功能。多个采样数据积分器402,404,406,408,410最好由开关电容积分器构成，但其它的采样数据积分器，例如开关电流积分器也可使用。但在本发明的最佳实施例中，用开关电容积分器的形式讨论。