[发明专利]一种用于Gm‑C滤波器的高精度频率校准电路

摘要

本发明公开了一种低功耗和高校准精度的Gm‑C滤波器频率校准电路，该频率校准电路包括了时钟产生电路、采样保持电路、主跨导放大器和误差放大器四个模块。主从结构控制校准电路中的主跨导放大器与Gm‑C滤波器中的从跨导放大器相匹配，由相同的偏置电压控制。Gm‑C滤波器的频率特性的误差主要受跨导放大器的跨导值、电容的工艺偏差以及温度等因素的影响，考虑到Gm‑C滤波器的频率特性主要由其时间常数Gm/C决定，通过将跨导放大器的跨导值Gm转化成一个与电容C成精确正比关系的变量，从而消除了电容的工艺偏差对时间常数Gm/C的影响，可以实现很高的校准精度。相比于传统的校准电路，本发明具有结构简单、功耗低和芯片面积小的特点，同时稳定性更高。

主权项

一种用于Gm‑C滤波器的高精度频率校准电路，其特征在于：包括第一至第八开关晶体管(S1～S8)、第一至第四参考电流源(IDC1～IDC4)、第一参考电压源(Vcom1)、第二参考电压源(Vcom2)、第一运算放大器(OTA1)、误差放大器(OTA2)、主跨导放大器(Gm)、第一至第三电容(C1～C3)；第一开关晶体管(S1)的一端接第一参考电流源(IDC1)的负极，第一参考电流源(IDC1)的正极接电源；第一开关晶体管(S1)的另一端接第一运算放大器(OTA1)的同相输入端；第二开关晶体管(S2)的一端接第二参考电流源(IDC2)的正极，第二参考电流源(IDC2)的负极接地；第二开关晶体管(S2)的另一端接第一运算放大器(OTA1)的反相输入端；第三开关晶体管(S3)的一端接第一运算放大器(OTA1)的同相输入端，另一端接第一参考电压源(Vcom1)的正极，第一参考电压源(Vcom1)的负极接地；第四开关晶体管(S4)的一端接第一运算放大器(OTA1)的反相输入端，另一端接第一参考电压源(Vcom1)的正极；第一电容(C1)的正极板接第一运算放大器(OTA1)的同相输入端，第一电容(C1)的负极板接第一运算放大器(OTA1)的反相输出端；第二电容(C2)的正极板接第一运算放大器(OTA1)的反相输入端，第二电容(C2)的负极板接第一运算放大器(OTA1)的同相输出端；第五开关晶体管(S5)的一端接第一运算放大器(OTA1)的反相输出端，另一端接第二参考电压源(Vcom2)的正极，第二参考电压源(Vcom2)的负极接地；第六开关晶体管(S6)的一端接第一运算放大器(OTA1)的同相输出端，另一端接第二参考电压源(Vcom2)的正极；第七开关晶体管(S7)的一端接第一运算放大器(OTA1)的反相输出端，另一端接第三电容(C3)的正极板；第八开关晶体管(S8)的一端接第一运算放大器(OTA1)的同相输出端，另一端接第三电容(C3)的负极板；主跨导放大器(Gm)的同相输入端接第三电容(C3)的正极板，反相输入端接第三电容(C3)的负极板；主跨导放大器(Gm)的反相输出端接第三参考电流源(IDC3)的负极，第三参考电流源(IDC3)的正极接电源，主跨导放大器(Gm)的同相输出端接第四参考电流源(IDC4)的正极，第四参考电流源(IDC4)的负极接地；误差放大器(OTA2)的同相输入端接主跨导放大器(Gm)的同相输出端，误差放大器(OTA2)的反相输入端接主跨导放大器(Gm)的反相输出端；误差放大器(OTA2)的输出端产生跨导放大器的控制电压，连接主跨导放大器(Gm)的电压控制端口和外部Gm‑C滤波器中从跨导放大器的电压控制端口。