-c濾波器的頻率自調諧方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于濾波器技術領域，具體設及一種濾波器截止頻率自校正的方法，該方 法可W用在基于跨導電容（Gm-C)的Biquad雙二次結構的濾波器中。
【背景技術】
[0002] 模擬濾波器是通信巧片的模擬基帶處理部分很重要的一個模塊，可W實現接收機 對帶外干擾的抑制。而濾波器的截止頻率對工藝角極為敏感，會有高達30%左右的偏差，嚴 重降低了整個通信系統的比特誤碼率。因此頻率調諧是濾波器的不可缺少的一部分。
【發明內容】
[000引本發明的目的在于提供一種通用性強、功耗小的Gm-C濾波器的頻率自調諧方法。
[0004] 本發明實現的頻率自調諧方法可W提供獨立的控制單元，為多個濾波器復用。首 先濾波器工作在off-line模式，此時直接將調諧所需的信號注入至濾波器電路中；然后， 濾波器電路進入自調諧過程；當自調諧過程完成后將電容陣列的控制字鎖存，濾波器就可 進入工作模式。可見，根據此方法，可將調諧電路做成一個獨立模塊，在對多個雙二次結構 級聯的高階濾波器進行頻率校正時，可實現模塊的復用。同時此方法可實現大的調諧范圍。
[0005] 圖1為濾波器的一個雙二次（biquad)模塊，圖中Vlout+和Vlout-為低通輸出端 的正負極，Vbout+和Vbout-為帶通輸出端的正負極。設運算跨導放大器0TA1，0TA2, 0TA3 和0TA4的跨導分別為g?i，g?2，和品4，則低通傳遞函數為：
【主權項】
1. 一種頻率自調諧方法，其特征在于：利用一個鎖幅環路，實施對存在于不同時刻的 兩個模擬電平的比較，根據兩個模擬電平的大小關系判斷頻率的偏移方向，并相應增加或 減小負載電容的一個比特電容值；再進行下一次比較，不斷循環，使得這兩個模擬電平逐漸 接近，最后達到幅值相等以完成調諧。
2. 根據權利要求1所述的頻率自調諧方法，其特征在于：在Biquad結構的跨導-電容 濾波器電路中，同時存在低通輸出端和帶通輸出端；低通的截止頻率等于帶通的中心頻率； 對于帶通濾波器而言，在中心頻率的前后附近取兩個頻率點H和f2，fl〈f2,這兩個頻點的 增益相同；通過輸入到濾波器的兩個頻率分別為n和f2且幅值相等的測試信號，檢測并比 較帶通輸出端的信號幅值大小，從而判斷中心頻率的偏移方向，并以此控制負載電容值的 改變，這樣就同時實現帶通中心頻率和低通截止頻率的自調諧。
3. 根據權利要求2所述的頻率自調諧方法，其特征在于：將頻率分別為H和f2且幅 值相等的兩個測試信號各自通過一個開關連接到濾波器的輸入端：設n頻率信號連接開 關SI，f2頻率信號連接開關S2,在任意時刻只有一個開關導通； 將濾波器的帶通輸出端連接到ro電路中，得到輸出信號的幅值電平；用復位信號 Reset使數字電路為初始狀態A0,此時開關Sl閉合，S2斷開；ro輸出端得到頻率為fl的信 號的幅值電平Vfl，將該電平輸入到比較器中，與此時的參考電平Vref作比較： 當VfDVref，則比較器輸出高電平，該高電平信號使得計數器輸出碼字Q[n:0]增加， 輸出碼字連接到DAC使得參考電平Vref增加并不斷接近Vf 1 ;當達到最終狀態時，輸出碼 字Q[n:0]在相鄰的兩組碼字間切換，此時認為計數器達到穩定；當VfKVref時，計數器碼 字先減小然后達到穩定；計數器的輸出碼字同時連接到數字邏輯電路中，數字電路判斷計 數器達到穩定后，使計數器輸出保持穩定，數字電路進入中間狀態Al ; 此時開關Sl斷開，S2閉合，濾波器輸入頻率為f2的信號；將濾波器的輸出端的信號幅 值Vf2與此時的Vref電平作比較： 若Vf2>Vref，則比較器輸出高電平，使數字電路進入結果執行狀態A2,并使數字電 路的輸出b[n:0]增加一個比特，同時使開關Sl閉合，開關S2斷開，計數器開始計數；若 Vf2〈Vref，使數字電路進入結果執行狀態A3,并使數字電路的輸出b [n: 0]減小一個比特， 同時使開關Sl閉合，開關S2斷開，計數器開始計數； 在結果執行狀態A2或A3完成b[n:0]增加或減小一個比特的操作后，立即進入初始狀 態AO，完成一個循環過程。
【專利摘要】本發明屬于集成電路設計范疇，具體為一種Biquad雙二次結構濾波器截止頻率自調諧方法。在Biquad結構的跨導-電容濾波器電路中同時存在低通輸出端和帶通輸出端；對于帶通濾波器而言，在中心頻率的前后附近取兩個頻率點f1和f2，f1<f2，本發明通過輸入到濾波器的兩個頻率f1和f2且幅值相等的測試信號，檢測并比較帶通輸出端的信號幅值大小，從而判斷中心頻率的偏移方向，以此控制負載電容值的改變，這樣即可以同時實現帶通中心頻率和低通截止頻率的自調諧。本發明方法實現的調諧電路模塊不會因被調諧電路設計參數的改變而改變，有很強的通用性。同時基于數字控制字調諧可實現電路模塊的復用和節省功耗。
【IPC分類】H03H17-02
【公開號】CN104811160
【申請號】CN201510101015
【發明人】李巍, 梅昊宇
【申請人】復旦大學
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年3月6日