專利名稱：調(diào)整濾波器的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)整濾波器的裝置與相關(guān)方法，尤指一種用于調(diào)整濾波器的RC時間常數(shù)使其達到一固定值的裝置與相關(guān)方法。
技術(shù)背景隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的功能已經(jīng)整合在同一塊芯片 中。其中由電容與電阻所組成的模擬濾波器電路，更是廣泛的應(yīng)用于電子或 是通信產(chǎn)品的芯片中。在設(shè)計制造濾波器的過程中，由于濾波器的頻率響應(yīng) 正比于電阻值以及電容值，所以需要特別考慮電阻值(R)以及電容值(C)的變 化。而且電阻值以及電容值的RC乘積容易隨著溫度、供應(yīng)電壓以及工藝的影 響而變動。這些因工藝或是運作時而發(fā)生的變化，有時甚至可使得實際的電 阻值與標(biāo)示的電阻值具有±21%的誤差，而實際的電容值與標(biāo)示的電容值具有 ±10%的誤差。換句話說，嚴(yán)重的時候，整個濾波器實際的RC值與設(shè)計所要 的RC值可以具有高達±32%的誤差。因此傳統(tǒng)上在設(shè)計這類的模擬濾波器時， 都會加入一調(diào)整電路，以補償濾波器的RC值因個別模擬元件產(chǎn)生的誤差。目前常用的解決方案是在設(shè)置濾波器的芯片外部設(shè)計一個高準(zhǔn)確度的電 阻與電容以補償前述的RC值的誤差。然而，這樣的設(shè)計與集成電路設(shè)計理念 是背道而馳的。因為集成電路設(shè)計目的是為了將越來越多的功能整合在同一 芯片中，這也是希望減少外部電路的使用面積進而達到降低成本的目的。所 以將用來校正RC值的調(diào)整電路整合在單一芯片中也逐漸成為設(shè)計的發(fā)展趨 勢。傳統(tǒng)校正RC值的方式是參考兩種不受溫度與工藝影響的參數(shù)作為判斷 依據(jù)，這兩種參數(shù)就是帶隙基準(zhǔn)電壓(bandgap voltage)以及標(biāo)準(zhǔn)時鐘頻率(clockfr叫uency)。其中一種校正方式是提供一種主動式電阻來達到調(diào)整RC值的目 的。主動式電阻是由一金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOSFET)形成的等效電 阻，利用改變施加于金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管的偏壓來調(diào)整至所要的電阻 值。更具體來說，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管耦接一反饋電路，反饋電路會 比較標(biāo)準(zhǔn)時鐘頻率與濾波器實際的RC值，并依據(jù)比較的結(jié)果產(chǎn)生一反饋信號 并傳送給金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管。金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管根據(jù)反饋 信號調(diào)整偏壓大小以連續(xù)地改變對應(yīng)的電阻值，直到實際的RC值符合所要的 目標(biāo)值。然而這種調(diào)整方法的過程中必然會產(chǎn)生連續(xù)的反饋信號至金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，也因此會增加濾波器的功率耗損。此外，因為金屬氧化 物半導(dǎo)體場效應(yīng)管的臨界電壓(threshold voltage) —般略低于1V(伏特)，所以 這樣的設(shè)計用在低壓的環(huán)境下(例如1V)，其可變動的補償偏壓范圍可能不足 以滿足主動式濾波器所需要的程度。有鑒于此，有必要再提供一種可調(diào)整濾波器的RC時間常數(shù)值的方法與裝 置以克服上述的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的提供一種調(diào)整濾波器的電容值的方法與裝置，使該濾波器 達到所要的RC時間常數(shù)，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。本發(fā)明的一實施例提供一種調(diào)整一濾波器的裝置，其包含電阻電容組、 電壓產(chǎn)生器、電流復(fù)制單元、比較器、計數(shù)器以及校正控制電路。電阻電容 組包含可變電容、第一電阻以及第二電阻，第一電阻串聯(lián)于第二電阻。電壓 產(chǎn)生器用來產(chǎn)生第一參考電壓予第一電阻，其中第一參考電壓通過第二電阻 轉(zhuǎn)換成第二參考電壓，第二參考電壓正比于第一參考電壓。電流復(fù)制單元用 來依據(jù)一電流復(fù)制比例將第一電流復(fù)制成第二電流，第一電流流經(jīng)第一電阻 以及第二電阻。比較器用來在第二電流對可變電容充電時，比較可變電容的 充電電壓與第二參考電壓。計數(shù)器用來在第二電流對該可變電容的充電時，計算一頻率信號的脈沖次數(shù)直到充電電壓與第二參考電壓的值相等。校正控制電路用來依據(jù)頻率信號的脈沖次數(shù)以及一目標(biāo)值調(diào)整可變電容的電容值， 其中目標(biāo)值對應(yīng)于一預(yù)設(shè)RC時間常數(shù)。本發(fā)明的另一實施例提供一種調(diào)整RC時間常數(shù)的方法，其包含下列步驟提供一目標(biāo)值，目標(biāo)值對應(yīng)一目標(biāo)RC時間常數(shù)；對于第一電阻提供一第 一參考電壓，第一電阻串聯(lián)于一第二電阻；依據(jù)第一電阻與第二電阻的比值產(chǎn)生一第二參考電壓；依據(jù)施加于第一電阻的第一參考電壓復(fù)制一電流；當(dāng) 電流對一可變電容充電時，比較可變電容的充電電壓與第二參考電壓；利用 一計數(shù)器計算一頻率信號的脈沖次數(shù)，直到可變電容的充電電壓等于第二參 考電壓；以及根據(jù)目標(biāo)值以及頻率信號的脈沖次數(shù)，調(diào)整可變電容的電容值 直到符合該目標(biāo)RC時間常數(shù)。本發(fā)明將測量的RC值與目標(biāo)RC時間常數(shù)值做比較，并依據(jù)兩者之間的 差異調(diào)整該可變電容的電容值，使其測量的RC值最終能等于目標(biāo)RC時間 常數(shù)值，提高調(diào)整的效率以及準(zhǔn)確度。


圖1為本發(fā)明的調(diào)整濾波器的裝置的示意圖。 圖2為圖1所示的調(diào)整濾波器的裝置的一實施例的電路圖。 圖3為參考電壓Vref以及位于圖2的節(jié)點106的電壓的時序圖。 圖4為記錄各種不同通信系統(tǒng)需要的系統(tǒng)時鐘信號CLK的頻率FcxK以及 其對應(yīng)的目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET一N的查詢表的示范性示意圖。 圖5為一可變電容的電容值的變動范圍的示意圖。 圖6為本發(fā)明的調(diào)整濾波器的裝置的另一實施例的電路圖。 圖7為本發(fā)明調(diào)整RC時間常數(shù)值的方法流程圖。
具體實施方式
請參閱圖1，圖1為本發(fā)明一實施例的調(diào)整濾波器的裝置20的示意圖，用于調(diào)整RC濾波器電路10。 RC濾波器電路10包含多個電阻及電容，所有 的電阻與電容都制作在同一晶圓(wafer)上，且所有的電容都與裝置20的可變 電容22有關(guān)。 一般來說，如果裝置以及RC濾波器電路被制造在同一集成電 路中，并且如果裝置包含的所有的電容(或電阻)與RC濾波器電路中的電容(或 電阻)都是相同的類型，則裝置的電容(或電阻)值將隨著RC濾波器電路的電容 (或電阻)值變化而變化，所以裝置和RC濾波器電路的RC時間常數(shù)是成正比 的。而同一芯片上的電容幾乎有相同的誤差，因此裝置20可依據(jù)晶圓上的任 一電容以決定每一電容的電容值誤差，并據(jù)以反饋補償晶圓上所有電容的電 容值誤差，最終利用調(diào)整電容值以使得實際RC值達到目標(biāo)RC時間常數(shù)值。 圖2為圖1所示的調(diào)整濾波器的裝置20的一實施例的電路圖。裝置20 包含帶隙基準(zhǔn)電壓(bandgap voltage)產(chǎn)生器30，輸出一穩(wěn)定的帶隙基準(zhǔn)電壓 Vbg，以確保不受供應(yīng)電壓以及操作溫度變化影響其穩(wěn)定性以及一致性的固定 電壓。運算放大器(叩erational amplifier)32的輸入端因虛接地(virtual ground) 效應(yīng)，使得節(jié)點102的電壓值亦等于帶隙基準(zhǔn)電壓Vbg，所以流經(jīng)電阻R的電 流W等于Vbg/R。因為電阻值KxR的電阻與具有電阻值R的電阻串聯(lián)，且有 電流W流過，所以節(jié)點104的電壓Vref等于(K+l)Vbg。此外，通過電流鏡(current mirror)25產(chǎn)生與電流Uf呈比例關(guān)系的電流Ie，使得流經(jīng)可變電容C的電流 Ic=(Vbg/R)x(b/a)，其中參數(shù)a、 b分別表示電流鏡25的金屬氧化物半導(dǎo)體場效 應(yīng)管(MOSFET)25a 、 25b的放大參數(shù)。須特別注意的是，由于電壓 Vref=(K+l)Vbg,與電流W無關(guān)，所以電路設(shè)計人員可適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電阻R的電 阻值的比例參數(shù)K，使得在不影響電壓V^大小條件下，降低或增加流經(jīng)電流Iref的大小。請一并參考圖2以及圖3。圖3為圖2的參考電壓Vref以及可變電容C的 壓降Vc的時序圖。電流Ic對可變電容C充電導(dǎo)致可變電容C的壓降Vc上升， 而比較器(comparator)34比較參考電壓V^與可變電容C的壓降Vc是否相等。 同時，計數(shù)器(coimter)35在可變電容C充電期間T，中處于致能狀態(tài)，并以系統(tǒng)時鐘信號CLK作為基準(zhǔn)開始計算系統(tǒng)時鐘信號CLK出現(xiàn)的脈沖次數(shù)N， 直到比較器34檢測到壓降Vc等于參考電壓信號Vref為止。 一旦壓降Vc等于 參考電壓Vref，則比較器34輸出一停止信號至計數(shù)器35使其停止計數(shù)，計數(shù) 器35將累計的脈沖次數(shù)N輸出至校正控制電路36的輸入端COMP。然后校 正控制電路36會送出一重置信號RESC至一開關(guān)單元38(可由一金屬氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)管實現(xiàn))。開關(guān)單元38在接收到重置信號RESC后打開，以使可 變電容C通過開關(guān)單元38放電。在可變電容C充電期間Tsaw內(nèi)，可變電容C內(nèi)的累積電荷Q可以下列方程式表示Q= Tsawxlc = Tsawx(Vbg/R)x(b/a) = CxVc = Cx(K+l)x Vbg其中C代表可變電容的電容值，所以可變電容C充電期間T，可由下列方程式表示Tsaw=CxRxa/bx(K+l)其中參數(shù)a、 b、 K都是己知。因為系統(tǒng)時鐘信號CLK為一穩(wěn)定可靠的信 號，因此可變電容C充電期間T，可依據(jù)計數(shù)器35所累計的系統(tǒng)時鐘信號 CLK產(chǎn)生的脈沖次數(shù)N來決定。換句話說， 一旦得到計數(shù)器35的輸出 Tsaw/Tdk(其中Tdk表示系統(tǒng)時鐘信號CLK的周期)，也就得到可變電容C充電 期間Tww。所以實際測量的RC值可由Tsaw、 a、 b以及K等參數(shù)決定。當(dāng)接收到計數(shù)器35輸出的系統(tǒng)時鐘信號CLK的脈沖次數(shù)N(也可表示可 變電容C充電期間Tsaw)，校正控制電路36會比較脈沖次數(shù)N與一目標(biāo)脈沖 計數(shù)值TARGET_N的差異。目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET一N用來表示一預(yù)設(shè)RC 時間常數(shù)，且儲存記錄于査詢表42中。圖4為記錄各種不同通信系統(tǒng)需要的系統(tǒng)時鐘信號CLK的頻率Fcuc以及 其對應(yīng)的目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET—N的查詢表的示范性示意圖。如圖4所示， 查詢表42記錄多個系統(tǒng)時鐘信號CLK的時鐘頻率FCLK以及其對應(yīng)的目標(biāo)脈 沖計數(shù)值TARGET_N。查詢表42可依據(jù)模式選擇信號Xtal_Mode挑選出適 當(dāng)?shù)南到y(tǒng)時鐘信號CLK的時鐘頻率Fclk以及對應(yīng)的目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET—N。因為通信系統(tǒng)所需要的調(diào)整頻率Ftuned正比于FCUC/TARGET—N， 所以調(diào)整頻率F^ed可以用如下公式表示畫a 2丌xTARGET—N 因為各個通信系統(tǒng)使用的頻率頻率Fclk皆不相同，所以查詢表42可依據(jù)不同的通信系統(tǒng)需求輸出選定的調(diào)整頻率F^ed查詢所對應(yīng)的時鐘頻率FcLK和目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET一N值。舉例來說，如果檢測到一模式選擇信號 Xtal—Mode,其邏輯值為"0000"，則從查詢表42中挑選系統(tǒng)時鐘信號的頻率 為13 MHz以及對應(yīng)的目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET_N為41 ，并將其傳送給校正 控制電路36。如此一來，校正控制電路36會依據(jù)目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET—N 與測量的脈沖次數(shù)N的差異輸出一調(diào)整碼CSEL來調(diào)整可變電容C的電容值。 再舉一例，假設(shè)系統(tǒng)時鐘信號CLK的周期為50ms，且想要取得的目標(biāo)RC時 間常數(shù)值是1000ms。當(dāng)計數(shù)器35所累計的系統(tǒng)時鐘信號CLK的脈沖次數(shù)N 等于19，這意味著所測量到的實際RC值(也就是電阻R的電阻值與可變電容 C的電容值的乘積)大約為950ms，不符合目標(biāo)RC時間常數(shù)值1000ms。因此 校正控制電路36會依據(jù)兩者之間的差異產(chǎn)生一調(diào)整碼CSEL，使得可變電容 C的電容值會上調(diào)，這樣可以使得RC值接近目標(biāo)RC時間常數(shù)值lOOOms。 上述的步驟會持續(xù)進行，直到調(diào)整之后的脈沖次數(shù)N與目標(biāo)脈沖計數(shù)值 TARGET—N之間的差異可以滿足要求為止。也就是說，通過如上所述的機制， 實際RC值與目標(biāo)RC時間常數(shù)值的誤差就可以輕易且準(zhǔn)確地獲得。最后校正 控制電路36輸出一調(diào)整數(shù)字碼(digital code) TUNE〈4:0并儲存在暫存器40 中。在另一實施例中，計數(shù)器35也可以由其它定時器來替代，用來計時可變 電容C充電期間Tsaw，而查詢表42在此實施例所儲存的就是各個通信系統(tǒng)所 對應(yīng)的目標(biāo)時間，目標(biāo)時間就是表示前述目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET—N。如此 一來，校正控制電路36就可以依據(jù)可變電容C充電期間Tsaw以及目標(biāo)時間的差異調(diào)整可變電容C的電容值，而不再是利用比較脈沖次數(shù)N以及目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET一N的差異來調(diào)整可變電容C的電容值。請參閱圖5，圖5為可變電容C的電容值的變動范圍的示意圖?？勺冸?容C標(biāo)示的電容值為2pF，但是其可以利用5個比特的調(diào)整數(shù)字碼TUNE〈4:0 表示±32%的電容值偏差范圍。也就是說，最小有效比特(Least Significant Bit， LSB)表示40fF (2pfx0.64/2S)的電容值大小。校正控制電路36可為一數(shù)字調(diào)整 器，可以利用數(shù)字調(diào)整的方式改變該可變電容C的電容值，可變電容C的補 償范圍約為±32%電容值誤差。除此之外，為滿足不同系統(tǒng)的需要，可以視設(shè) 計者的需求選用不同補償范圍的可變電容，并不限定使用上述規(guī)格的可變電 容。此外，上述調(diào)整電容值的方式可以采用連續(xù)逼近的方式調(diào)整電容的電容 值，也就是說，如果原本電容值與電阻值的乘積不符合目標(biāo)RC時間常數(shù)值后， 則一次調(diào)整可變電容的一個比特，接下來再次重復(fù)執(zhí)行上述流程。如果調(diào)整 后的電容值與原有電阻值的乘積仍不符合目標(biāo)RC時間常數(shù)值，則再次調(diào)整可 變電容的一個比特，如此不斷逼近，直到調(diào)整后電容值與原有電阻值的乘積 符合目標(biāo)RC時間常數(shù)值為止。請一并參閱圖3以及圖6，圖6為本發(fā)明的另一實施例的調(diào)整濾波器的裝 置60的電路圖。為了簡化說明，在圖6中凡是與圖2所示的元件具有相同編 號的具有相同的功能。不同于圖2，本實施例利用一分壓電路取代帶隙基準(zhǔn)電 壓產(chǎn)生器。運算放大器32的輸入端因虛接地效應(yīng)，使得節(jié)點202的電壓值等 于1/2xVc，所以流經(jīng)電阻R的電流W等于(l/2xVc)/R。因為電阻值KxR電 阻與具有電阻值R的電阻串聯(lián)，且有電流W流過，所以節(jié)點204的電壓V^ 等于(l/2xVc)x(K+l)。此夕卜，通過電流鏡25產(chǎn)生與電流W呈比例關(guān)系的電流 Ic，使得流經(jīng)可變電容C的電流Ic-(b/a)x(l/2xVc)/R，其中參數(shù)a、 b分別表 示電流鏡25的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管(MOSFET)25a、 25b的放大參數(shù)。 須特別注意的是，由于電壓Vref(l/2xVc)x(K+l),與電流W無關(guān)，所以電路 設(shè)計人員可適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電阻R的電阻值的比例參數(shù)K，使得在不影響電壓Vfef大小條件下，降低或增加流經(jīng)電流Uf的大小。請一并參考圖3以及圖6。電流Ic對可變電容C充電導(dǎo)致可變電容C的 壓降Vc上升，而比較器34參考電壓Vre尸(K+l)X(Vc/2)與可變電容C的壓降Vc進行比較。在此同時，計數(shù)器35在周期T，中處于致能狀態(tài)，并以系統(tǒng)時 鐘信號CLK作為基準(zhǔn)開始計算系統(tǒng)時鐘信號CLK出現(xiàn)的脈沖次數(shù)N，直到 比較器34檢測到壓降Vc等于參考電壓Vref為止。 一旦壓降Vc等于參考電壓 V「ef，比較器34則輸出一停止信號至計數(shù)器35使其停止計數(shù)，并將累計的^C 沖次數(shù)N輸出至校正控制電路36的輸入端COMP。而校正控制電路36的輸 入端COMP在收到計數(shù)器35輸出的脈沖次數(shù)N后，會送出一重置信號RESC 至一開關(guān)單元38(可由一金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管實現(xiàn))。開關(guān)單元38在接 收到重置信號RESC時會開啟以形成一放電路徑使可變電容C通過開關(guān)單元 38放電。在可變電容C充電期間T，內(nèi)，可變電容C內(nèi)的累積電荷Q可以下 列方程式表示Q= Tsawxlc = Tsawx(b/a)x(l/2xVc)/R=CxVc = Cx(l/2xVc)x(K+l)。 其中C代表可變電容的電容值，所以可變電容C充電期間T，可由下列 方程式表示Tsaw=CxRx(K+l)xa/b。其中參數(shù)a、 b、 K都是已知。因為系統(tǒng)時鐘信號CLK為一穩(wěn)定可靠的《言 號，因此可變電容C充電期間T，的大小可依據(jù)計數(shù)器35所累計的系統(tǒng)時鐘 信號CLK產(chǎn)生的脈沖次數(shù)N來決定。換句話說，當(dāng)?shù)玫接嫈?shù)器35的輸出 LJTdk(其中Tdk表示系統(tǒng)時鐘信號CLK的周期)，也就決定了可變電容C充 電期間T歸。所以裝置60的實際測量的RC值可由Tsaw、 a、 b以及K等參數(shù) 決定。請注意，雖然供應(yīng)電壓Vc可能因不同的芯片需求而不同，例如某一芯 片操作在2.9伏特，而另一芯片則操作在2.8伏特，但是從本實施例的演算過 程中可以發(fā)現(xiàn)，得到的RC時間常數(shù)值與供應(yīng)電壓Vc大小無關(guān)。所以實際RC 值與目標(biāo)RC時間常數(shù)值的誤差就可以輕易且準(zhǔn)確地獲得。由于本實施例的校正控制電路36、計數(shù)器35、暫存器40以及可變電容C之間的運作與圖2所 示的實施例一致，故在此不另贅述。請參閱圖7，圖7為本發(fā)明調(diào)整RC時間常數(shù)值的方法流程圖。步驟300:累計系統(tǒng)時鐘信號CLK產(chǎn)生的脈沖次數(shù)。步驟302:比較可變電容C的壓降Vc是否等于直流參考電壓Vref。 步驟304:當(dāng)可變電容C的壓降Vc等于直流參考電壓Vref時，停止計數(shù)，并得到最終的脈沖次數(shù)N。步驟306:比較脈沖次數(shù)N及一 目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET—N的差異。 步驟308:當(dāng)脈沖次數(shù)N少于目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET—N，增加可變電容C的電容值。步驟310:當(dāng)脈沖次數(shù)N大于目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET一N，減少可變電容C的電容值。步驟312:清除先前已計數(shù)的脈沖次數(shù)N。步驟314:調(diào)整后所測量的RC時間常數(shù)符合目標(biāo)RC時間常數(shù)值，依據(jù) 調(diào)整后的電容值與最初電容的電容值的差異產(chǎn)生一數(shù)字碼，以用來調(diào)整濾波 器的電容值。首先，在步驟300中，當(dāng)一可變電容C開始充電時，開始累計系統(tǒng)時鐘 信號CLK的脈沖次數(shù)N，直到參考電壓Vref的值等于該可變電容C的壓降 Vc(步驟302)。在步驟304中，當(dāng)參考電壓Vref的值等于可變電容的壓降Vc 時，停止累計脈沖次數(shù)N。在步驟306中，比較脈沖次數(shù)N與一目標(biāo)脈沖計 數(shù)值TARGET_N，目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET_N對應(yīng)于一濾波器的目標(biāo)RC 時間常數(shù)值。如果脈沖次數(shù)N與目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET^N不相等，表示實 際的RC值與目標(biāo)RC時間常數(shù)值有誤差，此時需要調(diào)整可變電容C的電容值。 當(dāng)脈沖次數(shù)N大于目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET一N，則降低可變電容C的電容值 (步驟310);當(dāng)脈沖次數(shù)N小于目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET—N，則提高可變電 容C的電容值(步驟308)。在步驟308、 310之后，則會清除脈沖次數(shù)N，然后重復(fù)執(zhí)行步驟300。因為調(diào)整后的電容值會改變實際測量的RC值，連帶也 會改變脈沖次數(shù)N，所以當(dāng)再一次執(zhí)行到步驟306時，如果新的脈沖次數(shù)N 與目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET—N仍然不相等，則會再次增加或降低電容值，如 此不斷重復(fù)直到脈沖次數(shù)N與目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET一N兩者相等為止。一 旦脈沖次數(shù)N與目標(biāo)脈沖計數(shù)值TARGET一N相等，表示校正程序已經(jīng)完成， 此時新的電容值與原有的電阻值的乘積符合目標(biāo)RC時間常數(shù)，接下來就可以 依據(jù)新的電容值產(chǎn)生一數(shù)字碼，以用來調(diào)整濾波器的電容值(步驟314)。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明利用比較直流參考電壓以及施加于可變電容的 壓降來測量濾波器實際的RC時間常數(shù)值。接下來，將測量的RC值與目標(biāo) RC時間參數(shù)值做比較，并依據(jù)兩者之間的差異調(diào)整該可變電容的電容值，使 其測量的RC值最終能等于目標(biāo)RC時間參數(shù)值。調(diào)整該可變電容的電容值的 目的是讓濾波器在一定的RC時間參數(shù)范圍內(nèi)調(diào)整至目標(biāo)RC時間參數(shù)值。除 此之外，因為調(diào)整電容值的方法是運用數(shù)字碼來改變可變電容的電容值，所 以濾波器的RC時間參數(shù)值的準(zhǔn)確性會受到數(shù)字碼的比特數(shù)以及最小有效比 特所對應(yīng)的電容值的影響，但是對于大多數(shù)中低頻的通信應(yīng)用來說，+/-32% 的電容調(diào)整范圍足以滿足RC時間參數(shù)值的需求。除此之外，由于電路設(shè)計人 員可彈性地選用兩電阻的電阻值，使得在不影響參考電壓Vw的情形下，適度 地減少流過該兩電阻的電流Uf，以提高設(shè)計的彈性。
權(quán)利要求
1. 一種調(diào)整濾波器的裝置，該裝置包含一電阻電容組，其包含一可變電容、一第一電阻以及一第二電阻，所述的第一電阻串聯(lián)于所述的第二電阻；一電壓產(chǎn)生器，產(chǎn)生一第一參考電壓至該第一電阻，其中所述的第一參考電壓通過所述的第二電阻轉(zhuǎn)換成一第二參考電壓；一電流復(fù)制單元，依據(jù)一電流復(fù)制比例將一第一電流復(fù)制成一第二電流，所述的第一電流流經(jīng)所述的第一電阻以及所述的第二電阻；一比較器，在所述的第二電流對所述的可變電容充電時，比較所述的可變電容的一充電電壓與所述的第二參考電壓；一計數(shù)器，在所述的第二電流對所述的可變電容充電時，計算一頻率信號的脈沖次數(shù)直到所述的充電電壓與所述的第二參考電壓的值相符；以及一校正控制電路，依據(jù)所述的頻率信號的脈沖次數(shù)以及一目標(biāo)值調(diào)整所述的可變電容的電容值，其中所述的目標(biāo)值對應(yīng)于一預(yù)設(shè)RC時間常數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的校正控制電路包含 一數(shù)字調(diào)整器，依據(jù)所述的系統(tǒng)時鐘信號的脈沖次數(shù)以數(shù)字的方式調(diào)整所述 的可變電容的電容值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，其另包含 一開關(guān)單元，旁路于所述的可變電容，在所述的充電電壓符合所述的第二參考電壓值時，提供所述的可變電容一放電路徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，其另包含一査詢表，儲存多個目標(biāo)值以及多個系統(tǒng)時鐘信號的頻率，每一目標(biāo)值 對應(yīng)于一系統(tǒng)時鐘信號的頻率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的電流復(fù)制單元為一 電流鏡。.A
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的電壓產(chǎn)生器包含一分壓單元，通過分割一直流電壓來提供所述的第一參考電壓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的電壓產(chǎn)生器依據(jù)一 帶隙基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生所述的第一參考電壓。
8. —種調(diào)整濾波器的RC時間常數(shù)的方法，所述的方法包含 提供一 目標(biāo)值，所述的目標(biāo)值對應(yīng)一預(yù)設(shè)RC時間常數(shù)；對于一第一電阻提供一第一參考電壓，所述的第一電阻串聯(lián)于一第二電阻；依據(jù)所述的第一電阻與所述的第二電阻的比值產(chǎn)生一第二參考電壓； 依據(jù)施加于所述的第一電阻的第一參考電壓復(fù)制一電流； 當(dāng)所述的電流對一可變電容充電時，比較所述的可變電容的充電電壓與所述的第二參考電壓；利用一計數(shù)器計算一頻率信號的脈沖次數(shù)，直到所述的可變電容的充電電壓等于所述的第二參考電壓；以及根據(jù)所述的目標(biāo)值以及所述的頻率信號的脈沖次數(shù)，調(diào)整所述的可變電容的電容值直到符合所述的目標(biāo)RC時間常數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，其另包含-當(dāng)所述的充電電壓與所述的第二參考電壓值相等時，對所述的可變電容放電。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，其另包含從多個默認(rèn)值 中挑選該所述的標(biāo)值，所述的多個默認(rèn)值儲存在一査詢表中。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，其另包含從多個默認(rèn)值中挑選所述的目標(biāo)值，并從多個系統(tǒng)時鐘信號中挑選所述的系統(tǒng)時鐘信號， 每一默認(rèn)值對應(yīng)于一系統(tǒng)時鐘信號，所述的多個默認(rèn)值以及所述的多個系統(tǒng) 時鐘信號皆儲存在一查詢表中。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，其另包含以數(shù)字查詢方式調(diào)整所述的可變電容的電容值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種調(diào)整濾波器的方法與裝置，該裝置包含電阻電容組、電壓產(chǎn)生器、電流復(fù)制單元、比較器、計數(shù)器以及校正控制電路；電壓產(chǎn)生器產(chǎn)生第一參考電壓至第一電阻；電流復(fù)制單元依預(yù)設(shè)比例將第一電流復(fù)制成第二電流；比較器在第二電流對可變電容充電時，比較可變電容的充電電壓與第二參考電壓；計數(shù)器在第二電流對可變電容充電時，計算一頻率信號的脈沖次數(shù)直到充電電壓與第二參考電壓的值相等；校正控制電路依頻率信號的脈沖次數(shù)以及目標(biāo)時間值調(diào)整可變電容的電容值。本發(fā)明將測量的RC值與目標(biāo)RC時間常數(shù)值做比較，并依據(jù)兩者之間的差異調(diào)整可變電容的電容值，使其測量的RC值最終能等于目標(biāo)RC時間常數(shù)值，提高調(diào)整的效率及準(zhǔn)確度。
文檔編號H03H7/06GK101242164SQ20071014662
公開日2008年8月13日 申請日期2007年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月8日
發(fā)明者屈慶勛, 瑞溫德·德哈瑪林根 申請人:聯(lián)發(fā)科技(新加坡)私人有限公司