本實用新型涉及涉及濾波器技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及用于射頻信道選擇的差分米勒帶通濾波器。
背景技術(shù):
現(xiàn)代民用及軍用設(shè)施使用電子設(shè)備繁多,電磁環(huán)境復(fù)雜,相互干擾嚴(yán)重。一般地,車、船和飛機(jī)上的通信設(shè)備收發(fā)機(jī)都集成在一起。因此,射頻接收機(jī)需要從現(xiàn)實惡劣的環(huán)境中檢測出所需要的微弱信號。由于干擾信號的功率可能遠(yuǎn)大于所需要的信號功率,這就要求接收機(jī)具備很好的選擇性,而濾波器就擔(dān)當(dāng)了信道選擇的角色。
因此無線接收機(jī)中應(yīng)用到的帶通濾波器需要具有良好的選擇性,寬的動態(tài)范圍和自由可調(diào)的中心頻率。有源RC濾波器,其特性參數(shù)與RC時間常數(shù)有關(guān),而集成電阻和集成電容的精度很差,準(zhǔn)確的時間常數(shù)很難獲得??鐚?dǎo)電容濾波器具有電路簡單,可程控,易于集成的優(yōu)點,但是需要在功耗、品質(zhì)因數(shù)和中心頻率之間進(jìn)行折衷。
傳統(tǒng)N通道濾波單元是由N個通道及取樣脈沖產(chǎn)生電路構(gòu)成,且每個通道都有相同的傳輸函數(shù)H(jω)。由無源RC構(gòu)成H(jω)應(yīng)用于N通道濾波單元時,雖可得到一個很窄的帶寬,但是卻會占用很大的芯片面積且具有較小的動態(tài)范圍。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的是提供差分米勒帶通濾波器,所要解決的技術(shù)問題是:增益較小,中心頻率自由可調(diào)范圍較窄,芯片體積大。
本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:差分米勒帶通濾波器,包括放大器、第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)、第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)和兩個時鐘發(fā)生器;
所述放大器,用于進(jìn)行差分輸入信號,同時通過電阻反饋進(jìn)行輸入匹配,增大輸入信號的電壓增益,進(jìn)行信號放大;還用于對濾波后的信號進(jìn)行差分輸出;
兩個所述時鐘發(fā)生器,分別與第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)連接,分別用于生成周期性的取樣脈沖序列傳輸至第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò);
所述第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò),與放大器的輸入端X1和輸出端Y1連接,構(gòu)成阻抗或陷波器;用于弱化信道以外的信號,根據(jù)取樣脈沖序列進(jìn)行中心頻率調(diào)整和導(dǎo)通運(yùn)行,對放大后的信號進(jìn)行濾波;
所述第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò),與放大器的輸入端X2和輸出端Y2連接,構(gòu)成阻抗或陷波器;用于弱化信道以外的信號,根據(jù)取樣脈沖序列進(jìn)行中心頻率調(diào)整和導(dǎo)通運(yùn)行,對放大后的信號進(jìn)行濾波。
本實用新型的有益效果是:放大器能增大信號增益,提升信號放大效率;放大器、兩個所述時鐘發(fā)生器、第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)運(yùn)作,能增大信號增益,增加濾波器的3dB帶寬,有效地減小芯片面積,降低本振支路功耗。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上,本實用新型還可以做如下改進(jìn)。
進(jìn)一步,所述放大器為三級信號放大結(jié)構(gòu),對差分輸入信號進(jìn)行三級信號放大,并與兩個電源連接,兩個電源為其供電。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:三級信號放大結(jié)構(gòu),提升信號放大增益,兩個電源提升信號放大的穩(wěn)定性。
進(jìn)一步,所述放大器包括PMOS管Mp1、PMOS管Mp2、NOMS管Mn1、NOMS管Mn2、NOMS管Mn3、NOMS管Mn4、NOMS管Mn5、NOMS管Mn6、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻RF1、電阻RF2和電流源IDC;
PMOS管Mp1的源極和PMOS管Mp2的源極均與電源正端VDD+連接,PMOS管Mp1的柵極與NOMS管Mn1的柵極相連,并與輸入端X1連接;PMOS管Mp1的漏極和NOMS管Mn1的漏極均與NOMS管Mn3的柵極連接;PMOS管Mp2的柵極與NOMS管Mn2的柵極相連,并與輸入端X2連接,PMOS管Mp2的漏極和NOMS管Mn2的漏極均與NOMS管Mn4的柵極連接;NOMS管Mn1的源極和NOMS管Mn2的源極均與電流源IDC的第一端子連接,電流源IDC的第二端子與電源負(fù)端VDD-連接;
NOMS管Mn3的源極和NOMS管Mn4的源極均與電源負(fù)端VDD-連接,NOMS管Mn3的漏極經(jīng)電阻R1與電源正端VDD+連接;NOMS管Mn4的漏極經(jīng)電阻R2與電源正端VDD+連接;NOMS管Mn5的源極和NOMS管Mn6的源極均與電源負(fù)端VDD-連接;
NOMS管Mn5的柵極與NOMS管Mn3的漏極連接,NOMS管Mn6的柵極與NOMS管Mn4的漏極連接;NOMS管Mn5的源極和NOMS管Mn6的源極均與電源負(fù)端VDD-連接;NOMS管Mn5的漏極經(jīng)電阻R3與電源正端VDD+連接,還與輸出端Y1連接;NOMS管Mn6的漏極經(jīng)電阻R4與電源正端VDD+連接,還與輸出端Y2連接;
輸入端X1經(jīng)反饋電阻RF1與輸出端Y1連接;輸入端X2經(jīng)反饋電阻RF2與輸出端Y2連接。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:三級信號放大結(jié)構(gòu),提升信號放大增益。
進(jìn)一步,兩個所述時鐘發(fā)生器為時鐘頻率不同的N相不重疊時鐘發(fā)生器,第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)分別根據(jù)其對應(yīng)的時鐘發(fā)生器的取樣脈沖序列的頻率調(diào)整其中心頻率。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過兩個時鐘發(fā)生器的時鐘頻率不同,控制第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)的中心頻率,并進(jìn)行差分,可以得到所需的中心頻率,并增大本裝置的3dB帶寬;增大中心頻率自由可調(diào)范圍;同時兩個時鐘發(fā)生器的時鐘頻率具有很好的相位特性;產(chǎn)生非折疊N相位開關(guān)控制信號不需要額外的邏輯電路,因而也就不會引入額外的誤差。
進(jìn)一步,兩個時鐘發(fā)生器的輸入時鐘頻率分別為f1、f2,f1=fo-Δf、f2=fo+Δf,其中fo為濾波頻率,Δf為偏移量;兩個時鐘發(fā)生器分別控制第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3的中心頻率也分別為f1、f2。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3的中心頻率一個上升另一個下降;通過對第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3的中心頻率為f1、f2進(jìn)行差分,其中f1=fo-Δf、f2=fo+Δf,可以得到一個中心頻率為fo,3dB帶寬增大的濾波器;兩個時鐘發(fā)生器4生成周期性的取樣脈沖序列只使用了時鐘的上升沿,時鐘發(fā)生器4具有很好的相位特性;另外,產(chǎn)生非折疊N相位開關(guān)控制信號不需要額外的邏輯電路,因而也就不會引入額外的誤差。
進(jìn)一步,兩個所述時鐘發(fā)生器結(jié)構(gòu)相同,均包括N個D觸發(fā)器,N≥1;每一個D觸發(fā)器的Q端均與其后一個D觸發(fā)器的D端相連,第一個D觸發(fā)器的D端與最后一個D觸發(fā)器的Q端相連;每一個D觸發(fā)器的Q端均輸出一個取樣脈沖序列。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過N個D觸發(fā)器能觸發(fā)產(chǎn)生N相不重疊的控制信號,控制第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行導(dǎo)通或關(guān)閉,提升控制精度和效率。
進(jìn)一步,所述第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)串接在輸入端X1和輸出端Y1之間;所述第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)串接在輸入端X2和輸出端Y2之間;所述第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一致,均包括N個開關(guān)電容支路,N≥1;N個開關(guān)電容支路并聯(lián)。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:使用米勒效應(yīng)及電容倍增技術(shù),有效減少芯片的面積,降低本振支路功耗。
進(jìn)一步,每一個開關(guān)電容支路均包括開關(guān)S1、電容CF和開關(guān)S2,所述開關(guān)S1、電容CF和開關(guān)S2依次串聯(lián)。
采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:結(jié)構(gòu)簡單、開關(guān)S1和開關(guān)S2能降低電容的寄生效應(yīng)。
進(jìn)一步,N的取值范圍為:2≤N≤16,且N為偶正整數(shù)。
本實用新型解決上述技術(shù)問題的另一技術(shù)方案如下:信號濾波方法,基于差分米勒帶通濾波器,包括以下步驟:
步驟S1.放大器進(jìn)行差分輸入信號,進(jìn)行三級放大,同時通過電阻反饋進(jìn)行輸入匹配,增大輸入信號的電壓增益,進(jìn)行信號放大;
步驟S2.兩個時鐘發(fā)生器分別用于生成周期性的取樣脈沖序列傳輸至第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò);
步驟S3.第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)弱化信道以外的信號,根據(jù)取樣脈沖序列進(jìn)行中心頻率調(diào)整和導(dǎo)通運(yùn)行,對放大后的信號進(jìn)行濾波;
步驟S4.放大器對濾波后的信號進(jìn)行差分輸出。
本實用新型的有益效果是:放大器能增大信號增益,提升信號放大效率;放大器、兩個所述時鐘發(fā)生器、第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)運(yùn)作,能增大信號增益,增加濾波器的3dB帶寬,有效地減小芯片面積,降低本振支路功耗。
附圖說明
圖1為本實用新型差分米勒帶通濾波器的模塊框圖;
圖2為放大器、第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)的電路原理圖;
圖3為放大器的電路原理圖;
圖4為時鐘發(fā)生器的電路原理圖;
圖5為時鐘發(fā)生器的輸出脈沖序列圖;
圖6為D觸發(fā)器的電路原理圖;
圖7為第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)或第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)的電路的電路原理圖;
圖8為本實用新型差分米勒帶通濾波器的簡化電路原理圖;
圖9為圖8的諾頓等效電路圖;
圖10為本實用新型差分米勒帶通濾波器的簡化模型圖;
圖11為本實用新型差分米勒帶通濾波器的頻率特性圖;
圖12為本實用新型差分米勒帶通濾波器的頻率可調(diào)范圍曲線。
附圖中,各標(biāo)號所代表的部件列表如下:
1、放大器,2、第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò),3、第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò),4、時鐘發(fā)生器。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進(jìn)行描述,所舉實例只用于解釋本實用新型,并非用于限定本實用新型的范圍。
如圖1和圖2所示,差分米勒帶通濾波器,包括放大器1、第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2、第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3和兩個時鐘發(fā)生器4;
所述放大器1,用于進(jìn)行差分輸入信號,同時通過電阻反饋進(jìn)行輸入匹配,增大輸入信號的電壓增益,進(jìn)行信號放大;還用于對濾波后的信號進(jìn)行差分輸出;
兩個所述時鐘發(fā)生器4,分別與第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3連接,分別用于生成周期性的取樣脈沖序列傳輸至第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3;
所述第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2,與放大器1的輸入端X1和輸出端Y1連接,構(gòu)成阻抗或陷波器;用于弱化信道以外的信號,根據(jù)取樣脈沖序列進(jìn)行中心頻率調(diào)整和導(dǎo)通運(yùn)行,對放大后的信號進(jìn)行濾波;
所述第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3,與放大器1的輸入端X2和輸出端Y2連接,構(gòu)成阻抗或陷波器;用于弱化信道以外的信號,根據(jù)取樣脈沖序列進(jìn)行中心頻率調(diào)整和導(dǎo)通運(yùn)行,對放大后的信號進(jìn)行濾波。
上述實施例中,放大器1、兩個所述時鐘發(fā)生器4、第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3協(xié)調(diào)運(yùn)作,能增大信號增益,增加濾波器的3dB帶寬,有效地減小芯片面積,降低本振支路功耗。
可選的,作為本實用新型的一個實施例:所述放大器1為三級信號放大結(jié)構(gòu),對差分輸入信號進(jìn)行三級信號放大,并與兩個電源連接,兩個電源為其供電。
上述實施例中,三級信號放大結(jié)構(gòu),提升信號放大增益,兩個電源提升信號放大的穩(wěn)定性。
可選的,作為本實用新型的一個實施例:如圖3所示,所述放大器1包括PMOS管Mp1、PMOS管Mp2、NOMS管Mn1、NOMS管Mn2、NOMS管Mn3、NOMS管Mn4、NOMS管Mn5、NOMS管Mn6、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻RF1、電阻RF2和電流源IDC;
PMOS管Mp1的源極和PMOS管Mp2的源極均與電源正端VDD+連接,PMOS管Mp1的柵極與NOMS管Mn1的柵極相連,并與輸入端X1連接;PMOS管Mp1的漏極和NOMS管Mn1的漏極均與NOMS管Mn3的柵極連接;PMOS管Mp2的柵極與NOMS管Mn2的柵極相連,并與輸入端X2連接,PMOS管Mp2的漏極和NOMS管Mn2的漏極均與NOMS管Mn4的柵極連接;NOMS管Mn1的源極和NOMS管Mn2的源極均與電流源IDC的第一端子連接,電流源IDC的第二端子與電源負(fù)端VDD-連接;
NOMS管Mn3的源極和NOMS管Mn4的源極均與電源負(fù)端VDD-連接,NOMS管Mn3的漏極經(jīng)電阻R1與電源正端VDD+連接;NOMS管Mn4的漏極經(jīng)電阻R2與電源正端VDD+連接;NOMS管Mn5的源極和NOMS管Mn6的源極均與電源負(fù)端VDD-連接;
NOMS管Mn5的柵極與NOMS管Mn3的漏極連接,NOMS管Mn6的柵極與NOMS管Mn4的漏極連接;NOMS管Mn5的源極和NOMS管Mn6的源極均與電源負(fù)端VDD-連接;NOMS管Mn5的漏極經(jīng)電阻R3與電源正端VDD+連接,還與輸出端Y1連接;NOMS管Mn6的漏極經(jīng)電阻R4與電源正端VDD+連接,還與輸出端Y2連接;
輸入端X1經(jīng)反饋電阻RF1與輸出端Y1連接;輸入端X2經(jīng)反饋電阻RF2與輸出端Y2連接。
上述實施例中,三級信號放大結(jié)構(gòu),提升信號放大增益。
可選的,作為本實用新型的一個實施例:兩個所述時鐘發(fā)生器4為時鐘頻率不同的N相不重疊時鐘發(fā)生器,第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3分別根據(jù)其對應(yīng)的時鐘發(fā)生器4的取樣脈沖序列的頻率調(diào)整其中心頻率。
上述實施例中,通過兩個時鐘發(fā)生器4的時鐘頻率不同,控制第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3的中心頻率,并進(jìn)行差分,可以得到所需的中心頻率,并增大本裝置的3dB帶寬;同時兩個時鐘發(fā)生器4的時鐘頻率具有很好的相位特性;產(chǎn)生非折疊N相位開關(guān)控制信號不需要額外的邏輯電路,因而也就不會引入額外的誤差。
可選的,作為本實用新型的一個實施例:兩個時鐘發(fā)生器4的輸入時鐘頻率分別為f1、f2,f1=fo-Δf、f2=fo+Δf,其中fo為濾波頻率,Δf為偏移量;兩個時鐘發(fā)生器4分別控制第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3的中心頻率也分別為f1、f2。
上述實施例中,第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3的中心頻率一個上升另一個下降;通過對第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3的中心頻率為f1、f2進(jìn)行差分,其中f1=fo-Δf、f2=fo+Δf,可以得到一個中心頻率為fo,3dB帶寬增大的濾波器;
兩個時鐘發(fā)生器4生成周期性的取樣脈沖序列只使用了時鐘的上升沿,所述時鐘發(fā)生器4具有很好的相位特性;另外,產(chǎn)生非折疊N相位開關(guān)控制信號不需要額外的邏輯電路,因而也就不會引入額外的誤差。
可選的,作為本實用新型的一個實施例:如圖4所示,兩個所述時鐘發(fā)生器4結(jié)構(gòu)相同,均包括N個D觸發(fā)器,N≥1;每一個D觸發(fā)器的Q端均與其后一個D觸發(fā)器的D端相連,第一個D觸發(fā)器的D端與最后一個D觸發(fā)器的Q端相連;每一個D觸發(fā)器的Q端均輸出一個取樣脈沖序列。
上述實施例中,時鐘發(fā)生器4由N個D觸發(fā)器以環(huán)狀的形式連接組成;輸出脈沖序列圖如圖5所示;在啟動時,第一個D觸發(fā)器的輸出端電壓被設(shè)置成電源電壓VDD,其它N-1個D觸發(fā)器的輸出端與地相連;然后,一個時鐘輸入信號激活N個D觸發(fā)器,從而在N個D觸發(fā)器的Q端產(chǎn)生占空比為1/N的N相不重疊的控制信號;每個D觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)如圖6所示;外部時鐘控制CMOS傳輸門的導(dǎo)通和關(guān)閉。
兩個時鐘發(fā)生器4用來給第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3提供周期性的取樣脈沖序列,圖7所示為第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2或第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3的結(jié)構(gòu)框圖,由N個具有相同傳遞函數(shù)H(jω)的通道以及取樣控制電路構(gòu)成;N通道濾波的基本原理是:N個取樣脈沖序列分別作用于N個通道,使其周期性地對輸入信號輪流取樣積分,這樣其輸出電壓傳輸函數(shù)為:
其中,H(s)為單個通道的傳遞函數(shù),N為通道個數(shù),ωo為時鐘發(fā)生器的輸入時鐘角頻率,也是N通道濾波網(wǎng)絡(luò)的中心頻率;這樣,通過控制時鐘信號的頻率可以方便的調(diào)節(jié)濾波器的中心頻率。
由于放大器1為對稱結(jié)構(gòu),為了簡化計算,將放大器1一端接地,分析單側(cè)米勒濾波器電路;本實用新型差分米勒帶通濾波器簡化為如圖8所示的電路圖,其中第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2或第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3可以看做一個阻抗ZF或者一個陷波濾波器H(S),從ZF端看去的諾頓等效電路如圖9所示,則其阻抗方程為:
電容單元CF倍增為(1+A0)CF,節(jié)省了相當(dāng)大的面積,這就是電容倍增技術(shù);開關(guān)的導(dǎo)通電阻降低了(1+A0)倍,按比例縮小了功率消耗。
圖10所示為本實用新型差分米勒帶通濾波器的簡化模型圖,放大器(LNA)1采用三級放大結(jié)構(gòu),為信號提供一定的電壓增益A0;兩個基于低噪放大器的N通道反饋網(wǎng)絡(luò),都使用N通道濾波技術(shù),用H1表示第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2的傳遞函數(shù),用H2表示第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3的傳遞函數(shù);其中,每條支路的兩個開關(guān)都由相同相位的本振信號驅(qū)動,使用兩個開關(guān)的目的在于降低電容的寄生效應(yīng);通過計算,可得濾波器的電壓增益:
可選的,作為本實用新型的一個實施例:所述第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2串接在輸入端X1和輸出端Y1之間;所述第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3串接在輸入端X2和輸出端Y2之間;所述第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3結(jié)構(gòu)一致,均包括N個開關(guān)電容支路,N≥1;N個開關(guān)電容支路并聯(lián)。
可選的,作為本實用新型的一個實施例:每一個開關(guān)電容支路均包括開關(guān)S1、電容CF和開關(guān)S2,所述開關(guān)S1、電容CF和開關(guān)S2依次串聯(lián)。
上述實施例中,使用米勒效應(yīng)及電容倍增技術(shù),有效減少芯片的面積,降低本振支路功耗
可選的,作為本實用新型的一個實施例:N的取值范圍為:2≤N≤16,且N為偶正整數(shù),且N的取值為8。
上述實施例中,第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3作為一個阻抗或者陷波器,用來弱化信道以外的信號,第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2的N個開關(guān)電容支路由一時鐘發(fā)生器4控制,每一個N個開關(guān)電容支路中的開關(guān)S1和開關(guān)S2由相同相位的時鐘信號控制;第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3的N個開關(guān)電容支路由另一鐘發(fā)生器4,每一個N個開關(guān)電容支路中的開關(guān)S1和開關(guān)S2由相同相位的時鐘信號控制;使用開關(guān)S1和開關(guān)S2能降低電容的寄生效應(yīng);
第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3分別由時鐘頻率為f1、f2的兩個時鐘控制,且f1=fo-Δf和f2=fo+Δf,則對于第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3,其傳遞函數(shù)分別為T1(S)、T2(S),則:
其中R=RSW+RS為,RS為電源內(nèi)阻,RSW為一條開關(guān)電容支路上的總開關(guān)電阻,C為一條N個開關(guān)電容支路上的電容值,N為通道數(shù),ω1、ω2分別為第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3的中心頻率,且ω1=ωo-Δω,ω2=ωo+Δω,第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3各通道傳遞函數(shù)的采樣頻率分別為Nω1、Nω2,其通帶寬度都為:
第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3的除了中心頻率不同,分別為f1、f2,相對于所需要的頻率fo都偏移Δf,一個上升Δf另一個下降Δf,,其它方面都相同,對第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3做差分,可以得到的結(jié)果為一個中心頻率為fo的濾波器,且差分后濾波器的3dB帶寬比單個N通道濾波器3dB帶寬要大;則兩個N通道反饋網(wǎng)絡(luò)差分后的傳遞函數(shù)為:
信號濾波方法,基于差分米勒帶通濾波器,包括以下步驟:
步驟S1.放大器1進(jìn)行差分輸入信號,進(jìn)行三級放大,同時通過電阻反饋進(jìn)行輸入匹配,增大輸入信號的電壓增益,進(jìn)行信號放大;
步驟S2.兩個時鐘發(fā)生器4分別用于生成周期性的取樣脈沖序列傳輸至第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3;
步驟S3.第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3弱化信道以外的信號,根據(jù)取樣脈沖序列進(jìn)行中心頻率調(diào)整和導(dǎo)通運(yùn)行,對放大后的信號進(jìn)行濾波;
步驟S4.放大器1對濾波后的信號進(jìn)行差分輸出。
上述實施例中,放大器1能增大信號增益,提升信號放大效率;放大器、兩個所述時鐘發(fā)生器4、第一N通道反饋網(wǎng)絡(luò)2和第二N通道反饋網(wǎng)絡(luò)3協(xié)調(diào)運(yùn)作,能增大信號增益,增加濾波器的3dB帶寬,有效地減小芯片面積,降低本振支路功耗。
圖11為fo=1GHZ,Δf=5MHZ時,本實用新型的8通道差分米勒帶通濾波器的頻率特性圖,單端米勒帶通濾波器的3dB帶寬為30MHZ,差分米勒帶通濾波器的帶寬為40MHZ;圖12所示為本實用新型的8通道差分米勒帶通濾波器的頻率可調(diào)范圍曲線,頻率可調(diào)范圍為0.2GHZ~2.3GHZ,增益為27.7dB~26.0dB??梢姡ㄟ^使用低噪放大器,有效地增加濾波器增益;通過利用米勒效應(yīng)及電容倍增技術(shù),有效地減小芯片面積,降低本振支路功耗;使用兩個中心頻率略有不同的N通道濾波網(wǎng)絡(luò)做差分的方法,有效的增加濾波器的3dB帶寬。本實用新型所設(shè)計的帶通濾波器,用于射頻接收機(jī)前端,可以實現(xiàn)在接收機(jī)的輸入端進(jìn)行信道選擇。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例,并不用以限制本實用新型,凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。