专利名称：用数模混合方法校正Gm-C滤波器转角频率的结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及Gm-C滤波器的技术领域，其具体为用数模混合方法校正Gm-C滤波器 转角频率的结构
背景技术：
Gm-C滤波器由跨导放大器(Gm)和电容(C)构成，由于半导体工艺参数的飘移以 及电压与温度的变化，造成Gm-C滤波器的转角频率随工艺参数、电压以及温度的变化而变 化。Gm-C滤波器的转角频率正比于Gm/C，而Gm/C通常会随工艺参数、电压以及温度的 变化而变化。而转角频率的变化会引起滤波器通带带宽、群时延以及阻带衰减的变化，从而 引起滤波器性能的变化。因此，在实际应用中根据不同的应用环境会对Gm-C滤波器的转角 频率的稳定度提出不同的要求。现有技术中，图1所示的调整机制由相位/频率检测器(201)、电荷泵(202)、环路 滤波器(203)以及由Gm/C压控振荡器(204)构成的模拟锁相环来完成的。Gm/C的值可以 通过Gm/C压控振荡器来调整。但是，该机制中Gm/C压控振荡器需要数级的Gm-C电路，同时 环路滤波器也需要较大的电容来滤波，因此，芯片的面积随之增加，从而造成成本的增加。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了用数模混合方法校正Gm-C滤波器转角频率的结 构，其使得芯片面积缩小，成本降低。用数模混合方法校正Gm-C滤波器转角频率的结构，其技术方案是这样的其包括 Gm-C滤波器，其特征在于其还包括Gm-C开关电容电路模块、开关电容比较器模块、数字计 数器和解码器模块，所述Gm-C开关电容电路模块的输入端分别连接参考电压V、固定时钟 f，所述Gm-C开关电容电路模块包含有电容(C)的充电线路、Gm-C放电线路，所述Gm-C开关 电容电路模块的输出端耦合连接所述开关电容比较器模块，所述开关电容比较器模块连接 所述数字计数器和解码器模块，所述数字计数器和解码器模块连接调节电阻串，所述调节 电阻串分别连接所述Gm-C滤波器的跨导放大器(Gm)、所述Gm-C开关电容电路内的跨导放 大器(Gm)。其进一步特征在于所述Gm-C开关电容电路包括跨导放大器(Gm)、电容(C)、两相 非交叠时钟Φ1和Φ2对应控制的两组开关，所述Φ 1对应控制的开关、电容(C)依次连接 组成充电线路，所述电容(C)、Φ2对应控制的开关、跨导放大器(Gm)依次连接组成放电线 路；
所述开关电容比较器模块比较放电线路最终是否将充电线路所形成的电量全部放
完；
所述数字计数器和解码器模块接收每个固定时钟周期内所述开关电容比较器模块所传递的信息，依次计数，通过解码器解码输出对应的数值0、，所述对应的数值对应传送至 连接调节电阻串；
所述调节电阻串具体包括相同的电阻均布串联而成，所述中间的电阻两头并联有开关 b0,开关b0两外侧的单个电阻的外侧两头并联有开关bl，开关b (n-1)两外侧的单个电 阻的外侧两头并联有开关bn，所述解码器解码对应输出的数值(Tn控制对应的b(Tbn的闭
I=I ο
采用上述结构后，所述Gm-C开关电容电路模块接收到的参考电压V、固定时钟f为 定值，判断Gm-C开关电容电路模块的电容C充电线路、Gm-C放电线路的电量是否平衡，如 果Gm-C充电线路的电量大于Gm-C放电线路的电量，则根据放电电量与Gm数值成正比的关 系，只需调大Gm数值，而Gm数值与接在其两端的电阻数值成反比关系，此时通过开关电容 比较器模块得到数据，然后将数据传送至数字计数器和解码器模块，最终输出对应数字控 制调节电阻串的数值，从而使得电容C充电线路、Gm-C放电线路的电量平衡，进而确保Gm/C 的数值稳定，使得Gm-C滤波器转角频率稳定，由于该结构不再需要环路滤波器的较大电容 来滤波，其使得芯片面积缩小，成本降低。
图1为现有的Gm-C滤波器的转角频率校正结构； 图2为本发明的结构示意框图3为本发明调节电阻串的结构示意图。
具体实施例方式见图2、图3，其包括Gm-C滤波器、Gm-C开关电容电路模块、开关电容比较器模块、 数字计数器和解码器模块，Gm-C开关电容电路模块的输入端分别连接参考电压V、固定时 钟f，Gm-C开关电容电路模块包含有电容C充电线路、Gm-C放电线路，Gm-C开关电容电路 模块的输出端耦合连接开关电容比较器模块，开关电容比较器模块连接数字计数器和解码 器模块，数字计数器和解码器模块连接调节电阻串，调节电阻串分别连接Gm-C滤波器的跨 导放大器(Gm)、Gm-C开关电容电路内的跨导放大器(Gm)。Gm-C开关电容电路包括跨导放大器(Gm)、电容(C)、两相非交叠时钟Φ1和Φ2对 应控制的两组开关，φ 1对应控制的开关、电容(C)依次连接组成充电线路，电容(C)、Φ2对 应控制的开关、跨导放大器(Gm)依次连接组成放电线路；
开关电容比较器模块比较放电线路最终是否将充电线路所形成的电量全部放完； 数字计数器和解码器模块接收每个固定时钟周期内开关电容比较器模块所传递的信 息，依次计数，通过解码器解码输出对应的数值0、，对应的数值对应传送至连接调节电阻 串；
调节电阻串具体包括相同的电阻均布串联而成，中间的电阻两头并联有开关b0，开关 b0两外侧的单个电阻的外侧两头并联有开关bl，开关b (n-1)两外侧的单个电阻的外侧两 头并联有开关bn，解码器解码对应输出的数值(Tn控制对应的b(Tbn的闭合。其工作原理如下假设ΦΙ、Φ2的周期为T，频率即为固定时钟的频率为f，其开、 关时间均为T/2，则可知充电电量Ql=VXC/2，放电电量Q2= VXGmXT/2，当Ql= Q2时，VxC/2= VxGmxT/2，进而可得f=Gm/C，可知当01= Q2，Gm/C为定值，此时Gm-C滤波器的转角频率稳定，故当Ql > Q2，需要调大Gm的数值，Gm的数值反比于调节电阻串的电阻值R，可 知需要调小R，当Ql > Q2时，开关电容比较器模块耦合到两者的差值，对外输出为低电平， 数字计数器和解码器模块接受到开关电容比较器模块的信息，即开始从O开始做+1的解码 输出、直至n，对应的控制调节电阻串的开关b(Tbn的闭合，当bO闭合时接入电阻最大，即 Gm的数值最小，当调节至周期内Ql= Q2时，开关电容比较器模块耦合到两者的差值为0，则 对外输出高电平，数字计数器和解码器模块维持此前的数值不变，保持电阻R不变，从未保 持Gm/C为定值，使得Gm-C滤波器转角频率稳定。
权利要求
用数模混合方法校正Gm C滤波器转角频率的结构，其包括Gm C滤波器，其特征在于其还包括Gm C开关电容电路模块、开关电容比较器模块、数字计数器和解码器模块，所述Gm C开关电容电路模块的输入端分别连接参考电压V、固定时钟f，所述Gm C开关电容电路模块包含有电容(C)的充电线路、Gm C放电线路，所述Gm C开关电容电路模块的输出端耦合连接所述开关电容比较器模块，所述开关电容比较器模块连接所述数字计数器和解码器模块，所述数字计数器和解码器模块连接调节电阻串，所述调节电阻串分别连接所述Gm C滤波器的跨导放大器(Gm)、所述Gm C开关电容电路内的跨导放大器(Gm)。
2.根据权利要求1所述的用数模混合方法校正Gm-C滤波器转角频率的结构，其特征在 于所述Gm-C开关电容电路包括跨导放大器(Gm)、电容(C)、两相非交叠时钟Φ1和Φ2对 应控制的两组开关，所述Φ1对应控制的开关、电容(C)依次连接组成充电线路，所述电容 (C)、Φ2对应控制的开关、跨导放大器(Gm)依次连接组成放电线路。
3.根据权利要求1所述的用数模混合方法校正Gm-C滤波器转角频率的结构，其特征在 于所述开关电容比较器模块比较放电线路最终是否将充电线路所形成的电量全部放完。
4.根据权利要求1所述的用数模混合方法校正Gm-C滤波器转角频率的结构，其特征在 于所述数字计数器和解码器模块接收每个固定时钟周期内所述开关电容比较器模块所传 递的信息，依次计数，通过解码器解码输出对应的数值0、，所述对应的数值对应传送至连 接调节电阻串。
5.根据权利要求1或4所述的用数模混合方法校正Gm-C滤波器转角频率的结构，其特 征在于所述调节电阻串具体包括相同的电阻均布串联而成，所述中间的电阻两头并联有 开关b0，开关b0两外侧的单个电阻的外侧两头并联有开关bl，开关b (n-1)两外侧的单 个电阻的外侧两头并联有开关bn，所述解码器解码对应输出的数值(Tn控制对应的b(Tbn 的闭合。
全文摘要
本发明提供了用数模混合方法校正Gm-C滤波器转角频率的结构，其使得芯片面积缩小，成本降低。其包括Gm-C滤波器，其特征在于其还包括Gm-C开关电容电路模块、开关电容比较器模块、数字计数器和解码器模块，所述Gm-C开关电容电路模块的输入端分别连接参考电压V、固定时钟f，所述Gm-C开关电容电路模块包含有电容(C)的充电线路、Gm-C放电线路，所述Gm-C开关电容电路模块的输出端耦合连接所述开关电容比较器模块，所述开关电容比较器模块连接所述数字计数器和解码器模块，所述数字计数器和解码器模块连接调节电阻串，所述调节电阻串分别连接所述Gm-C滤波器的跨导放大器(Gm)、所述Gm-C开关电容电路内的跨导放大器(Gm)。
文档编号H03M1/10GK101977030SQ201010556670
公开日2011年2月16日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者应祖金, 虞君新, 马辉 申请人:无锡思泰迪半导体有限公司