一种跟踪补偿积分器、宽带滤波器及宽带模拟芯片的制作方法

文档序号:7523171阅读:512来源:国知局
专利名称:一种跟踪补偿积分器、宽带滤波器及宽带模拟芯片的制作方法
技术领域
本发明涉及宽带通信技术领域,特别是涉及一种跟踪补偿积分器、宽带滤波器及宽带模拟芯片。
背景技术
随着LTE(Long Term Evolution,长期演进)和微波通信在宽带通信技术领域的进展,对宽带模拟芯片的需求强烈。模拟滤波器是芯片中基带部分进行滤波的电路,现在基带频率带宽已经超过二十兆甚至更宽。为了在实现高带宽的同时实现高线性度,运放和电阻电容结合形成的模拟滤波器是主要的选择,可以称这种滤波器为有源RC滤波器。理想的有源RC滤波器的传输函数由电阻电容的值决定,与运放本身的带宽无关。 但是在滤波器带宽较大的情况下,运放的有限带宽已不能忽略,甚至严重影响了滤波器的传输函数,导致滤波器带内不平坦增大以及尖峰增大,影响了使用。并且运放的带宽会随着工艺和温度变化,导致消除运放有限带宽对滤波器的影响更加困难。为降低运放的有限带宽对滤波器的影响,现在通常的做法是增大运放的带宽,使运放的带宽远高于滤波器本身的带宽,但是,这种方法在增大运放的带宽时会极大的增大功耗,并且因工艺的限制运放带宽也很难无限提高。现有技术中还可以通过在双二阶滤波器中串联开关电阻来调整其传输函数的品质因子。但是,这种方法需要增加额外的品质因子检测和RC校准电路,通过调整开关电阻的值对滤波器的品质因子进行校准,但增加的开关电阻产生的寄生电容会恶化宽带滤波器的性能,而且所述RC校准电路结构非常复杂,不易于实现。

发明内容
本发明的实施例提供一种跟踪补偿积分器、宽带滤波器及宽带模拟芯片,该补偿积分器能够消除宽带滤波器中因运放有限带宽带来的影响,实现稳定的高带宽滤波器。本发明实施例提供一种补偿积分器,所述补偿积分器包括运算放大器、积分电阻和积分电容、以及零点电阻;所述积分电阻接所述运算放大器的输入端,所述积分电容与所述零点电阻串联接在所述运算放大器的输入端与输出端之间;所述零点电阻用于产生一零点;所述运算放大器用于将所述零点电阻产生的零点与自身有限带宽产生的极点相关联,抵消所述极点,实现跟踪补偿。本发明实施例还提供一种宽带滤波器,所述滤波器包括两个所述的补偿积分器, 分别为第一补偿积分器和第二补偿积分器,所述第一补偿积分器的输出端接所述第二补偿积分器的输入端;所述滤波器还包括第三电阻和第四电阻;所述第三电阻接在所述第一补偿积分器的运算放大器的输入端与输出端之间,所述第四电阻接在所述第一补偿积分器的运算放大器的输入端和所述第二补偿积分器的运算放大器的输出端之间。本发明实施例还提供一种宽带模拟芯片,所述芯片包括所述的宽带滤波器。根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果本发明实施例中,通过为所述积分电容串联一零点电阻,产生一左半平面零点,利用该零点来抵消所述运算放大器的有限带宽对积分器产生的极点,从而消除滤波器中因运算放大器的有限带宽带来的影响,并且通过电流控制尾电流源将零点和极点关联,实现跟踪补偿。采用本发明实施例,其方案实施简单,只需要增加零点电阻和与运放带宽关联的电流源,不需要额外的复杂校准电路,电路易于实现。


图I为本发明实施例的跟踪补偿积分器的电路图;图2为本发明实施例的运算放大器的一种实现方式电路图;图3为本发明实施例的尾电流源的一种实现方式电路图;图4为本发明实施例的尾电流源的另一种实现方式电路图;图5为本发明实施例的宽带滤波器的电路图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。本发明的目的在于提供一种跟踪补偿积分器、宽带滤波器及宽带模拟芯片,该补偿积分器能够实现零点对运算放大器有限带宽产生的极点的跟踪补偿,从而消除宽带滤波器中因运放有限带宽带来的影响,实现稳定的高带宽滤波器。本发明实施例中,所述跟踪补偿积分器包括运算放大器、积分电阻、积分电容和零点电阻,所述积分电阻接所述运算放大器的输入端,所述积分电容和零点电阻串联接在所述运算放大器的输入端与输出端之间。其中,所述积分电阻没有与所述运算放大器相连的一端作为所述补偿积分器的输入端,所述运算放大器的输出端作为所述补偿积分器的输出端。所述零点电阻用于产生一零点。所述运算放大器用于将所述零点电阻产生的零点与自身有限带宽产生的极点相关联,抵消所述极点,实现跟踪补偿。本发明实施例中,通过为所述积分电容串联一零点电阻,产生一左半平面零点,利用该零点来抵消所述运算放大器的有限带宽对积分器产生的极点,从而消除滤波器中因运算放大器的有限带宽带来的影响,并且通过电流控制尾电流源将零点和极点关联,实现跟踪补偿。参照图I,为本发明实施例的跟踪补偿积分器的电路图。所述跟踪补偿积分器可以为差分形式,如图I所示,所述运算放大器具体为宽带差分运算放大器。所述跟踪补偿积分器包括运算放大器A、积分电阻、积分电容和零点电阻。
所述积分电阻包括第一积分电阻ROl和第二积分电阻R02 ;所述积分电容包括第一积分电容COl和第二积分电容C02 ;所述零点电阻包括第一零点电阻Rzl和第二零点电阻 Rz2。所述第一积分电阻ROl接所述运算放大器A的同相输入端,所述第一积分电容COl 与第一零点电阻Rzl串联后接在所述运算放大器A的同相输入端与负输出端之间。所述第二积分电阻R02接所述运算放大器A的反相输入端,所述第二积分电容C02 与第二零点电阻Rz2串联后接在所述运算放大器A的反相输入端与正输出端之间。其中,所述第一积分电阻ROl没有与运算放大器A相连的一端和所述第二积分电阻R02没有和运算放大器A相连的一端作为所述补偿积分器的输入端in,所述运算放大器的正输出端和负输出端作为所述补偿积分器的输出端out ;该零点电阻用于产生一零点; 所述运算放大器用于将所述零点电阻产生的零点与自身有限带宽产生的极点相关联,抵消所述极点,实现跟踪补偿。 为
下面对本发明实施例所述的跟踪补偿积分器的工作原理进行详细介绍。
对于传统的没有为积分电容串联零点电阻的积分器而言,积分器的理想传递函数
权利要求
1.一种补偿积分器,其特征在于,所述补偿积分器包括运算放大器、积分电阻和积分电容、以及零点电阻;所述积分电阻接所述运算放大器的输入端,所述积分电容与所述零点电阻串联接在所述运算放大器的输入端与输出端之间;所述零点电阻用于产生一零点;所述运算放大器用于将所述零点电阻产生的零点与自身有限带宽产生的极点相关联, 抵消所述极点,实现跟踪补偿。
2.根据权利要求I所述的补偿积分器,其特征在于,所述积分电阻包括第一积分电阻和第二积分电阻;所述积分电容包括第一积分电容和第二积分电容;所述零点电阻包括第一零点电阻和第二零点电阻;所述第一积分电阻接所述运算放大器的同相输入端,所述第一积分电容与第一零点电阻串联后接在所述运算放大器的同相输入端与负输出端之间;所述第二积分电阻接所述运算放大器的反相输入端,所述第二积分电容与第二零点电阻串联后接在所述运算放大器的反相输入端与正输出端之间。
3.根据权利要求2所述的补偿积分器,其特征在于,所述运算放大器为尾电流控制的宽带差分运算放大器。
4.根据权利要求3所述的补偿积分器,其特征在于,所述运算放大器包括第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第一三极管、第二三极管、第一米勒电容、第二米勒电容、尾电流源、第一电流源负载、第二电流源负载;所述第四晶体管的栅极与第三晶体管的栅极短接,所述第四晶体管的漏极接所述第二三极管的集电极,所述第三晶体管的漏极接所述第一三极管的集电极;所述第二三极管的发射极和所述第一三极管的集电极共同接所述尾电流源的第一端;所述第五晶体管的栅极接所述第三晶体管的漏极,所述第五晶体管的漏极接所述第一电流源负载的第一端;所述第六晶体管的栅极接所述第四晶体管的漏极,所述第六晶体管的漏极接所述第二电流源负载的第一端;所述第四晶体管的源极、第三晶体管的源极、第五晶体管的源极和第六晶体管的源极共同接工作电源;所述尾电流源的第二端、第一电流源负载的第二端和第二电流源负载的第二端共同接地;所述第一米勒电容接在所述第五晶体管的栅极和漏极之间;所述第二米勒电容接在所述第六晶体管的栅极和漏极之间。
5.根据权利要求4所述的补偿积分器,其特征在于,所述尾电流源由一与所述零点电阻和温度成正相关的偏置电流产生电路产生。
6.根据权利要求5所述的补偿积分器,其特征在于,所述偏置电流产生电路包括 第十一晶体管、第十二晶体管、第十三晶体管、第十四晶体管、第十五晶体管、第十六晶体管、 第三三极管、第四三极管、第一电阻;所述第十一晶体管、第十二晶体管、第十三晶体管的源极短接,所述第十一晶体管、第十二晶体管、第十三晶体管的门短接;所述第十一晶体管的漏极和栅极短接,所述第十一晶体管的漏极接第三三极管的集电极;所述第三三极管的发射极经第一温度电阻接地,所述第三三极管的基极与第四晶体管的基极短接;所述第十二晶体管的漏极接第四三极管的集电极,所述第四三极管的基极和集电极短接,第四三极管的发射极接地;所述第十三晶体管的漏极接第十四晶体管的漏极,所述第十四晶体管的漏极和栅极短接;所述第十四晶体管、第十五晶体管、第十六晶体管的栅极短接,所述第十四晶体管、第十五晶体管、第十六晶体管的源极共同接地;所述第十五晶体管的漏极和第十六晶体管的漏极作为所述尾电流源的第一端。
7.根据权利要求4所述的补偿积分器,其特征在于,所述尾电流源由一与所述零点电阻成正相关的偏置电流产生电路产生。
8.根据权利要求7所述的补偿积分器,其特征在于,所述偏置电流产生电路包括 第二十一晶体管、第二十二晶体管、第二十三晶体管、第二十四晶体管、第二十五晶体管、第二十六晶体管、第二放大器、第二电阻;所述第二十一晶体管、第二十二晶体管的源极短接,所述第二十一晶体管、第二十二晶体管的栅极短接,所述第二十一晶体管的栅极和漏极短接;所述第二十一晶体管的漏极接第二十三晶体管的漏极,所述第二十三晶体管的栅极接第二放大器的输出端;所述第二放大器的同相输入端接基准电压,第二放大器的反相输入端接第二十三晶体管的源极;第二十三晶体管的源极经第二电阻接地;所述第二十二晶体管的漏极接第二十四晶体管的漏极,所述第二十四晶体管的漏极和栅极短接;所述第二十四晶体管、第二十五晶体管、第二十六晶体管的栅极短接,所述第二十四晶体管、第二十五晶体管、第二十六晶体管的源极共同接地;所述第二十五晶体管漏极和第二十六晶体管的漏极作为所述尾电流源的第一端。
9.一种宽带滤波器,其特征在于,所述滤波器包括两个如权利要求I至8任一项所述的补偿积分器,分别为第一补偿积分器和第二补偿积分器,所述第一补偿积分器的输出端接所述第二补偿积分器的输入端;所述滤波器还包括第三电阻和第四电阻;所述第三电阻接在所述第一补偿积分器的运算放大器的输入端与输出端之间,所述第四电阻接在所述第一补偿积分器的运算放大器的输入端和所述第二补偿积分器的运算放大器的输出端之间。
10.一种宽带模拟芯片,其特征在于,所述芯片包括如权利要求9所述的宽带滤波器。
全文摘要
本发明实施例公开了一种补偿积分器,所述补偿积分器包括运算放大器、积分电阻和积分电容、以及零点电阻;所述积分电阻接所述运算放大器的输入端,所述积分电容与所述零点电阻串联接在所述运算放大器的输入端与输出端之间;所述零点电阻用于产生一零点;所述运算放大器用于将所述零点电阻产生的零点与自身有限带宽产生的极点相关联,抵消所述极点,实现跟踪补偿。本发明实施例还公开一种宽带滤波器及宽带模拟芯片。采用本发明实施例,能够实现零点对运算放大器有限带宽产生的极点的跟踪补偿,从而消除宽带滤波器中因运放有限带宽带来的影响,实现稳定的高带宽滤波器。
文档编号H03H11/12GK102611411SQ201110429359
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者何卓彪, 朱芸, 王红玉, 饶进 申请人:华为技术有限公司
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