一种用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路，该频率校准电路包含跨导放大器主从结构控制电路和RC振荡电路以及数字逻辑电路；主从结构控制电路中的主跨导放大器与Gm-C滤波器中的从跨导放大器相匹配，由相同的偏置电压控制，使其跨导值Gm与主从控制电路中的电阻R精确成反比关系，跨导放大器工艺误差对频率的影响转变为电阻工艺误差对频率的影响。相比于传统的Gm-C滤波器的频率校准电路具有结构简单、鲁棒性好的特点。
【专利说明】—种用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路。
【背景技术】
[0002]校准电路是集成滤波器电路中必不可少的模块。随着半导体集成电路的发展，模拟数字单芯片越来越成为主流，低中频滤波器作为无线射频收发机、传感器接口的关键电路也常常被选择集成在芯片上，以减小系统尺寸、降低成本并提高系统性能。但由于制造容差、工艺变化等工艺因素以及器件老化等影响，滤波器的频率特性会发生较大变化。如电阻电容20%的工艺偏差将会造成滤波器频率30%?50%的误差。解决办法就是在集成滤波器中加入频率校准电路，自适应调整器件的参数，使滤波器的频率特性实现需要的功能。
[0003]不同类型的集成滤波器的频率校准电路不同。有源RC滤波器的频率特性由RC时间常数决定，电阻电容采用阵列的形式，通过数字逻辑改变阵列的码率即可改变滤波器的频率特性，频率检测电路可采用积分器或者振荡器来实现。基于积分器的检测电路由于处理的模拟信号需要放大器、比较器等电路功耗大，结构复杂，而基于振荡器的检测电路只需反相器即可实现，功耗低结构简单，因此在低功耗应用场合多采用基于振荡器的频率校准电路。不同于有源RC滤波器，Gm-C滤波器具有超低功耗的特点，因此在主流的低功耗设计电路中多采用Gm-C滤波器。但是Gm-C滤波器的频率特性由时间常数C/Gm决定，其中Gm是运算跨导放大器的跨导值，由尾电流源决定，一般通过调节偏置电压来改变，只能使用连续的模拟信号调节。传统的基于锁相环的Gm-C滤波器频率校准电路如图2所示主要包含压控振荡器、鉴相器、低通滤波三个模块。振荡器、鉴相器与低通滤波器构成控制环路，环路锁定后，压控振荡器VCO的振荡频率和鉴相器的输入参考时钟频率相同，压控振荡器VCO与Gm-C滤波器中跨导放大器和电容相匹配，因此可以通过确定鉴相器的输入参考频率来确定Gm-C滤波器中频率特性。但是这种校准电路几个模块均需要消耗很大的功耗，同时压控振荡器还存在限幅和稳定性问题。
[0004]跨导放大器的主从控制思想最早是出现在可变增益放大器中，可变增益放大器要实现高精度的增益调节，对跨导放大器的跨导值的精度要求较高，跨导放大器的跨导值通常和多个器件参数有关，同时也是简单的线性相关，因此直接调节难以实现高精度。采用主从结构，通过主跨导放大器将跨导值转变为与某一参数成线性相关的变量，比如电压值或者时钟频率，通过系统提供的基准电压或者参考时钟即可将主跨导放大器的跨导值固定为一个精确值，可变增益放大器中的从跨导放大器受主跨导放大器控制，从而实现高精度的增益值。
[0005]因此，需要一种新的用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路以解决上述问题。
【发明内容】
[0006]发明目的:本发明针对现有技术中可变增益放大器的缺陷，提供一种提升增益变化范围的用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路。[0007]技术方案:为解决上述技术问题，本发明的用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路采用如下技术方案:
[0008]一种用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路，包括跨导放大器主从控制电路，
[0009]所述跨导放大器主从控制电路包括第一 P型金属氧化物场效应管(PMl )、第二 P型金属氧化物场效应管(PM2)、第三P型金属氧化物场效应管(PM3)、第四P型金属氧化物场效应管(PM4)、第五P型金属氧化物场效应管(PM5)、第六P型金属氧化物场效应管(PM6)、第七P型金属氧化物场效应管(PM7)、第八P型金属氧化物场效应管(PM8)、第九P型金属氧化物场效应管(PM9)、第十P型金属氧化物场效应管(PMlO)、第十一 P型金属氧化物场效应管(PM11)、第十二 P型金属氧化物场效应管(PM12)、第一 N型金属氧化物场效应管(匪I)、第二 N型金属氧化物场效应管(NM2)、第三N型金属氧化物场效应管(NM3)、第四N型金属氧化物场效应管(NM4)、第五N型金属氧化物场效应管(匪5)、第六N型金属氧化物场效应管(NM6)以及电阻(RO)和主跨导放大器(Gm)，
[0010]所述第一 P型金属氧化物场效应管(PMl)的源极、所述第二 P型金属氧化物场效应管(PM2)的源极、所述第三P型金属氧化物场效应管(PM3)的源极、所述第四P型金属氧化物场效应管(PM4)的源极、所述第五P型金属氧化物场效应管(PM5)的源极和所述第六P型金属氧化物场效应管(PM6)的源极连接并接电源；
[0011]所述第一 P型金属氧化物场效应管(PMl)的栅极、所述第二 P型金属氧化物场效应管(PM2)的栅极、所述第三P型金属氧化物场效应管(PM3)的栅极、所述第四P型金属氧化物场效应管(PM4)的栅极、所述第五P型金属氧化物场效应管(PM5)的栅极和所述第六P型金属氧化物场效应管(PM6)的栅极连接；
[0012]所述第一 P型金属氧化物场效应管(PMl)的漏极、所述第七P型金属氧化物场效应管(PM7)的源极和所述第八P型金属氧化物场效应管(PM8)的源极连接；
[0013]所述第二 P型金属氧化物场效应管(PM2)的漏极和所述第九P型金属氧化物场效应管(PM9)的源极连接；
[0014]所述第三P型金属氧化物场效应管(PM3 )的漏极连接所述主跨导放大器(Gm)的同相输入端与反相输出端；
[0015]所述第四P型金属氧化物场效应管(PM4)的漏极连接所述第十P型金属氧化物场效应管(PMlO)的源极；
[0016]所述第五P型金属氧化物场效应管(PM5)的漏极连接所述第十一 P型金属氧化物场效应管(PMlI)的源极；
[0017]所述第六P型金属氧化物场效应管(PM6)的漏极、所述第六P型金属氧化物场效应管(PM6)的栅极和所述第十二 P型金属氧化物场效应管(PM12)的源极连接；
[0018]所述第七P型金属氧化物场效应管(PM7)的漏极、所述第一 N型金属氧化物场效应管(匪I)的漏极、所述第一 N型金属氧化物场效应管(NMl)的栅极和所述第二 N型金属氧化物场效应管(匪2)的栅极连接；
[0019]所述第七P型金属氧化物场 效应管(PM7)的栅极连接所述主跨导放大器(Gm)的同相输入端和反相输出端；
[0020]所述第八P型金属氧化物场效应管(PM8)的漏极连接所述第二 N型金属氧化物场效应管(匪2)的漏极；[0021]所述第八P型金属氧化物场效应管(PM8)的栅极、所述第十P型金属氧化物场效应管(PMlO)的漏极和电阻(RO)的一端的连接；
[0022]所述第九P型金属氧化物场效应管(PM9)的栅极、所述第十P型金属氧化物场效应管(PMlO)的栅极、所述第十一 P型金属氧化物场效应管(PMll)的栅极和所述第十二 P型金属氧化物场效应管(PM12)的栅极连接；
[0023]所述第九P型金属氧化物场效应管(PM9)的漏极、所述第三N型金属氧化物场效应管(匪3)的漏极、所述第三N型金属氧化物场效应管(匪3)的栅极、所述第四N型金属氧化物场效应管(NM4)的栅极连接；
[0024]所述第十P型金属氧化物场效应管(PMlO)的漏极通过所述电阻(RO)连接所述第五P型金属氧化物场效应管(PM5)的漏极和第四P型金属氧化物场效应管(PM4)的漏极；
[0025]所述第十一 P型金属氧化物场效应管(PMlI)的漏极、所述第六N型金属氧化物场效应管(NM6)的栅极、所述第六N型金属氧化物场效应管(NM6)的漏极和所述第五N型金属氧化物场效应管(匪5)的栅极连接；
[0026]所述第十二 P型金属氧化物场效应管(PM12)的漏极连接所述参考电流源(Iref)的输入端；
[0027]所述第四N型金属氧化物场效应管(NM4)的漏极、所述第五N型金属氧化物场效应管(匪5)的漏极、所述主跨导放大器(Gm)的反相输入端和所述主跨导放大器(Gm)的同相输出端连接；
[0028]所述第一 N型金属氧化物场效应管(匪I)的源极、所述第二 N型金属氧化物场效应管(匪2)的源极、所述第三N型金属氧化物场效应管(匪3)的源极、所述第四N型金属氧化物场效应管(NM4)的源极、所述第五N型金属氧化物场效应管(匪5)的源极、所述第六N型金属氧化物场效应管(NM6)的源极和所述参考电流源(Iref)的输出端均接地；
[0029]所述第二 N型金属氧化物场效应管(匪2)的漏极连接所述主跨导放大器(Gm)的电压控制端口和Gm-C滤波器中从跨导放大器的电压控制端口。
[0030]更进一步的，还包括RC振荡电路，所述RC振荡电路包括第一倒相放大器(InvO)、第二倒相放大器(Invl)、第三倒相放大器(Inv2)、可变电容(CO)、第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)，所述第一倒相放大器(InvO)、第二倒相放大器(Invl)和第三倒相放大器(Inv2)依次首尾相接，所述第一倒相放大器(InvO)和第三倒相放大器(Inv2)之间设置有所述第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)，所述第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)串联连接；所述可变电容(CO)的一端连接所述第二倒相放大器(Invl)和第三倒相放大器(Inv2)的连接点，所述可变电容(CO)的另一端连接所述第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)的连接点。采用低功耗的RC频率检测电路，通过调整电容值来校准滤波器的时间常数。RC振荡电路相比压控振荡器VCO不存在输入限幅和稳定性问题，同时功耗低，这种校准电路非常适合应用于低功耗、低成本的Gm-C滤波器中。可有效节约功耗，节约电路结构。
[0031]更进一步的，还包括数字逻辑电路，所述RC振荡电路连接所述数字逻辑电路，所述跨导放大器主从控制电路和数字逻辑电路分别连接所述Gm-C滤波器中从跨导放大器的电压控制端口和电容控制端口，
[0032]所述数字逻辑电路用于检测所述RC振荡电路的频率并调整可调电容值，使振荡频率稳定在固定范围内， 矫正时间常数RC，最后将校准后的电容值送给所述Gm-C滤波器。[0033]有益效果:本发明的用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路电路结构简单，提供了一种用于Gm-C滤波器的频率校准电路。Gm-C滤波器的频率误差主要受跨导放大器的跨导值和电容的工艺误差和温度影响，影响跨导放大器的跨导值Gm的因素很多，因此需要一种准确控制跨导值的电路。该校准电路使用了跨导放大器的主从控制结构，将跨导放大器的误差转变为电阻的工艺偏差，稳定性更高。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为本发明的用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路频率校准电路模块框图；
[0035]图2为传统基于锁相环的Gm-C滤波器频率校准电路模块框图；
[0036]图3为本发明中关键模块跨导放大器主从控制电路原理图；
[0037]图4为采用本发明的频率校准电路后Gm-C低通滤波器在不同工艺角下校准前后的幅频特性曲线对比=MO为理想曲线，Ml、M2分别为FF、SS工艺角下校准前的曲线，M3、M4为FF、SS工艺角下校准后的曲线。
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述:
[0039]请参阅图1所示，本发明的用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路，包括跨导放大器主从控制电路，
[0040]跨导放大器主从控制电路包括第一 P型金属氧化物场效应管PMl、第二 P型金属氧化物场效应管PM2、第三P型金属氧化物场效应管PM3、第四P型金属氧化物场效应管PM4、第五P型金属氧化物场效应管PM5、第六P型金属氧化物场效应管PM6、第七P型金属氧化物场效应管PM7、第八P型金属氧化物场效应管PM8、第九P型金属氧化物场效应管PM9、第十P型金属氧化物场效应管PMlO、第十一 P型金属氧化物场效应管PMl 1、第十二 P型金属氧化物场效应管PM12、第一 N型金属氧化物场效应管匪1、第二 N型金属氧化物场效应管匪2、第三N型金属氧化物场效应管匪3、第四N型金属氧化物场效应管NM4、第五N型金属氧化物场效应管匪5、第六N型金属氧化物场效应管NM6以及电阻RO和主跨导放大器Gm。
[0041]其中，第一 P型金属氧化物场效应管PMl的源极、第二 P型金属氧化物场效应管PM2的源极、第三P型金属氧化物场效应管PM3的源极、第四P型金属氧化物场效应管PM4的源极、第五P型金属氧化物场效应管PM5的源极和第六P型金属氧化物场效应管PM6的源极连接并接电源。第一 P型金属氧化物场效应管PMl的栅极、第二 P型金属氧化物场效应管PM2的栅极、第三P型金属氧化物场效应管PM3的栅极、第四P型金属氧化物场效应管PM4的栅极、第五P型金属氧化物场效应管PM5的栅极和第六P型金属氧化物场效应管PM6的栅极连接。第一 P型金属氧化物场效应管PMl的漏极、第七P型金属氧化物场效应管PM7的源极和第八P型金属氧化物场效应管PM8的源极连接。第二 P型金属氧化物场效应管PM2的漏极和第九P型金属氧化物场效应管PM9的源极连接。第三P型金属氧化物场效应管PM3的漏极连接主跨导放大器Gm的同相输入端与反相输出端。第四P型金属氧化物场效应管PM4的漏极连接第十P型金属氧化物场效应管PMlO的源极。第五P型金属氧化物场效应管PM5的漏极连接第十一 P型金属氧化物场效应管PMll的源极。第六P型金属氧化物场效应管PM6的漏极、第六P型金属氧化物场效应管PM6的栅极和第十二 P型金属氧化物场效应管PM12的源极连接。第七P型金属氧化物场效应管PM7的漏极、第一 N型金属氧化物场效应管匪I的漏极、第一 N型金属氧化物场效应管匪I的栅极和第二 N型金属氧化物场效应管匪2的栅极连接。第七P型金属氧化物场效应管PM7的栅极连接跨导放大器Gm的同相输入端和反相输出端。第八P型金属氧化物场效应管PM8的漏极连接第二 N型金属氧化物场效应管匪2的漏极。第八P型金属氧化物场效应管PM8的栅极、第十P型金属氧化物场效应管PMlO的漏极和电阻RO的一端的连接。第九P型金属氧化物场效应管PM9的栅极、第十P型金属氧化物场效应管PMlO的栅极、第十一 P型金属氧化物场效应管PMll的栅极和第十二 P型金属氧化物场效应管PM12的栅极连接。第九P型金属氧化物场效应管PM9的漏极、第三N型金属氧化物场效应管NM3的漏极、第三N型金属氧化物场效应管匪3的栅极、第四N型金属氧化物场效应管NM4的栅极连接。第十P型金属氧化物场效应管PMlO的漏极通过电阻RO连接第五P型金属氧化物场效应管PM5的漏极和第四P型金属氧化物场效应管PM4的漏极。第H^一 P型金属氧化物场效应管PMll的漏极、第六N型金属氧化物场效应管NM6的栅极、第六N型金属氧化物场效应管NM6的漏极和第五N型金属氧化物场效应管匪5的栅极连接。第十二 P型金属氧化物场效应管PM12的漏极连接参考电流源Iref的输入端。第四N型金属氧化物场效应管NM4的漏极、第五N型金属氧化物场效应管匪5的漏极、主跨导放大器Gm的反相输入端和主跨导放大器Gm的同相输出端连接。[0042]第一N型金属氧化物场效应管NMl的源极、第二N型金属氧化物场效应管匪2的源极、第三N型金属氧化物场效应管匪3的源极、第四N型金属氧化物场效应管NM4的源极、第五N型金属氧化物场效应管匪5的源极、第六N型金属氧化物场效应管NM6的源极和参考电流源Iref的输出端均接地。第二 N型金属氧化物场效应管匪2的漏极连接主跨导放大器Gm的电压控制端口和Gm-C滤波器中从跨导放大器的电压控制端口。
[0043]还包括RC振荡电路，RC振荡电路包括第一倒相放大器InvO、第二倒相放大器Invl、第三倒相放大器Inv2、可变电容CO、第一电阻Rl和第二电阻R2，第一倒相放大器InvO、第二倒相放大器Invl和第三倒相放大器Inv2依次首尾相接,第一倒相放大器InvO和第三倒相放大器Inv2之间设置有第一电阻Rl和第二电阻R2，第一电阻Rl和第二电阻R2串联连接。可变电容CO的一端连接第二倒相放大器Invl和第三倒相放大器Inv2的连接点，可变电容CO的另一端连接第一电阻Rl和第二电阻R2的连接点。采用低功耗的RC频率检测电路，通过调整电容值来校准滤波器的时间常数。RC振荡电路相比压控振荡器VCO不存在输入限幅和稳定性问题，同时功耗低，这种校准电路非常适合应用于低功耗、低成本的Gm-C滤波器中。可有效节约功耗，节约电路结构。
[0044]还包括数字逻辑电路，RC振荡电路连接数字逻辑电路，跨导放大器主从控制电路和数字逻辑电路分别连接Gm-C滤波器中从跨导放大器的电压控制端口和电容控制端口，数字逻辑电路用于检测RC振荡电路的频率并调整可调电容值，使振荡频率稳定在固定范围内，矫正时间常数RC，最后将校准后的电容值送给Gm-C滤波器。数字逻辑电路为现有技术中常见的功能模块，本发明未对其进行改进。
[0045]发明原理:
[0046]本发明的校准电路核心是跨导放大器主从控制电路如图3所示，包括主跨导放大器、电流源ib、ig、电阻RO和误差放大器:为保证输入输出共模电平相等，主跨导放大器接成负反馈形式；电流源ib流过电阻R0，产生固定电压差V' p_Vn= ibR，跨导放大器的反相输入接电阻一端电压固定为Vn，同相输入端与电阻的另一端分别接误差放大器的输入，从而使跨导放大器的输入电压等于电阻两端的电压差ibR。电流源ig从跨导放大器的输出灌
入/抽取电流ig。由于跨导放大器的输入电压与输出电流固定，其跨导值为Gm=i，电流
源由基准镜像得到，其误差很小，跨导放大器的跨导值与电阻R成反比，其精度也由电阻决定。
[0047]主从结构控制Gm-C滤波器中的跨导放大器，使其跨导值Gm与主从控制电路中的电阻R精确成反比关系(Gm = k/R, Ic1为常数)，从而使得决定Gm-C滤波器频率特性(包括带宽、中心频率等)f的时间常数由C/Gm转变为RC，用表达式表示为f - Qjc = k/RC。RC振荡电路振荡频率fo与时间常数RC成反比(& = k2/RC)，其中电阻R和电容C分别与主从控制电路中的电阻和Gm-C滤波器中的电容相匹配，因此Gm-C滤波器的频率特性正比于RC振荡器的振荡频率即f f。= k2/RC。数字逻辑电路检测振荡电路的频率并调整可调电容值，使振荡频率稳定在固定范围内，实现时间常数RC的矫正，最后将校准后的电容值送给Gm-C滤波器，最终实现了 Gm-C滤波器的频率校准。
[0048]相比于传统的基于锁相环的Gm-C滤波器频率校准电路如图2，该校准电路除主从控制电路消耗一定的静态电流外，其余模块均为数字电路并只在校准结束后可关闭，具有功耗低的特点，RC振荡电路相比压控振荡器VCO不存在输入限幅和稳定性问题，同时功耗低，这种校准电路非常适合应用于低功耗、低成本的Gm-C滤波器中。
[0049]如图4所示，采用本发明的频率校准电路后Gm-C低通滤波器在不同工艺角下校准前后的幅频特性曲线。其中MO为理想的幅频特性曲线，带宽为244KHz ;M1、M2分别为校准前FF和SS工艺角下的幅频特性，带宽分别为335KHz、174KHz，频率误差近30% ;M3、M4分别为FF和SS工艺角下校准后的幅频特性，带宽分别为250KHz、237KHz，频率误差缩减到了 5%以内，可见本发明的校准电路实现了频率校准功能。
[0050]本发明基于这种跨导放大器主从控制思想，融合有源RC滤波器的频率校准电路，提出了一种新的用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路频率校准电路，电路结构简单、功耗低、稳定性好，真正符合了 Gm-C滤波器的低功耗低成本的特点。
[0051]相比于传统的基于锁相环的Gm-C滤波器频率校准电路，该校准电路除主从控制电路消耗一定的静态电流外，其余模块均为数字电路并只在校准结束后可关闭，具有功耗低的特点，RC振荡电路相比压控振荡器VCO不存在输入限幅和稳定性问题，同时功耗低，这种校准电路非常适合应用于低功耗、低成本的Gm-C滤波器中。
[0052]其中，该校准电路包含跨导放大器主从控制电路、RC振荡电路和数字逻辑电路，跨导放大器主从控制电路中的主跨导放大器与Gm-C滤波器中的从跨导放大器相匹配，由相同的偏置电压控制；主从控制电路将跨导放大器的跨导值Gm转变为与控制电路中的电阻R成反比关系，RC振荡电路中的电阻R与主从结构跨导放大器中的电阻R相匹配，可调电容C与Gm-C滤波器中的可调电容C相匹配；数字逻辑电路检测RC振荡器的振荡频率并调整可调电容C使振荡频率稳定在固定范围内，并将可调电容的稳定值送给Gm-C滤波器。该校准电路中采用主从结构控制Gm-C滤波器中的跨导放大器，使其跨导值Gm与主从控制电路中的电阻R精确成反比关系，跨导放大器的工艺误差转变为电阻R的工艺误差，从而使得决定Gm-C滤波器频率特性的时间常数由C/Gm转变为与有源RC滤波器相同的RC。RC振荡电路中的电阻R和电容C分别与主从控制电路中的电阻和Gm-C滤波器中的电容相匹配，从而精确反应滤波器的频率特性。数字逻辑电路检测振荡电路的输出频率并调整可调电容值，最后将校准后的电容值送给Gm-C滤波器，从而实现了 Gm-C滤波器的频率校准。相比于传统的Gm-C滤波器的频率校准电路具有结构简单、功耗低、鲁棒性好的特点。
[0053]本发明的用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路提供了一种用于Gm-C滤波器的频率校准电路。Gm-C滤波器的频率误差主要受跨导放大器的跨导值和电容的工艺误差和温度影响，影响跨导放大器的跨导值Gm的因素很多，因此需要一种准确控制跨导值的电路。该校准电路使用了跨导放大器的主从控制结构，将跨导放大器的误差转变为电阻的工艺偏差，稳定性更高。
【权利要求】
1.一种用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路，其特征在于，包括跨导放大器主从控制电路， 所述跨导放大器主从控制电路包括第一 P型金属氧化物场效应管(PMl )、第二 P型金属氧化物场效应管(PM2)、第三P型金属氧化物场效应管(PM3)、第四P型金属氧化物场效应管(PM4)、第五P型金属氧化物场效应管(PM5)、第六P型金属氧化物场效应管(PM6)、第七P型金属氧化物场效应管(PM7)、第八P型金属氧化物场效应管(PM8)、第九P型金属氧化物场效应管(PM9)、第十P型金属氧化物场效应管(PMlO)、第十一 P型金属氧化物场效应管(PM11 )、第十二 P型金属氧化物场效应管(PM12)、第一 N型金属氧化物场效应管(匪I )、第二 N型金属氧化物场效应管(NM2)、第三N型金属氧化物场效应管(NM3)、第四N型金属氧化物场效应管(NM4)、第五N型金属氧化物场效应管(匪5)、第六N型金属氧化物场效应管(NM6)以及电阻(RO)和主跨导放大器(Gm)， 所述第一 P型金属氧化物场效应管(PMl)的源极、所述第二 P型金属氧化物场效应管(PM2)的源极、所述第三P型金属氧化物场效应管(PM3)的源极、所述第四P型金属氧化物场效应管(PM4)的源极、所述第五P型金属氧化物场效应管(PM5)的源极和所述第六P型金属氧化物场效应管(PM6)的源极连接并接电源； 所述第一 P型金属氧化物场效应管(PMl)的栅极、所述第二 P型金属氧化物场效应管(PM2)的栅极、所述第三P型金属氧化物场效应管(PM3)的栅极、所述第四P型金属氧化物场效应管(PM4)的栅极、所述第五P型金属氧化物场效应管(PM5)的栅极和所述第六P型金属氧化物场效应管(PM6)的栅极连接； 所述第一 P型金属氧化物场效应管(PMl)的漏极、所述第七P型金属氧化物场效应管(PM7)的源极和所述第八P型金属氧化物场效应管(PM8)的源极连接； 所述第二 P型金属氧化物场效应管(PM2)的漏极和所述第九P型金属氧化物场效应管(PM9)的源极连接； 所述第三P型金属氧化物场效应管(PM3)的漏极连接所述主跨导放大器(Gm)的同相输入端与反相输出端； 所述第四P型金属氧化物场效应管(PM4)的漏极连接所述第十P型金属氧化物场效应管(PMlO)的源极； 所述第五P型金属氧化物场效应管(PM5)的漏极连接所述第十一 P型金属氧化物场效应管(PMlI)的源极； 所述第六P型金属氧化物场效应管(PM6)的漏极、所述第六P型金属氧化物场效应管(PM6)的栅极和所述第十二 P型金属氧化物场效应管(PM12)的源极连接； 所述第七P型金属氧化物场效应管(PM7)的漏极、所述第一 N型金属氧化物场效应管(NMl)的漏极、所述第一 N型金属氧化物场效应管(NMl)的栅极和所述第二 N型金属氧化物场效应管(匪2)的栅极连接； 所述同相输入端第七P型金属氧化物场效应管(PM7)的栅极连接所述跨导放大器(Gm)的同相输入端和反相输出端； 所述第八P型金属氧化物场效应管(PM8)的漏极连接所述第二 N型金属氧化物场效应管(匪2)的漏极； 所述第八P型金属氧化物 场效应管(PM8)的栅极、所述第十P型金属氧化物场效应管(PMlO)的漏极和电阻(RO)的一端的连接； 所述第九P型金属氧化物场效应管(PM9)的栅极、所述第十P型金属氧化物场效应管(PMlO)的栅极、所述第十一 P型金属氧化物场效应管(PMll)的栅极和所述第十二 P型金属氧化物场效应管(PM12)的栅极连接； 所述第九P型金属氧化物场效应管(PM9)的漏极、所述第三N型金属氧化物场效应管(匪3)的漏极、所述第三N型金属氧化物场效应管(匪3)的栅极、所述第四N型金属氧化物场效应管(NM4)的栅极连接； 所述第十P型金属氧化物场效应管(PMlO)的漏极通过所述电阻(RO)连接所述第五P型金属氧化物场效应管(PM5)的漏极和第四P型金属氧化物场效应管(PM4)的漏极； 所述第十一 P型金属氧化物场效应管(PMlI)的漏极、所述第六N型金属氧化物场效应管(NM6)的栅极、所述第六N型金属氧化物场效应管(NM6)的漏极和所述第五N型金属氧化物场效应管(匪5)的栅极连接； 所述第十二 P型金属氧化物场效应管(PM12)的漏极连接所述参考电流源(Iref)的输入端; 所述第四N型金属氧化物场效应管(NM4)的漏极、所述第五N型金属氧化物场效应管(匪5)的漏极、所述主跨导放大器(Gm)的反相输入端和所述主跨导放大器(Gm)的同相输出端连接； 所述第一 N型金属氧化物场效应管(匪I)的源极、所述第二 N型金属氧化物场效应管(匪2)的源极、所述第三N型金属氧化物场效应管(匪3)的源极、所述第四N型金属氧化物场效应管(NM4)的源极、所述第五N型金属氧化物场效应管(匪5)的源极、所述第六N型金属氧化物场效应管(NM6)的源极和所述参考电流源(Iref)的输出端均接地； 所述第二 N型金属氧化物场效应管(匪2)的漏极连接所述主跨导放大器(Gm)的电压控制端口和Gm-C滤波器中从跨导放大器的电压控制端口。
2.如权利要求1所述的用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路，其特征在于，还包括RC振荡电路，所述RC振荡电路包括第一倒相放大器(InvO)、第二倒相放大器(Invl)、第三倒相放大器(Inv2)、可变电容(CO)、第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)，所述第一倒相放大器(InvO)、第二倒相放大器(Invl)和第三倒相放大器(Inv2)依次首尾相接，所述第一倒相放大器(InvO)和第三倒相放大器(Inv2)之间设置有所述第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)，所述第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)串联连接；所述可变电容(CO)的一端连接所述第二倒相放大器(Invl)和第三倒相放大器(Inv2)的连接点，所述可变电容(CO)的另一端连接所述第一电阻(Rl)和第二电阻(R2)的连接点。
3.如权利要求1所述的用于Gm-C滤波器的主从结构频率校准电路，其特征在于，还包括RC振荡电路和数字逻辑电路，所述RC振荡电路连接所述数字逻辑电路，所述跨导放大器主从控制电路和数字逻辑电路分别连接所述Gm-C滤波器中从跨导放大器的电压控制端口和电容控制端口， 所述数字逻辑电路用于检测所述RC振荡电路的频率并调整可调电容值，使振荡频率稳定在固定范围内，矫正时间常数RC,最后将校准后的电容值送给所述Gm-C滤波器。
【文档编号】H03L7/00GK103905037SQ201410085525
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月10日 优先权日:2014年3月10日
【发明者】吴建辉, 周明杰, 陈超, 黄成 , 李红 申请人:东南大学