一种可调45度多相滤波器

1.本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种可调45度多相滤波器。


背景技术：

2.当前无线电通讯发展迅猛，正交信号发生器是其中的重要一环。由于在接收机中需要两个正交的本振信号才能实现直接变频低中频接收机结构，而i和q信号的幅度和相位平衡会直接影响接收机的镜像抑制能力，进而将会极大影响接收机的质量。而传统的多相滤波器理论虽然能够实现90度或45度的相移，但由于工艺误差等因素，其电阻值等总会存在偏差而对输出结果造成影响。


技术实现要素：

3.本发明目的在于提供一种可调45度多相滤波器,以解决传统的多相滤波器由于工艺误差等因素，其电阻值等总会存在偏差而对输出结果造成影响的技术问题。
4.为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：
5.一种可调45度多相滤波器，依次包括差分输入端依次连接第一级多相滤波器、第二级多相滤波器、第三级多相滤波器和输出端；
6.所述差分输入端包括第一差分输入端vi+和第二差分输入端vi-；
7.所述第一级多相滤波器为四相位多相滤波器，包括四个可变电阻和四个电容，将差分信号转为两路相差90度相位的信号；
8.所述第二级多相滤波器和第三级多相滤波器是8相位多相滤波器，都包括8个可变电阻和8个电容；所述第二级多相滤波器和第三级多相滤波器把第一级多相滤波器所产生的90度相位差的两个差分信号又再次分成了四个45度相位差的差分信号；
9.所述输出端包括第三级输出1端口、第三级输出2端口、第三级输出3端口、第三级输出4端口、第三级输出5端口、第三级输出6端口、第三级输出7端口、第三级输出8端口；
10.所述可变电阻包括三个nmos晶体管和三个控制端，三个nmos晶体管漏极相接、源极相接，每一nmos晶体管的栅极接一个控制端，通过施加不同的控制信号改变三个nmos晶体管的工作状态。
11.进一步的，所述的第一级多相滤波器有四个支路，包括第一支路、第二支路、第三支路和第四支路；
12.所述第一支路的一端是第一级输出1端口，由第一可变电阻和第四电容一端相接组成；所述第一支路的另一端分别接第一差分输入端vi+和第二差分输入端vi-；
13.所述第二支路的一端是第一级输出2端口，由第二可变电阻和第二电容一端相接组成；所述第二支路的另一端接第一差分输入端vi+；
14.所述第三支路的一端是第一级输出3端口，由第三可变电阻和第三电容一端相接组成；所述第三支路的另一端分别接第二差分输入端vi-和第一差分输入端vi+；
15.所述第四支路的一端是第一级输出4端口，由第四可变电阻和第四电容一端相接
组成；所述第四支路的的另一端接第二差分输入端vi-；
16.所述第二级多相滤波器有八个支路，由可变电阻和电容依次顺序串联起来并首尾相接，共得到十二个节点，其中第一节点接第一级输出1端口；第二节点做第二级输出1端口；第三节点做第二级输出2端口；第四节点接第一级输出2端口；第五节点做第二级输出3端口；第六节点做第二级输出4端口；第七节点接做第一级输出3端口；第八节点做第二级输出5端口；第九节点做第二级输出6端口；第十节点接第一级输出4端口；第十一节点做第二级输出7端口；第十二节点做第二级输出8端口；
17.所述第三级多相滤波器有八个支路，由可变电阻和电容间或依次顺序串联起来并首尾相接，共得到十二个节点，其中，第一节点接第二级输出1端口；第二节点接第三级输出1端口；第三节点接第二级输出2端口；第四节点接第三级输出2端口；第五节点接第二级输出3端口；第六节点接第三级输出3端口；第七节点接第二级输出4端口；第八节点接第三级输出4端口；第九节点接第二级输出5端口；第十节点接第三级输出5端口；第十一节点接第二级输出6端口；第十二节点接第三级输出6端口；第十三节点接第二级输出7端口；第十四节点接第三级输出7端口；第十五节点接第二级输出8端口；第十六节点接第三级输出8端口。
18.进一步的，所述的第一级四个电容的电容值相同；第二级八个电容的电容值相同；第三级的八个电容的电容值相同。
19.进一步的，所述的可变电阻由三个晶体管并联组成。
20.本发明的一种可调45度多相滤波器，具有以下优点：
21.本发明的可调45度多相滤波器结构，在电路的输出端得到八个45度相位差的信号；实现电阻可调，每一块实际芯片可根据实际情况进行调节以降低因工艺误差、寄生的存在所造成的相位失配。
附图说明
22.图1为本发明的单个nmos管的跨导曲线图；
23.图2为本发明的所使用的可变电阻的跨导曲线图；
24.图3为本发明的可调45度多相滤波器结构原理图；
25.图4为本发明的可调电阻结构示意图。
具体实施方式
26.为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明一种可调45度多相滤波器做进一步详细的描述。
27.图1和图2分别为单个晶体管时的跨导特性曲线及晶体管阵列所构成的可变电阻的跨导特性曲线。从图中可以看出在晶体管阵列所组成的可变电阻较单个晶体管有更好的线性度、更小的最小阻值及更宽的调节范围。
28.如图3所示，本发明可调45度多相滤波器从左到右依次包括差分输入端、第一级多相滤波器、第二级多相滤波器、第三级多相滤波器、八个输出端。
29.所述差分输入端包括第一差分输入端vi+和第二差分输入端vi-；
30.所述输出端包括第三级输出1端口、第三级输出2端口、第三级输出3端口、第三级
输出4端口、第三级输出5端口、第三级输出6端口、第三级输出7端口、第三级输出8端口。
31.所述第一级多相滤波器为四相位多相滤波器，包括四个可变电阻和四个电容，将差分信号转为两路相差90度相位的信号；
32.所述第二级多相滤波器和第三级多相滤波器是8相位多相滤波器，都包括8个可变电阻和8个电容；所述第二级多相滤波器和第三级多相滤波器把第一级多相滤波器所产生的90度相位差的两个差分信号又再次分成了四个45度相位差的差分信号；
33.每个可变电阻是通过三个nmos管来实现的，三个nmos管分别是第一晶体管m1、第二晶体管m2和第三晶体管m3。相比于单个nmos管工作于线性区的等效电阻，采用三个nmos管的等效电阻能够实现2k的阻值要求且扩宽了可调范围。
34.第一级多相滤波器、第二级多相滤波器和第三级多相滤波器的可变电阻，通过加在栅极上的信号来控制晶体管的工作状态及等效电阻值。根据线性区跨导的计算公式我们可以得到等效电阻值。
35.可变电阻是可调线性电阻。
36.所述的第一级多相滤波器有四个支路，包括第一支路、第二支路、第三支路和第四支路；
37.所述第一支路的一端是第一级输出1端口，由第一可变电阻和第四电容一端相接组成；所述第一支路的另一端分别接第一差分输入端vi+和第二差分输入端vi-；
38.所述第二支路的一端是第一级输出2端口，由第二可变电阻和第二电容一端相接组成；所述第二支路的另一端接第一差分输入端vi+；
39.所述第三支路的一端是第一级输出3端口，由第三可变电阻和第三电容一端相接组成；所述第三支路的另一端分别接第二差分输入端vi-和第一差分输入端vi+；
40.所述第四支路的一端是第一级输出4端口，由第四可变电阻和第四电容一端相接组成；所述第四支路的另一端接第二差分输入端vi-；
41.所述第二级多相滤波器有八个支路，由可变电阻和电容依次顺序串联起来并首尾相接，共得到十二个节点，其中第一节点接第一级输出1端口；第二节点做第二级输出1端口；第三节点做第二级输出2端口；第四节点接第一级输出2端口；第五节点做第二级输出3端口；第六节点做第二级输出4端口；第七节点接做第一级输出3端口；第八节点做第二级输出5端口；第九节点做第二级输出6端口；第十节点接第一级输出4端口；第十一节点做第二级输出7端口；第十二节点做第二级输出8端口；
42.所述第三级多相滤波器有八个支路，由可变电阻和电容间或依次顺序串联起来并首尾相接，共得到十二个节点，其中，第一节点接第二级输出1端口；第二节点接第三级输出1端口；第三节点接第二级输出2端口；第四节点接第三级输出2端口；第五节点接第二级输出3端口；第六节点接第三级输出3端口；第七节点接第二级输出4端口；第八节点接第三级输出4端口；第九节点接第二级输出5端口；第十节点接第三级输出5端口；第十一节点接第二级输出6端口；第十二节点接第三级输出6端口；第十三节点接第二级输出7端口；第十四节点接第三级输出7端口；第十五节点接第二级输出8端口；第十六节点接第三级输出8端口。
43.所述的第一级四个电容的电容值相同；第二级八个电容的电容值相同；第三级的八个电容的电容值相同。
44.如图4所示，可变电阻采用的是并联晶体管构成。晶体管均为nmos晶体管。
45.具体连接为：三个结构相同的晶体管源极相接、漏极相接、栅极接可变电阻控制端，构成小阵列的形式。其中第一晶体管m1的栅极接第一控制信号g1；第二晶体管m2的栅极接第二控制信号g2；第三晶体管m3的栅极接第三控制信号g3；通过施加不同的控制信号即可改变三个并联晶体管的工作状态，等效为三个电阻的并联结构。通过改变栅极电压即可对电阻进行微调以实现精确控制。
46.可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。