可编程滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及到信号滤波领域，更具体地，涉及一种可编程滤波器。
【背景技术】
[0002] 在电子设计中，电感器和电容器的反应阻抗被用于形成滤波器，包括低通滤波器、 高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。低通或高通滤波器的截止频率、带通滤波器的通带 和带阻滤波器的阻带是依赖于根据本领域公认原则选择的电容器和电感器的值。然而，滤 波器并不提供完美的线性截止给它们的通带、阻带和截止频率。相反，它们提供以对数表示 的分贝/十倍频程为特征的滚降率。例如，对于一阶滤波器而言滚降特性通常大约是-20 分贝/十倍频程。该滚降率通过增加额外的阶层到过滤器被大幅增加以形成高阶滤波器。 例如，五阶滤波器可以达到大约-100分贝/十倍频程的滚降率。
【附图说明】
[0003] 查看附图时结合下列详细说明有助于理解本发明。需要强调的是按照行业标准做 法，附图中各种特征的绘制仅用于说明。事实上，为了清晰地论述问题，各种特征的一些尺 寸可能被增加或缩减。
[0004] 图1是包含可编程滤波器的示例集成电路框图。
[0005] 图2是带有可变电感器和电容器的微分五阶可编程滤波器的电原理图。
[0006] 图3是示例可变电容网络的电原理图。
[0007] 图4是示例可变电感网络的电原理图。图4A-4E是不同状态下示例可变电感网络 的电原理图。
[0008] 图5是适用于集成电路中的可变电感网络的俯视图。
【发明内容】
[0009] 在一个示例实施方案中，公开了可变电感器，其包括具有第一端子、第二端子和中 间抽头的初级电感器；具有连接到初级电感器中间抽头的第一端子，和第二端子的次级电 感器；连接在初级电感器的第一端子和次级电感器的第二端子之间的第一开关；和连接在 初级电感器的第二端子和次级电感器的第二端子之间的第二开关；据此总电感可通过打开 一个或两个开关来改变而可变电感器可以通过关闭两个开关被旁路。
[0010] 在另一个示例实施方案中，公开了包括可编程滤波器，其包括可变电容网络，该网 络包括多个电容器和用于在至少两个可用电容之间进行选择的电容开关；可变电感网络， 该网络包括多个电感器和用于在至少两个可用电感之间进行选择的电感开关；据此通带是 通过选择可用容量和可用电感可选择。
[0011] 在又一个不例实施方案中，公开了集成电路兀件包括第一方向第一层上的第一导 电绕组，该第一绕组具有中间抽头；第二方向第二层上的第二导电绕组，该第二绕组的端子 被电连接到中间抽头。
【具体实施方式】
[0012] 下面提供许多不同的实施方案或示例用于实现本发明的不同功能。描述元件和组 合的特定示例用以简要地说明本发明。当然，这些仅仅是示例，并不旨在进行限制。进一步 地，本发明会在各种示例中重复一些相关的数字和字母或字母。这种重复不是为了决定所 讨论的各种实施方案和/或配置之间的关系而是为了简化和明晰其关系。
[0013] 一个示例实施方案中，本说明书公开了带有可编程通带滤波器。可编程性是通过 提供可变电容器和可变电感器网络实现的。可变电感器可以被构建为集成电路的一部分， 也可以包括多个已知Y形结构电感的电感器。利用固态开关可以有选择地旁路一些电感 器，或改变它们的互感。在一个具有被两个开关控制的三个电感器的示例中，每个可变电感 器设置有三个分立电感和一个旁路模式。这种配置可以在电脑模拟中实现，例如，通过提供 带有多个线圈和相对较窄轨迹线的初级绕组，连接在初级绕组中间抽头的次级绕组，该次 级绕组更宽并且只具有一个绕组。
[0014] 图1是示例集成电路（1C) 100的框图，该电路仅是根据本说明书搭建的多种类型 电路中的一种。集成电路100包括数字-模拟转换器（DAC) 130,其被配置成接收数字输入 信号并输出相应的模拟信号。在一个示例实施方案中，DAC130提供模拟输出信号132给调 制器120,其是示例通信电路的一部分。
[0015] 在示例集成电路100中，调制器120不产生任何直流电流，而是呈现高阻抗负载。 微分电阻124被放置在输入端子到滤波器终端之间，但不影响直流电流。因此，通过电阻 150-1的电流由来自DAC130的直流（中档）电流132单独生产，在这个例子中在10mA电流 通过50Q电阻150-1的情况下，通过电阻150-1产生0. 5V电压，流入接地190。
[0016] DAC130产生互补输出电流132、134介于0mA和20mA，取10mA的共模电流（中间 值）。该共模电流通过串联电阻150产生共模电压Vcm。在这种情况下，通过50Q电阻器 150的10mA电流产生的0. 5V的共模电压。调制器120呈现高阻抗输入，以使微分电阻124 终止滤波器110的输出而不影响直流电流或电压。
[0017] 在一些情况下，提供具有多个可选通带的可编程低通滤波器110是可取的。例如， 在本实施方案中，可编程的截止频率可以在DAC130对于不同信号带宽在通讯或其它类似 的应用程序中具有可选采样率的情况下使用。
[0018] 图2是微分可编程低通滤波器110示例实施方案的电原理图。应当指出虽然作为 示例实施方案低通滤波器被公开，类似技术可以被用于设计其他类型滤波器，如高通滤波 器、带通滤波器以及带阻滤波器。在本实施方案中，可编程低通滤波器110提供带有经典均 衡阶梯式拓扑结构的五阶低通滤波器，不同在于电容器C1、C2、C3、C4、C5和C6,电感器L1、 L2、L3和L4全部是可变的。在本示例实施方案中，可变电容器C和可变电感器L是离散而 不是连续可变，离散值由开关控制，在图3和图4中进一步公开。在一个示例实施方案中， C1和C4被耦合共同控制以便它们具有相等的值，会在下面更详细地描述。同样，C2可以耦 合到C5，C3可以耦合到C6。
[0019] 图3是可变电容网络300示例实施方案的电原理图，其在一些实施方案中可以被 用于图2的每个可变电容器C。可变电容网络300包括正极端子302和负极端子304, "正 极"和"负极"的名称是任意双向电容器。在定向电容器，如电解电容器，被使用的情况下， "正极"和"负极"的名称可能是规定性的。此外，虽然输入端子302按照规定称为"信号"电 压而输出端子304按照规定称为"地线"端子，但可以使用任何两个合适端子提供电位差。
[0020] 应当指出的是虽然本例中公开的电路是单端配置，差分配置可以容易取代。
[0021] 本实施方案包括三个独立的级350。第一级350-1包括两个电容器320-1、320-2和 两个选择开关310-1、310-2。在本实施方案中，选择开关310是固态电子开关如晶体管，其 可以被实现为集成电路的一部分。然而，应当指出选择开关310在其它实施方案中可以是 其它类型的开关，包括微机电开关、机电式继电器或手动机械开关。此外在该实施方案中， 开关310被功能性配对，以便两个都被选中或都未被选中，因为它们接收共同的输入。例如 在集成电路中这样可以保持对称的布局。然而，应当认识到电容控制的附加粒度可以通过 使选择开关320独立可选来实现。
[0022] 在本实施方案中，当成对的选择开关310-U310-2是开启的，第一级350-1被旁 路。当成对的选择开关310-U310-2是关闭的，第一级350-1提供等于电容器320-1和 320-2总和电容。
[0023] 同样，第二级350-2通过成对的选择开关310-3、310_4控制，当它开启时旁路第二 级350-2,当它关闭时提供等于电容器320-3和320-4的总和电容。第三级350-3通过成对 的选择开关310-5、310-6控制，当它开启时旁路第三级350-3而当它关闭时提供等于电容 器320-5和320-6的总和电容。
[0024] 因此，三个选择开关对的操作提供多达7个分立工作电容加1个旁路模式（"000" 所有三个选择开关对是开启的）