一种频带自调谐三级复数带通滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及滤波器领域，具体涉及一种频带自调谐三级复数带通滤波器。
【背景技术】
[0002]传统射频通道中的带通滤波器多为单频带结构，适合单一频点的射频接收机应用。随着多模、多频带射频接收机的发展，多频带带通滤波器成为射频接收机不可缺少的模块之一。已有的多频带带通滤波器全部采用的是手动调节电路中的电容值，进而选择其工作频带和调节其滤波特性。然而，在实际中，这种多频带带通滤波器会受到电压变化、温度飘移以及工艺偏差的影响，导致先前设定的数字值所对应的频带和滤波特性产生较大的频率偏移，所需要的信号会被严重衰减，而不期望的噪声会进入模拟基带信号中，最终严重影响接收机的信噪比和数据质量；同时，由于滤波器各器件尺寸无法修改，对带通滤波器进行定性或定量的频率补偿变得非常困难。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是提供一种频带自调谐三级复数带通滤波器，其可有效解决上述问题，实现滤波器频带的自动选择和滤波特性的自动调谐。
[0004]为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案进行实施:
[0005]一种频带自调谐三级复数带通滤波器，其特征在于:包括双通道三级复数带通滤波器和环形频率振荡器，环形频率振荡器内嵌有与双通道三级复数滤波器内完全相同的可调电容阵列，环形频率振荡器通过自激振荡产生频率信号输出至数字调谐模块，数字调谐模块将环形频率振荡器输出的频率信号与理想频率信号进行求差，根据差值调节数字信号并将调节后的数字信号反馈给双通道三级复数带通滤波器和环形频率振荡器。
[0006]本发明与现有技术相比，通过采用环形频率振荡器和滤波器专用数字化频率调谐模块，实现多频带滤波器的自动频带选择和调谐；环形振荡器内嵌有可调电容阵列，与复数带通滤波器中的可调电容阵列完全相同，从而检测由于电压变化、温度飘移以及工艺偏差的影响所造成的频率偏差，通过自动调节可变电容阵列数字控制信号进行滤波器的频带选择和滤波特性调谐；与传统滤波器电路相比，在电压变化、温度飘移以及工艺偏差的影响方面具有极高的鲁棒性能。
【附图说明】
[0007]图1为本发明的结构示意图；
[0008]图2为双通道三级复数带通滤波器的电路结构原理图；
[0009]图3为可调电容阵列的电路原理图；
[0010]图4为运算放大器的电路结构原理图；
[0011]图5为中环形频率振荡器的电路结构原理图；
[0012]图6为反相器电路结构原理图；
[0013]图7为数字调谐模块的电路结构原理图；
[0014]图8为数字调谐模块的算法流程图。
【具体实施方式】
[0015]为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。
[0016]本发明采取的技术方案如图1所示，一种频带自调谐三级复数带通滤波器，包括双通道三级复数带通滤波器11和环形频率振荡器12，环形频率振荡器12内嵌有与双通道三级复数滤波器内完全相同的可调电容阵列，环形频率振荡器12通过自激振荡产生频率信号输出至数字调谐模块13，数字调谐模块13将环形频率振荡器12输出的频率信号与理想频率信号进行求差，根据差值调节数字信号并将调节后的数字信号反馈给双通道三级复数带通滤波器11和环形频率振荡器12。采用环形频率振荡器12和滤波器专用数字化频率调谐模块对一双通道三级复数带通滤波器11进行频带自选择；环形振荡器由反相器首尾相连而成，内嵌有可调电容阵列，其与复数带通滤波器中的可调电容阵列完全相同，通过采用专用数字化的频率调谐模块，比较环形振荡器输出振荡频率和参考频率的差值，得出带通滤波器中的可调电容阵列的等效电容值应增大还是减小，从而实现频带的自动选择。
[0017]具体的操作为:
[0018]数字调谐模块13组成；INPUT+和INPUT-分别是双通道三级复数带通滤波器11的正、负输入端，OUTPUT+和OUTPUT-分别为双通道三级复数滤波器的正、负输出端，双通道三级复数带通滤波器11包含六组完全相同的可调电容阵列，与电阻器件、有源运算放大器共同决定其频率特性；环形频率振荡器12通过自激振荡产生频率信号进入数字调谐模块13，环形频率振荡器12中内嵌有与双通道三级复数滤波器完全相同的可调电容阵列；数字调谐模块13将环形频率振荡器12输出的频率信号与理想频率信号进行求差，根据差值调节数字信号S[6:0]，并将产生的新S[6:0]值送入双通道三级复数带通滤波器11和环形频率振荡器12中；
[0019]图2双通道三级复数带通滤波器11的电路结构原理图，复数带通滤波器为双通道结构，分为1、Q两路，每路又均为差分结构以抑制共模噪声；整个复数带通滤波器由三级组成，每级为一个双二阶(Biquad)结构的滤波器单元，因此，滤波器为六阶结构；带通滤波器中的可变电容阵列Cl、C2、C3、C4、C5、C6的电路结构与尺寸完全相同，六个运算放大器OPAl、0PA2、0PA3、0PA4、0PA5、0PA6具有完全相同的电路结构和器件尺寸；VINI为复数滤波器的I路输入端，VINQ为复数滤波器的Q路输入端，VOUTI为复数滤波器的I路输出端，VOUTQ为负数滤波器的Q路输出端；I支路输入信号通过VINI进入第一级滤波器单元，输入端VINI的正极连接电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端分四路分别连接可调电容阵列Cl的一端、电阻R3的一端、电阻R8的一端和运算放大器OPAl的正极输入端；可变电容阵列Cl的另一端与电阻R3的另一端短接并连接电阻R13的一端和电阻R6的一端，同时连接运算放大器OPAl的负极输出端；电阻R13的另一端分四路分别连接可调电容阵列C5的一端、电阻R17的一端、电阻R22的一端和运算放大器0PA2的正极输入端；可变电容阵列C5的另一端与电阻R17的另一端短接并连接电阻R25的一端和电阻R20的一端，同时连接运算放大器0PA2的负极输出端；电阻R25的另一端分四路分别连接可调电容阵列C9的一端、电阻R29的一端、电阻R34的一端和运算放大器0PA3的正极输入端；可变电容阵列C9的另一端与电阻R29的另一端短接并连接电阻R32的一端和输出端VOUTI的负极，同时连接运算放大器0PA3的负极输出端；输入端VINI的负极连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端分四路分别连接可调电容阵列C2的一端、电阻R4的一端、电阻R7的一端和运算放大器OPAl的负极输入端；可变电容阵列C2的另一端与电阻R4的另一端短接并连接电阻R14的一端和电阻R5的一端，同时连接运算放大器OPAl的正极输出端；电阻R14的另一端分四路分别连接可调电容阵列C6的一端、电阻R18的一端、电阻R21的一端和运算放大器0PA2的负极输入端；可变电容阵列C6的另一端与电阻R18的另一端短接并连接电阻R26的一端和电阻R19的一端，同时连接运算放大器0PA2的正极输出端；电阻R26的另一端分四路分别连接可调电容阵列ClO的一端、电阻R30的一端、电阻R33的一端和运算放大器0PA3的负极输入端；可变电容阵列ClO的另一端与电阻R30的另一端短接并连接电阻R31的一端和输出端VOUTI的正极，同时连接运算放大器0PA3的正极输出端；Q支路输入信号通过VINQ进入第一级滤波器单元，输入端VINQ的正极连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端分四路分别连接可调电容阵列C3的一端、电阻Rll的一端、电阻R6的一端和运算放大器0PA4的正极输入端；可变电容阵列C3