一种双极型低通滤波器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种射频接收机中的基带可变带宽的低通滤波器，为一种双极型低通滤波器。
【背景技术】
[0002]低通滤波器在模拟电路中起着对信号进行筛选的作用，将所需带宽外的信号全部滤除。它广泛应用在电视调谐器、磁盘读取驱动电路、电磁计量器等许多方面；在无线通信的收发信机模拟前端中，也起着至关重要的作用。
[0003]现代科学发展很快，电子产品都朝着高度集中化，适用范围大的方向发展，因此本发明涉及的射频接收机可用在卫星数字电视广播，VSAT卫星通信网等不同场合下，在这些不同标准的应用场合下，射频接收机接收前端基带处理信号的范围不同，因此，基带要求一种带宽可变的滤波器来滤除在不同场合下各不相同参考频率外的信号。
[0004]在目前的一些用于改变带宽的方法中:一种是改变电容C的大小，缺点在于用于要增加额外的电容阵列以及开关阵列，该额外的阵列占很大的版图面积；一种是改变R的大小，但该种方法只适用于R-C滤波器，不能用于Gm-C滤波器中。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的问题是:提供一种双极型低通滤波器，满足在实际应用中要求低通滤波器的带宽可变的要求，并且结构简单，对采用的滤波器种类没有限制，达到便捷、精确、稳定调整滤波器带宽的目的。
[0006]本发明的技术方案是:一种双极型低通滤波器，包括主滤波器单元和从滤波器单元，还设有鉴频鉴相器和滤波器单元以及数模转换器单元，主滤波器单元、鉴频鉴相器和滤波器单元、数模转换器单元、从滤波器单元四者依次连接，鉴频鉴相器和滤波器单元的输出还反馈至主滤波器单元；其中主滤波器单元与从滤波器单元频率特性相同，一外部参考时钟信号f输入主滤波器单元，所述外部参考时钟信号频率f与主滤波器单元的标准带宽频率相同，主滤波器单元的输出与外部参考时钟信号f一起输入鉴频鉴相器和滤波器单元，待滤波信号fin输入从滤波器单元并输出最终滤波后信号f out。
[0007]本发明主滤波器单元的输出与外部参考时钟信号f 一起输入鉴频鉴相器和滤波器单元，得到的偏置电压Vcontrol反馈给主滤波器单元，同时偏置电压Vcontrol输入数模转换器单元转为Icontrol，Icontrol为主滤波器单元基准电流的镜像电流，Icontrol在数模转换器单元中被复制并分配给数模转换器单元所有的加权电流，数模转换器单元选择各加权电流的通断，并输出Icontrol’至从波滤器单元，Icontrol’即为从滤波器单元的基准电流，其大小为Icontrol与各个开启的加权电流之和。
[0008]本发明主滤波器单元为二阶滤波结构，由四个运算放大器级联组成；数模转换器单元为R-2R梯形结构，2R电阻由两个单个电阻串联；从滤波器单元为七阶巴特沃兹低通结构。
[0009]由于实际运用情况下，起滤波作用的从滤波器单元中的跨导Gm，电阻，电容会随着工艺误差，温度，电源电压变化而发生变化，最坏情况下滤波器的截止频率的误差可达到50%左右，所以需要设计频率调谐电路来调整从滤波器单元的截止频率，保证其带宽的准确性。主滤波器单元以及鉴频鉴相器和滤波器单元就是本发明中的频率调谐电路，通过鉴频鉴相器和滤波器单元对主滤波器单元的反馈实现频率调整。由于主滤波器单元的复制了从滤波器单元的频率特性，即主滤波器单元与从滤波器单元运放跨导值Gm匹配，电容C匹配，wO=GmC，]]>所以主滤波器和从滤波器的频率特性相同，主滤波器单元、鉴频鉴相器和滤波器单元用来间接的向从滤波器单元提供稳定的跨导偏置电压，即构成间接调节电路。数模转换器单元将鉴频鉴相器和滤波器单元输出的偏置电压转为电流Icontrol，经过内部R-2R结构，数模转换器单元输出电流Icontrol’，Icontrol’与Icontrol成一比例关系，如以7位数模转换器，带宽调整范围4?32兆为例:
Icontrol' =Icontrol[1+7128(P6*26+P5*25+P4*24+P3*23+P2*22+P1*21+P0*20)]]]>其中P 6表示数模转换器的各加权电流I开关状态，如P6S 641的开关状态，P6SI表示开关闭合，O表示关闭，Icontrol’做为从滤波器单元的跨导的尾电流。通过数模转换器单元的外部控制信号，可改变各加权电流的通断，改变Icontrol’的大小，从而控制从滤波器单元即整个低通滤波器的带宽。7位数模转换器体现在式中的128这个分母上，是2的7次方；而式中分子7是因为实现最大的32兆带宽时，要将4兆带宽扩大8倍，即在4兆带宽的基础上再增加7个4兆带宽，此时Ptl-P6都为I，上面公式小跨号里的值为127，于是Icontrol’约等于8Icontrol，从而实现32兆，即4兆的8倍带宽。如果要设计最大24兆带宽的话，这个分子7就变化为5，1+5 = 6，4兆乘6等于24兆。
[0010]本发明采用主滤波器单元和从滤波器单元的主从结构，构成间接调节电路，保证主滤波器单元的精度，从而使得整体低通滤波器的带宽精确度得到保证；通过数模转换器单元，实现了带宽可调，数模转换器单元由外部集成电路总线数字控制信号控制，从而控制整个低通滤波器的带宽，即本发明低通滤波器的带宽可以由外部控制，扩大了低通滤波器电路的应用范围，且控制频率精度高、电路实现简单。
【附图说明】
[0011]图1为本发明低通滤波器的结构示意图。
[0012]图2为本发明主滤波器单元的示意图。
[0013]图3为本发明从滤波器单元的示意图。
[0014]图4为本发明实施例采用的7位数模转换器单元的示意图。
[0015]图5为无源滤波器原型示意图。
[0016]图6为本发明在4?32兆带宽变化的低通滤波器的频带示意图。
【具体实施方式】
[0017]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。
[0018]图1为本发明的低通滤波器的结构示意图。包括四个单元:主滤波器单元10，鉴频鉴相器和滤波器单元40，数模转换器单元20和从滤波器单元30，主滤波器单元10、鉴频鉴相器和滤波器单元40、数模转换器单元20和从滤波器单元30依次连接，鉴频鉴相器和滤波器单元40的输出还反馈至主滤波器单元10 ;主滤波器单元10与从滤波器单元30频率特性相同，一外部参考时钟信号f输入主滤波器单元10，所述外部参考时钟信号f频率与主滤波器单元10的标准带宽频率相同，主滤波器单元10的输出再与外部参考时钟信号f 一起输入鉴频鉴相器和滤波器单元40，得到的偏置电压Vcontrol反馈给主滤波器单元10，同时偏置电压Vcontrol输入数模转换器单元20转为Icontrol，Icontrol为主滤波器单元10基准电流的镜像电流，Icontrol在数模转换器单元20中被复制并分配给数模转换器单元20所有的加权电流，数模转换器单元20选择各加权电流的通断，并输出Icontrol’至低通波滤器单元30，Icontrol’即为从滤波器单元30的基准电流，其大小为Icontrol与各个开启的加权电流之和，待滤波信号fin经过从滤波器单元30输出最终滤波后信号f。#其中，主滤波器单元10与从滤波器单