专利名称：有源rc滤波器直流校正电路和校正方法
技术领域：
本发明涉及射频接收机领域，更具体地说，涉及一种有源RC滤波器直流校正电路 和校正方法。
背景技术：
滤波器是射频收发机中的重要模块。有源RC滤波器具有高的线性度，是集成射频 收发机中常用的一种滤波器，特别是在零中频射频接收机和直接上变频的发射机中，有源 RC滤波器与其他类型的滤波器如跨导-电容滤波器相比具有明显的优势。零中频射频接收机和直接上变频的发射机具有高的可集成度，在高度集成的射 频收发机芯片中被广泛的采用。但是在零中频接收机中存在一个重要的问题直流失调。 直流失调主要产生在射频前端，直流失调会降低电路的性能，严重的直流失调会使后级基 带电路模块出现饱和，不能正常工作。在射频接收机中滤波器用于混频器之后，进行信带 选择，使有用的信号通过滤波器同时抑制干扰信号。由于滤波器用在混频器之后，受到前 端电路产生的直流失调影响很严重，直流失调经过滤波器之后进一步恶化，导致后续电路 AGC(Automatic Gain Control、自动增益控制)出现饱和，影响接收机的正常工作，因此在 零中频结构的接收机中必需采用一种有效的直流校正方法来校正直流失调，保证电路的正 常工作及电路的整体性能。为了消除直流失调，现有技术中，主要是利用数字信号处理技术来确定直流失调 的大小，再将结果反馈回模拟电路消除直流失调。例如在校正模式下，接收信号并经过 FFT (Fast Fourier Transformation、快速傅里叶变换)运算生成直流校正表；在接收机工 作时，通过查找已存储好的直流校正表实现对电路直流失调的校正。通过对现有技术中直流校正方法的研究，发明人发现现有技术中，校正直流失调 的反馈控制信号需要采用FFT等复杂的算法来生成，导致直流校正的效率低下；同时现有 技术中需要存储空间来存储直流失调校正表，造成了零中频接收机的校正装置结构复杂。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种有源RC滤波器直流校正电路 和校正方法，使该电路在校正直流失调过程中，无需采用FFT等复杂算法，提高直流校正的 效率，同时无需存储空间来存储直流失调校正表，简化校正装置的结构。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案一种有源RC滤波器直流校正电路，包括采样保持电路、比较器、数字控制码产生 电路和D/A转换器；所述采样保持电路，用于对滤波器正输出端和负输出端的直流信号进行采样，并 对采样信号进行保持直到下一个采样时钟到来；所述比较器，用于对采样得到的滤波器正负输出端的直流信号进行比较，并将比 较结果发送到数字控制码产生电路；
所述数字控制码产生电路，用于根据比较结果生成数字控制码；所述D/A转换器，用于将数字控制码转换为模拟控制信号，并发送到滤波器的输入端。优选的，所述数字控制码产生电路包括逐次逼近寄存器和移位寄存器；所述移位寄存器，用于将预设的信号值发送给所述逐次逼近寄存器；所述逐次逼近寄存器，用于接收所述比较器发送的比较结果，并根据所述信号值 和所述比较结果产生数字控制码。优选的，所述D/A转换器的第一输出端通过第一电阻连接到滤波器的负输入端；所述D/A转换器的第二输出端通过第二电阻连接到滤波器的正输入端；所述第一电阻和第二电阻的阻值相同。本发明实施例还提供了一种有源RC滤波器直流校正方法，包括对滤波器正输出端和负输出端的直流信号进行采样和保持；对采样得到的滤波器正负输出端的直流信号进行比较，并将比较结果发送到数字 控制码产生电路；根据所述比较结果生成数字控制码；将所述数字控制码通过D/A转换器转换为模拟控制信号；将所述模拟控制信号发送到滤波器的输入端。优选的，所述将所述数字控制码通过D/A转换器转换为模拟控制信号具体包括将所述数字控制码通过D/A转换器转换为第一模拟控制信号；将所述数字控制码的补码通过D/A转换器转换为第二模拟控制信号；所述将模拟控制信号发送到滤波器的输入端具体包括将所述第一模拟控制信号通过第一电阻发送到滤波器的负输入端；将所述第二模拟控制信号通过第二电阻发送到滤波器的正输入端；
所述第一电阻和第二电阻的阻值相同。优选的，所述根据所述比较结果生成数字控制码具体包括重复执行采样保持步骤和比较步骤N次，根据所述得到的N次的比较结果生成数字控制码；所述N为数字控制码和D/A转换器的位数。应用本发明实施例所提供的技术方案，通过对正输出端和负输出端的直流信号 进行采样和比较，根据比较结果利用逐次逼近的算法得到数字控制码，并将所述数字控制 码经过D/A转换器转换生成互补的模拟控制信号，将模拟控制信号加到滤波器的正负输入 端，可以有效的进行直流校正，在进行直流校正时，无需采用FFT等复杂算法，同时无需占 用存储空间来存储直流失调校正表，提高了直流校正的效率，简化了校正装置的结构。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的有源RC滤波器直流校正电路的结构示意图；图2为本发明实施例提供的带直流校正的有源RC滤波器直流校正电路的工作状 态示意图；图3为本发明实施例提供的有源RC滤波器直流校正电路数字控制码生成过程示 意图；
图4为本发明实施例提供的有源RC滤波器直流校正方法的流程示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一参见图1所示，为本发明实施例提供的一种有源RC滤波器直流校正电路的结构示 意图，该校正电路包括采样保持电路101、比较器102、数字控制码产生电路103和D/A转 换器104 ；所述采样保持电路101，用于对滤波器正输出端和负输出端的直流信号进行采样， 并对采样信号进行保持直到下一个采样时钟到来；所述比较器102，用于对采样得到的滤波器正负输出端的直流信号进行比较，并将 比较结果发送到数字控制码产生电路103 ；所述数字控制码产生电路103，用于根据比较结果生成数字控制码；所述D/A转换器104，用于将数字控制码转换为模拟控制信号，并接入到滤波器的 输入端。参见图2所述，为本发明实施例提供的带直流校正的有源RC滤波器的工作状态示 意图，其校正直流失调的工作流程如下采样保持电路获取滤波器的正负输出端的直流信号V。utp和V。utn，并保持到下一个 采样时钟。比较器对直流信号V。utp和V。utn进行比较，并将比较结果发送到数字控制码产生电 路；比较结果可以用V。。表示，Vco = 1表示直流信号V。utp高于V。utn，Vco = 0表示直流信号
Voutp 低于 Voutn。数字控制码产生电路可以采用逐次逼近的算法产生数字控制码，即重复采样和比 较步骤N次，获得最终的数字控制码。N为数字控制码和D/A转换器的位数，位数越高直流 校正的精度就越高，同时电路的复杂度增加，功耗和面积变大。在实际的应用过程中，可以 根据系统的需要，综合考虑各方面因素，合理选择数字控制码和相应D/A转换器的位数。数字控制码产生电路可以由逐次逼近寄存器103a和移位寄存器103b构成。所述 移位寄存器103b，用于将预设的信号值发送给所述逐次逼近寄存器；所述逐次逼近寄存器 103a，用于接收所述比较器发送的比较结果，并根据所述信号值和所述比较结果产生数字 控制码。下面以N = 3及一个一阶的有源RC滤波器为例，说明直流校正电路的工作过程，参见图3所示，为一个3位的数字控制码C2-Ctl的生成过程。起始脉冲使移位寄存器中内容S2-Sci* 100，逐次逼近寄存器清零。数字控制码 C2-Ctl初始值为000。第一个采样时钟到来时，将C2置1。采样保持电路对此时的滤波器输出 电压采样，在采样时钟的下降沿，比较器对采样得到的结果进行第一次比较。如果比较结果 为高，即比较结果为Vm= 1，表示正输出端的直流电位高于负输出端，保持C2不变；如果比 较结果为低，即比较结果为V。。= 0，表示正输出端的直流电位低于负输出端，将C2置0。在 这个采样时钟的下降沿确定了 C2,同时将C1置1，移位寄存器移位，移位寄存器中内
为010，完成一次比较。重复以上过程，在下一个采样时钟进行第二次采样和比较确定C1 ； 重复以上过程，在下一个采样时钟进行第三次采样和比较确定Ccitj三次比较完成之后，得到 最终的数字控制码。模拟控制信号V。p由数字控制码Clri Ctl经D/A转换器转换得到，模拟控制信号 Vcn由数字控制码Clri Ctl的补码经D/A转换器转换得到。V。p和V。n对应的数字控制码互 为补码，保证了 v。p与Vm是互补的。参见图1和图2所示，D/A转换器的第一输出端口将模拟控制信号V。p通过电阻R。p 接入到滤波器的负输入端，D/A转换器的第二输出端口将模拟控制信号Vm通过电阻Rm接 入到滤波器的正输入端，电阻R。p和电阻Rm阻值相等，电阻R21和电阻R11阻值相等，电阻R22 和电阻R12阻值相等。假设运放是理想的，根据运放的虚短可以得到运放的正负输入端电压 相等，即Vp = \。对滤波器的直流电压进行分析，在直流条件下电容开路，对点Vn，由KCL得 <formula>formula see original document page 6</formula>
在电路中Vinn和Vn是一定的，当V。p增大，则V。utp减小。同理对Vp点进行分析得 <formula>formula see original document page 6</formula>
由上述公式可知，当Vjf大，则V。utn减小，当￥。 减小，则V。utn增大；同理，当Vjl 大，则V。_减小，当V。p减小，则v。utp增大。在二进制运算中减去一个数等于加上这个数的补码，Vcp和Vm是用互为补码的数 字控制码生成的，当所以当V。utp在v。p控制下加入一定的电压而增大时，则v。utn在v。n控制 下减去一定的电压而减小。由上述可知，在直流校正的过程中，当滤波器的正端输出电压V。utp增大时，负端输 出电压V。utn以相同的量减小，当滤波器的正端输出电压V。utp减小时，负端输出电压V。utn以 相同的量增大。正端输出电压与负端输出电压变化方向相反。在模拟控制信号ν。ρ*ν。η& 作用下，滤波器正负输出端的电压差不断的减小，达到了校正正负输出端电压的失调的目 的。本实施例提供的有源RC滤波器直流校正电路，通过对正输出端和负输出端的直流信号进行采样和比较，根据比较结果利用逐次逼近寄存器和移位寄存器，得到数字控制 码，并将所述数字控制码经过D/A转换器转换生成互补的模拟控制信号，将模拟控制信号 加到滤波器的正负输入端，可以有效的进行直流校正，在进行直流校正时，无需采用FFT等复杂算法，同时无需占用存储空间来存储直流失调校正表，提高了直流校正的效率，简化了 校正装置。 实施例二 相对于实施例一中所述的有源RC滤波器直流校正电路，本发明还提供了一种有 源RC滤波器直流校正方法，参见图4所示，为该方法的流程示意图，包括以下步骤步骤S401 对滤波器正输出端和负输出端的直流信号进行采样和保持；步骤S402 对采样得到的滤波器正负输出端的直流信号进行比较，并将比较结果 发送到数字控制码产生电路；步骤S403 根据所述比较结果生成数字控制码；步骤S404 将所述数字控制码通过D/A转换器转换为模拟控制信号；步骤S405 将所述模拟控制信号发送到滤波器的输入端。其中所述根据所述比较结果生成数字控制码具体包括重复执行N次步骤S401和步骤S402，根据所述得到的N次的比较结果生成数字控制码；所述N为数字控制码和D/A转换器的位数。此外，所述将所述数字控制码通过D/A转换器转换为模拟控制信号，具体可以包 括将所述数字控制码通过D/A转换器转换为第一模拟控制信号；将所述数字控制码的补码通过D/A转换器转换为第二模拟控制信号；对应的，所述将模拟控制信号发送到滤波器的输入端，具体可以包括将所述第一模拟控制信号通过第一电阻发送到滤波器的负输入端；将所述第二模拟控制信号通过第二电阻发送到滤波器的正输入端；所述第一电阻和第二电阻的阻值相同。本实施例提供的有源RC滤波器直流校正方法，通过对正输出端和负输出端的直 流信号进行采样和比较，根据比较结果利用逐次逼近的算法，得到数字控制码，并将所述数 字控制码经过D/A转换器转换生成互补的模拟控制信号，将模拟控制信号加到滤波器的正 负输入端可以有效的进行直流校正，在进行直流校正时，无需采用FFT等复杂算法，同时无 需占用存储空间来存储直流失调校正表，提高了直流校正的效率。以上所描述的装置或系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的 单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物 理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选 择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创 造性劳动的情况下，即可以理解并实施。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭示的系统，装置和方法，在没 有超过本申请的精神和范围内，可以通过其他的方式实现。当前的实施例只是一种示范性 的例子，不应该作为限制，所给出的具体内容不应该限制本申请的目的。例如，所述单元或 子单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单 元或多个子单元结合一起。另外，多个单元可以或组件可以结合或者可以集成到另一个系 统，或一些特征可以忽略，或不执行。
另外，所描述系统，装置和方法以及不同实施例的示意图，在不超出本申请的范围 内，可以与其它系统，模块，技术或方法结合或集成。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦 合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以 是电性，机械或其它的形式。
以上所述仅是本发明的具体实施方式
，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
一种有源RC滤波器直流校正电路，其特征在于，包括采样保持电路、比较器、数字控制码产生电路和D/A转换器；所述采样保持电路，用于对滤波器正输出端和负输出端的直流信号进行采样，并对采样信号进行保持直到下一个采样时钟到来；所述比较器，用于对采样得到的滤波器正负输出端的直流信号进行比较，并将比较结果发送到数字控制码产生电路；所述数字控制码产生电路，用于根据比较结果生成数字控制码；所述D/A转换器，用于将数字控制码转换为模拟控制信号，并发送到滤波器的输入端。
2.根据权利要求1所述的有源RC滤波器直流校正电路，其特征在于，所述数字控制码 产生电路包括逐次逼近寄存器和移位寄存器；所述移位寄存器，用于将预设的信号值发送给所述逐次逼近寄存器； 所述逐次逼近寄存器，用于接收所述比较器发送的比较结果，并根据所述信号值和所 述比较结果产生数字控制码。
3.根据权利要求1所述的有源RC滤波器直流校正电路，其特征在于 所述D/A转换器的第一输出端通过第一电阻连接到滤波器的负输入端； 所述D/A转换器的第二输出端通过第二电阻连接到滤波器的正输入端； 所述第一电阻和第二电阻的阻值相同。
4. 一种有源RC滤波器直流校正方法，其特征在于，包括 对滤波器正输出端和负输出端的直流信号进行采样和保持；对采样得到的滤波器正负输出端的直流信号进行比较，并将比较结果发送到数字控制 码产生电路；根据所述比较结果生成数字控制码； 将所述数字控制码通过D/A转换器转换为模拟控制信号； 将所述模拟控制信号发送到滤波器的输入端。
5.根据权利要求4所述的有源RC滤波器直流校正方法，其特征在于 所述将所述数字控制码通过D/A转换器转换为模拟控制信号具体包括 将所述数字控制码通过D/A转换器转换为第一模拟控制信号；将所述数字控制码的补码通过D/A转换器转换为第二模拟控制信号； 所述将模拟控制信号发送到滤波器的输入端具体包括 将所述第一模拟控制信号通过第一电阻发送到滤波器的负输入端； 将所述第二模拟控制信号通过第二电阻发送到滤波器的正输入端； 所述第一电阻和第二电阻的阻值相同。
6.根据权利要求4所述的有源RC滤波器直流校正方法，其特征在于 所述根据所述比较结果生成数字控制码具体包括重复执行采样保持步骤和比较步骤N次， 根据所述得到的N次的比较结果生成数字控制码； 所述N为数字控制码和D/A转换器的位数。
全文摘要
本发明实施例公开了一种有源RC滤波器直流校正电路和校正方法，应用所述校正电路和校正方法，通过对正输出端和负输出端的直流信号进行采样和比较，根据比较结果利用逐次逼近的算法得到数字控制码，并将所述数字控制码经D/A转换器转换生成互补的模拟控制信号，将模拟控制信号加到滤波器的正负输入端可以有效的进行直流校正，在进行直流校正时无需采用FFT等复杂算法，同时无需占用存储空间来存储直流失调校正表，提高了直流校正的效率，简化了校正装置的结构。
文档编号H03H11/00GK101820268SQ20101015861
公开日2010年9月1日 申请日期2010年4月27日 优先权日2010年4月27日
发明者李周群 申请人:广州市广晟微电子有限公司