一种低功耗模拟滤波电路的结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于滤波器电路的领域，公开了一种低功耗模拟滤波器电路的结构，其特征在于：它包括双端的第一跨导、第二跨导和第三跨导，三者顺次以相反的极性级联；第一调整模块，连接于该第一跨导的正、负输出端，具有一第一共模控制电路和一第一增益补偿电路；第二调整模块，连接于该第二跨导的正、负输出端，具有一第二共模控制电路和一第二增益补偿电路；以及四个电容组，各自连接于所述第一跨导和第二跨导的正、负输出端与地之间。本方案省略了电感，避免了电感所占用的电路面积；而且可以实现高频工作，降低电路功耗。同时，电容组可以实现调节电路中心频率的功能，通用性好。
【专利说明】一种低功耗模拟滤波电路的结构
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种模拟滤波电路。
【背景技术】
[0002]在模拟滤波器中，工作带宽与功耗是相互影响的参数，若需要得到较大的工作带宽，则电路的功耗增加、耗用元件多，因此必然占用更大的电路面积。这一点在集成电路方案中凸显其缺陷。
实用新型内容
[0003]针对上述模拟滤波器在提高工作带宽时往往引起功耗增加、系统复杂、电路面积大的缺陷，本实用新型提出一种低功耗模拟滤波器电路的结构，其技术方案如下:
[0004]一种低功耗模拟滤波器电路的结构，它包括:
[0005]第一跨导、第二跨导和第三跨导，三者各自均包括正、负的输入端和正、负的输出端，三者以所述输出端和输入端顺次以相反的极性级联；
[0006]第一调整模块，通过一第一调整端连接于该第一跨导的正输出端；一第二调整端连接于该第一跨导的负输出端；该第一调整端和第二调整端并联一第一共模控制电路和一第一增益补偿电路；
[0007]第二调整模块，通过一第三调整端连接于该第二跨导的正输出端；一第四调整端连接于该第二跨导的负输出端；该第三调整端和第四调整端并联一第二共模控制电路和一第二增益补偿电路；以及
[0008]四个电容组，各自连接于所述第一跨导和第二跨导的正、负输出端与地之间。
[0009]本方案的改进有:
[0010]较佳实施例中，所述第一共模控制电路包括:
[0011]PMOS管Pl的栅极和NMOS管NI的栅极相连，并连通所述第一调整端；PM0S管Pl的漏极和NMOS管NI的漏极相连；
[0012]PMOS管P2的栅极和NMOS管N2的栅极相连，并连通所述第二调整端；PM0S管P2的漏极和NMOS管N2的漏极相连；其中，
[0013]PMOS管Pl和PMOS管P2的源极接电源Vdd ;W0S管NI和NMOS管N2的源极接地。
[0014]较佳实施例中，所述第一跨导包括:
[0015]PMOS管P3的栅极和NMOS管N3的栅极相连，并连通该第一跨导的正输入端；PM0S管P3的漏极与NMOS管的N3漏极相连，并连通该第一跨导的负输出端；
[0016]PMOS管P4的栅极和NMOS管N4的栅极相连，并连通该第一跨导的负输入端；PM0S管P4的漏极与NMOS管N4的漏极相连，并连通该第一跨导的正输出端；其中，
[0017]PMOS管P3和PMOS管P4的源极连接于电源Vdd，NMOS管N3和NMOS管N4的源极接地。
[0018]较佳实施例中，所述第一增益补偿电路包括:[0019]PMOS管P5，其栅极与NMOS管N5栅极相连，同时与所述第二调整端相连；
[0020]PMOS管P6，其栅极与NMOS管N6栅极相连，同时与所述第一调整端相连；其中
[0021]PMOS管P5的栅极、漏极各自分别与PMOS管P6的漏极、栅极相连；PM0S管P5的源极与PMOS管P6的源极接电源Vdd ；NM0S管N5和NMOS管N6的源极接地。
[0022]较佳实施例中，所述第二共模控制电路与第一共模控制电路结构相同。
[0023]较佳实施例中，所述第二跨导、第三跨导和该第一跨导的结构相同。
[0024]较佳实施例中，所述第二增益补偿电路与该第一增益补偿电路结构相同。
[0025]本方案带来的有益效果有:
[0026]1.本专利的结构可省略电感，因此避免了电感所占用的必要电路面积；而且该结构的电路中除了输出端不存在其他极点，可以实现高频工作；电路无常见二阶重叠部分，因此减少了电路面积的同时降低电路功耗。同时，电容组可以实现调节电路中心频率(截止频率)的功能，通用性好。
[0027]2.共模控制电路、跨导和增益补偿电路均结构相同；实现了最好的对称效果和温度特性，电路规模小，不含独立的电阻部件，节约功耗。同时因为完全省略了电感元件，适合高频、低电压工作。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步说明:
[0029]图1是本实用新型一个实施例的电路模块图；
[0030]图2是图1所示实施例其第一共模控制电路10的电路图；
[0031]图3是图1所示实施例其第一跨导I的电路图；
[0032]图4是图1所示实施例其第一增益补偿电路12的电路图；
[0033]图5是图1所示实施例其中一个电容组的电路图。
【具体实施方式】
[0034]如图1至图5所示，本实用新型一个实施例的示意图。其中图1展示了其主要功能模块的结构，图2至图5则展示了具体的电路结构。
[0035]第一跨导1、第二跨导2和第三跨导3顺次级联，三者各自均包括正、负的输入端和正、负的输出端，三者以输出端和输入端顺次以相反的极性级联，即第一跨导I的输出端极性与第二跨导2的输入端极性反接，第二跨导2的输出端与第三跨导3的输入端极性反接。
[0036]第一跨导I的正、负输出端分别连接一个第一调整模块10的第一调整端pinl和第二调整端pin2。此第一调整模块10内部具有一第一共模控制电路10和一第一增益补偿电路12，并且两者输出端并联后各自与第一调整端pinl和第二调整端pin2连接。
[0037]类似地，具有一个第二调整模块20，通此第二调整模块20过一第三调整端pin3连接于该第二跨导2的正输出端；一第四调整端pin4连接于该第二跨导2的负输出端；该第三调整端pin3和第四调整端pin4并联一第二共模控制电路21和一第二增益补偿电路22。四个电容组，分别是Cx1、Cx2、Cx3和Cx4，各自连接于第一跨导I和第二跨导2的正、负输出端与地之间。整个装置的输入端就是第一跨导I的正、负输入端，而其带通滤波的输出端Out+和Out-分别连接于第一跨导I的正、负输出端。[0038]本专利的结构可省略电感，因此避免了电感所占用的必要电路面积；而且该结构的电路中除了输出端不存在其他极点，可以实现高频工作；电路无常见二阶重叠部分，因此减少了电路面积的同时降低电路功耗。同时，电容组Cxl、Cx2、Cx3和Cx4可以实现调节电路中心频率(截止频率)的功能,通用性好。
[0039]本实施例还具有其他一些特点:
[0040]如图2所示，本实施例的第一共模控制电路11包括:
[0041]PMOS管Pl，其栅极和NMOS管NI的栅极相连，并连通所述第一调整端；PM0S管Pl的漏极和NMOS管NI的漏极相连；PM0S管P2，其栅极和NMOS管N2的栅极相连，并连通所述第二调整端；PM0S管P2的漏极和NMOS管N2的漏极相连；其中，PMOS管Pl和PMOS管P2的源极接电源Vdd ；NM0S管NI和NMOS管N2的源极接地。该共模控制电路11等效为电阻电路，控制其共模增益，同时结构简单，工艺一致性好。
[0042]如图3所示，第一跨导I包括PMOS管P3，其栅极和NMOS管N3的栅极相连，并连通该第一跨导I的正输入端Vin+ ；PM0S管P3的漏极与NMOS管的N3漏极相连，并连通该第一跨导I的负输出端Vout- ；PM0S管P4，其栅极和NMOS管N4的栅极相连，并连通该第一跨导I的负输入端Vin- ；PM0S管P4的漏极与NMOS管N4的漏极相连，并连通该第一跨导I的正输出端Vout+ ;其中，PMOS管P3和PMOS管P4的源极连接于电源Vdd，NM0S管N3和NMOS管N4的源极接地。该结构简单，易于实现对称，同时与第一共模控制电路11的形态相匹配，其一致性较好。
[0043]如图4所示，第一增益补偿电路12包括:PM0S管P5，其栅极与NMOS管N5栅极相连，同时与第二调整端Pin2相连；PM0S管P6，其栅极与NMOS管N6栅极相连，同时与第一调整端pinl相连；其中PMOS管P5的栅极、漏极各自分别与PMOS管P6的漏极、栅极相连；PMOS管P5的源极与PMOS管P6的源极接电源Vdd ；NM0S管N5和NMOS管N6的源极接地。同样地，该电路的结构类似第一共模控制电路11和第一跨导1，形态对称，温度一致性好。
[0044]考虑到最好的对称效果和温度特性，本实施例的第二共模控制电路21与第一共模控制电路11结构相同；第二跨导2、第三跨导3和该第一跨导I的结构相同；第二增益补偿电路22与该第一增益补偿电路12结构相同。如此的结构，电路规模小，不含独立的电阻部件，节约功耗。同时因为完全省略了电感元件，因此适合高频、低电压工作。
[0045]本实施例的同时将电容组设置为可变，以实现调节电路中心频率(截止频率)的功能。如图5所示，为电容组Cxl的电路图，采用并联组合的三个电容，彼此容量关系为lCu，2Cu和4Cu，在开关阵列的控制下，实现长度三位的可变频率。
[0046]本通过使用0.18um CMOS工艺对电路进行设计，与通常反向电路构成的滤波电路相比，可降低功耗达61%。另外，整个电路还除了输出端Out+和Out-以外，通过pin3和Pin4输出的两端还具有低通滤波的功能，具有功能多用的特点。
[0047]以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。
【权利要求】
1.一种低功耗模拟滤波器电路的结构,其特征在于:它包括: 第一跨导、第二跨导和第三跨导，三者各自均包括正、负的输入端和正、负的输出端，三者以所述输出端和输入端顺次以相反的极性级联； 第一调整模块，通过一第一调整端连接于该第一跨导的正输出端；一第二调整端连接于该第一跨导的负输出端；该第一调整端和第二调整端并联一第一共模控制电路和一第一增益补偿电路； 第二调整模块，通过一第三调整端连接于该第二跨导的正输出端；一第四调整端连接于该第二跨导的负输出端；该第三调整端和第四调整端并联一第二共模控制电路和一第二增益补偿电路；以及 四个电容组，各自连接于所述第一跨导和第二跨导的正、负输出端与地之间。
2.根据权利要求1所述一种低功耗模拟滤波器电路的结构，其特征在于:所述第一共模控制电路包括: PMOS管Pl的栅极和NMOS管NI的栅极相连，并连通所述第一调整端；PM0S管Pl的漏极和NMOS管NI的漏极相连； PMOS管P2的栅极和NMOS管N2的栅极相连，并连通所述第二调整端；PM0S管P2的漏极和NMOS管N2的漏极相连；其中， PMOS管Pl和PMOS管P2的源极接电源Vdd ；NM0S管NI和NMOS管N2的源极接地。
3.根据权利要求1所述一种低功耗模拟滤波器电路的结构，其特征在于:所述第一跨导包括: PMOS管P3的栅极和NMOS管N3的栅极相连，并连通该第一跨导的正输入端；PM0S管P3的漏极与NMOS管的N3漏极相连，并连通该第一跨导的负输出端； PMOS管P4的栅极和NMOS管N4的栅极相连，并连通该第一跨导的负输入端；PM0S管P4的漏极与NMOS管N4的漏极相连，并连通该第一跨导的正输出端；其中， PMOS管P3和PMOS管P4的源极连接于电源Vdd，NMOS管N3和NMOS管N4的源极接地。
4.根据权利要求1所述一种低功耗模拟滤波器电路的结构，其特征在于:所述第一增益补偿电路包括: PMOS管P5，其栅极与NMOS管N5栅极相连，同时与所述第二调整端相连； PMOS管P6，其栅极与NMOS管N6栅极相连，同时与所述第一调整端相连；其中PMOS管P5的栅极、漏极各自分别与PMOS管P6的漏极、栅极相连；PM0S管P5的源极与PMOS管P6的源极接电源Vdd ；NM0S管N5和NMOS管N6的源极接地。
5.根据权利要求2所述一种低功耗模拟滤波器电路的结构，其特征在于:所述第二共模控制电路与第一共模控制电路结构相同。
6.根据权利要求3所述一种低功耗模拟滤波器电路的结构，其特征在于:所述第二跨导、第三跨导和该第一跨导的结构相同。
7.根据权利要求4所述一种低功耗模拟滤波器电路的结构，其特征在于:所述第二增益补偿电路与该第一增益补偿电路结构相同。
【文档编号】H03H11/12GK203761347SQ201320815550
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】林海军 申请人:林海军