专利名称：滤波器电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及滤波器电路。
公知的有源滤波器通常具有一个与输入阻抗和反馈阻抗相连的运算放大器。运算放大器一般是一个由电流驱动的器件，它消耗大量的电能。
本发明的目的在于解决上述传统的滤波器中存在的问题并提供一种耗电极少的滤波器电路。
本发明的滤波器电路是一个线性反相器，它包括1)由奇数个串联的MOS反相器组成的反相放大部分；2)连在反相放大部分的输出端和地之间的接地电容；3)具有一对电阻的平衡电阻，该电阻对使得一个MOS反相器(该MOS反相器不是最后那个反相器)的输出端分别与电源电压和地相连；4)用于连接反相放大部分的输出端与输入端的反馈阻抗。一电容耦合器与线性反相器的输入端相连，并且多个滤波电路与电容耦合器的输入端相连。
根据本发明的滤波器电路包括由奇数个串联的MOS反相器组成的反相放大部分，以由电压驱动。该滤波器电路能够减少电路消耗的电能。
图1是本发明滤波器电路第一实施例的电路图；图2是第一实施例的频率特性曲线图3是本发明滤波器电路第二实施例的方块图；图4是第二实施例的频率特性曲线图。
下面参照附图描述一下本发明滤波器电路的第一实施例。
图1中，滤波器电路包括并联在一起的低通滤波器LPF和高通滤波器HPF。电容耦合器CP将这些滤波器电路的输出相加，电容耦合器的输出与反相放大器INV1的输入相连。
反相放大器INV1由奇数个串联的MOS反相器I1、I2和I3组成。接地电容C4连接在最后一级反相器I3的输出端与地之间。由一对电阻R2和R3组成的平衡电阻使得MOS反相器I2的输出分别与电源电压Vdd和地相连。反相放大部分的输出与输入通过反馈电容C3相连。该反相放大部分的输出Vout是CP输出的反相，其输出的电压值等于CP的输出，因为反相器I1、I2和13的总增益是高的并且它们的输出被反馈到输入端。
图2示出了上述滤波器电路的频率特性曲线。通过降低高通滤波器和低通滤波器的重叠的阻带(或非工作频率区)的增益来构成带除滤波器。图2中降低的增益的频带是10Hz至1KHz。
低通滤波器LPF包括与输入电压Vin相连的电阻R1和连在电阻R1输出端和地之间的电容C1。LPF的转换函数T(S)可由公式1表示T(s)=1C1R1s+1C1R1----(1)]]>高通滤波器HPF包括与输入电压Vin相连的电容C5和连在电容C5的输出端和地之间的电阻R4。HPF的转换函数T(S)可由公式2表示T(s)=ss+1C5R4----(2)]]>通过以下公式(3)对上述转换函数求和得到整个滤波器电路的转换函数。T(s)=1C1R1s+1C1R1+ss+1C5R4=s2+1C1R1s+1C1R1·1C5R4s2+(1C1R1+1C5R4)s+1C1R1·1C5R4----(3)]]>如上所述，通过采用包含MOS反相器的放大电路来构成带除滤波器，这样会使消耗的电能大大降低。当然也可以通过借助于电容耦合器将许多个滤波电路集成来实现各种频率特性。
图3中多个滤波器-低通滤波器LPF、带通滤波器BPF1、BPF2…BPFn、以及高通滤波器HPF并联到电容耦合器CP上，并且电容耦合器的输出是反相放大器AMP的输入。电容耦合器CP由多个并联的电容CC1…CCn+2组成。与图1所示的电容耦合器类似，电容耦合器CP的输出是反相放大器AMP的输入。反相放大器AMP包括三级串联的反相器INV1，其输出和输入通过反馈电容C8相连，以防止发送。
电容耦合器CP将滤波电路的输出总和输入到AMP中。AMP的输出电压Vout的幅值与输入电压相同，但它是输入电压的反相。图4示出了图3所示的滤波器电路的频率特性曲线。它示出了滤波器LPF、BPF1-BPFn、及HPF通带连续现象的聚合特性曲线。
当LPF和HPF的转换函数是T1(S)和Tn+2(S)并且带通滤波器BPF1-BPFn的转换函数是T2(S)-Tn+1(S)时，图3所示的整个电路的复合转换函数Tt(s)由以下公式定义T(s)=Σi=1n+2Ti(s)----(4)]]>按本发明，滤波器电路构成一个线性的反相器，它包括1)由奇数个串联的MOS反相器组成的反相放大部分；2)连接在反相放大部分输出端与地之间的接地电容；3)具有一对电阻的平衡电阻，该电阻对使得一个MOS反相器(该MOS反相器不是最后那个反相器)的输出端分别与电源电压和地相连；用于连接反相放大部分的输入端和输出端的反馈阻抗。一电容耦合器与线性反相器的输入端相连，并且多个滤波电路与电容耦合器的输入端相连。于是，可实现具有低电能的各种频率特性。
权利要求
1．一种滤波器电路包括ⅰ)由奇数个串联的MOS反相器组成的反相放大器装置；ⅱ)连接在所述反相放大器装置的输出端与地之间的接地电容；ⅲ)由一对电阻组成的平衡电阻，该电阻对使得一个非最后级MOS反相器的输出端与电源电压和地相连；ⅳ)用于连接所述反相放大器装置的所述输出端和输入端的反馈阻抗；ⅴ)与所述反相放大器装置的所述输入端相连的电容耦合器；ⅵ)与所述电容耦合器的输入端相连的多个滤波器电路，多个滤波器电路的输入端与输入电压相连。
2．根据权利要求1的滤波器电路，其中，所述多个滤波器电路是一阶低通滤器和一阶高通滤波器。
3．根据权利要求2的滤波器电路，其中，所述一阶低通滤波器包括a)与输入电压相连的电阻；和b)连在所述电阻的输出端与地之间的电容。
4．根据权利要求2的滤波器电路，其中，所述一阶高通滤器包括a)与输入电压相连的电容；和b)连接在所述电容的输出端与地之间的电阻。
5．根据权利要求1的滤波器电路，其中，所述多个滤波器电路是多个具有逐级频率通带的带通滤波器、非所述带通滤波器中任何通带的低通滤波器以及非所述带通滤波器中任何通带的高通滤波器。
全文摘要
一种耗电少的滤波电路,该滤波电路构成一个线性的反相器,包括:1)由奇数个串联的MOS反相器组成的反相放大部分;2)连接在反相放大部分输出端与地之间的接地电容;3)具有一对电阻的平衡电阻,该电阻对使一个MOS反相器(该MOS反相器不是最后那个反相器)的输出端分别与电源电压和地相连;用于连接反相放大部分的输入端和输出端的反馈阻抗。一电容耦合器与线性反相器的输入端相连,并且多个滤波电路与电容耦合器的输入端相连。
文档编号H03H11/04GK1210395SQ9610500
公开日1999年3月10日 申请日期1996年4月12日 优先权日1995年4月12日
发明者寿国梁, 高取直, 山本诚 申请人:株式会社鹰山, 夏普株式会社