[發(fā)明專利]一種可變階數(shù)全集成環(huán)路濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210267200.4
• 申請日: 2012-07-30
• 公開（公告）號: CN102751964A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于云豐;潘文光;黃偉;肖時茂
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫中科微電子工業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: H03H17/02
• 分類號: H03H17/02
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可變階數(shù)全集成環(huán)路濾波器，用于低功耗高性能基于鎖相環(huán)的頻率合成器及無線收發(fā)機(jī)SoC中。它采用RC參考電路結(jié)構(gòu)（26）來調(diào)整環(huán)路濾波器的電阻電容參數(shù)，以便于消除因為制造工藝參數(shù)、供電電壓、及溫度的變化引起環(huán)路參數(shù)的變化，從而增強(qiáng)了鎖相環(huán)環(huán)路穩(wěn)定性，用于實現(xiàn)不易受環(huán)境溫度、工藝偏差、電源電壓變化（PVT）等因素影響的收發(fā)器或發(fā)射器芯片。

背景技術(shù)

無線通信技術(shù)隨著個人消費類移動終端市場的迅速發(fā)展得到了極為廣泛的應(yīng)用。為了可靠有效的傳輸信息，需要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，在無線通信技術(shù)中，針對數(shù)字信號的傳輸，在收發(fā)器或發(fā)射器結(jié)構(gòu)中，數(shù)字基帶對發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過基帶數(shù)字調(diào)制器輸出的調(diào)制信號對VCO或分頻器產(chǎn)生的射頻載波信號進(jìn)行幅度、頻率或者相移鍵控調(diào)制，調(diào)制后的信號經(jīng)過功率放大器輸出片外經(jīng)過天線進(jìn)行發(fā)射，完成數(shù)字信號的無線傳輸。

而鎖相環(huán)則是提供載波信號的模塊，在發(fā)送端，由鎖相環(huán)提供的本振信號與基帶調(diào)制信號進(jìn)行混頻，或者由基帶調(diào)制信號對本振信號進(jìn)行調(diào)制，再經(jīng)由功率放大器或者射頻放大器放大，由天線發(fā)射。在接收端，無線信號需要下變頻，而載波一般須由鎖相環(huán)提供。鎖相環(huán)能提供準(zhǔn)確的參考頻率，而其中的環(huán)路濾波器是低通濾波器，主要用來濾除鑒頻鑒相器（PFD）的高頻分量，從而獲得穩(wěn)定的平均電壓值控制振蕩器的頻率。現(xiàn)行工藝和技術(shù)允許整個鎖相環(huán)集成在同一個芯片上，振蕩器的輸出相噪與濾波器的帶寬有很大的關(guān)系，為了獲得較低的相位噪聲，通常環(huán)路濾波器的帶寬需要取得較小，環(huán)路濾波器中電阻電容值就比較大，增大了芯片的面積和成本，另外一個方面，在集成電路設(shè)計中，一個很重要的問題是工藝偏差、電壓波動、環(huán)境溫度（PVT）等因素會對電路性能和一致性造成較大影響，因此從設(shè)計的角度出發(fā)，需要鎖相環(huán)電路具有較強(qiáng)的魯棒性以及抑制PVT等因素影響的校正電路，因為較大的電阻電容受到溫度漂移、工藝偏差等因素的影響更大，信號通路的環(huán)路函數(shù)增益及幅度等表現(xiàn)出不一致性，需要從設(shè)計上解決這個問題，而現(xiàn)有公開的文獻(xiàn)對溫度補(bǔ)償方式做了一些嘗試，但效果受到較多限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了克服已有技術(shù)性能和結(jié)構(gòu)上的局限，提出一種可變階數(shù)全集成環(huán)路濾波器。它采用RC參考電路結(jié)構(gòu)來調(diào)整環(huán)路濾波器的電阻電容參數(shù)，以便于消除因為制造工藝參數(shù)、供電電壓、及溫度的變化引起環(huán)路參數(shù)的變化，從而增強(qiáng)了鎖相環(huán)環(huán)路穩(wěn)定性，用于實現(xiàn)不易受環(huán)境溫度、工藝偏差、電源電壓變化（PVT）等因素影響的收發(fā)器或發(fā)射器芯片。

本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：所述的可變階數(shù)全集成環(huán)路濾波器包括環(huán)路濾波器和環(huán)路參數(shù)校正模塊；所述環(huán)路參數(shù)校正模塊包括RC參考電路和參數(shù)調(diào)整邏輯電路；環(huán)路濾波器包括：第一電阻一端接濾波輸入，另一端接濾波輸出，第一電阻上并聯(lián)環(huán)路選擇開關(guān)，第一電阻一端連接第一電容的一端，第一電容的另一端接地，第一電阻另一端分別連接第二電阻一端和第三電容一端，第二電阻另一端連接第二電容一端，第二電容另一端和第三電容另一端接地；所述第一電阻，第二電阻，第一電容，第二電容，第三電容的大小均由參數(shù)調(diào)整邏輯電路輸出的控制信號控制；參數(shù)調(diào)整邏輯電路根據(jù)RC參考電路的電阻R值和電容C值來調(diào)整環(huán)路濾波器中的電阻電容值，使得RC參考電路的電阻R值與所述第一電阻、第二電阻值成固定比例，RC參考電路的電容C值與所述第一電容、第二電容、第三電容值成固定比例。

所述RC參考電路中電阻R值和電容C值由固定參考時鐘信號來校準(zhǔn)，調(diào)整RC參考電路中R與C的值，使得固定參考時鐘信號頻率是R與C乘積的倒數(shù)的整數(shù)倍；參數(shù)調(diào)整邏輯電路賦值用來輸出環(huán)路濾波器中電阻、電容值的控制字，不同的控制字代表不同的電阻電容值；根據(jù)RC參考電路中電阻R值和電容C值與環(huán)路濾波器中電阻電容值的比例關(guān)系來調(diào)整環(huán)路濾波器中的第一電阻、第二電阻以及、第一電容、第二電容、第三電容值。

通過增加所述參數(shù)調(diào)整邏輯電路輸出的控制字的位數(shù)，來提高環(huán)路濾波器的環(huán)路參數(shù)的可調(diào)整范圍及調(diào)整區(qū)間。

所述環(huán)路濾波器中，第二電阻、第二電容、第三電容構(gòu)成一個基本2階環(huán)路濾波器，第一電阻和第一電容構(gòu)成高階RC附加電路；當(dāng)環(huán)路選擇開關(guān)關(guān)閉時，第二電阻R2和第一電容、第二電容、第三電容共同組成了一個傳統(tǒng)的二階環(huán)路濾波器；當(dāng)環(huán)路選擇開關(guān)打開時，第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容、第二電容、第三電容則組成了一個3階環(huán)路濾波器。