[實用新型]差分時鐘增益提高型N通道有源帶通濾波器

有效

• 申請號: 201520512171.2
• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號: CN204669326U
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發明（設計）人: 何小蓮;宋樹祥;蔡超波;岑明燦
• 申請（專利權）人: 廣西師范大學
• 主分類號: H03H11/04
• 分類號: H03H11/04
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

技術領域

本實用新型涉及一種模擬濾波器，具體涉及一種差分時鐘增益提高型N通道有源帶通濾波器。

背景技術

在無線通信系統中，無線接收機中應用到的帶通濾波器需有好的選擇性，寬的動態范圍和自由可調的中心頻率。隨著多模多頻無線設備的日益增長，推動了具有良好的選擇性和寬可調諧中心頻率的帶通濾波器的發展。有源RC濾波器，其特性參數與RC時間常數有關，而集成電阻和集成電容的精度很差，準確的時間常數很難獲得。跨導電容濾波器具有電路簡單，可程控，易于集成的優點，但是需要在功耗、品質因數和中心頻率之間進行折衷。20世紀60年代，L.Franks?and?I.Sandberg等人提出了連續時間N通道濾波器，由于其中心頻率自由可調、較高的Q值、高線性度和易于集成等優點，具有可應用于多模多頻通信射頻前端設計的前景，所以一直受到研究者的關注。2012年，A.Nirzaei和H.Darabi等人提出了一種新的N通道濾波器，該濾波器采用片外變壓器作為平衡-不平衡轉換器，實現阻抗的匹配，提高了濾波器的品質因數。最近，一種超低功耗，多頻帶的ZigBee接收機被提出，它采用增益提高技術，使得N通道無源混頻器實現了噪聲性能、帶外線性度和電路功耗的優化。2013年，N.Darvishi等人提出了一種增益可提高的N通道濾波器，其增益獲得了顯著提高，達到了+25dB，其缺點是電路結構比較復雜。

然而，以上提到的濾波器結構雖可獲得比較高的增益，但是所能達到的頻率可調范圍較小，以及其電路結構比較復雜，所采用的電容值比較大，進而會占用很大的芯片面積。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是現如今N通道有源帶通濾波器所存在的增益較小，中心頻率自由可調范圍較窄，芯片體積大和電路復雜等不足，提供一種差分時鐘增益提高型N通道有源帶通濾波器。

為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種差分時鐘增益提高型N通道有源帶通濾波器，包括N通道有源帶通濾波器本體，所述N通道有源帶通濾波器本體由N分頻環形計數器、差分時鐘電路和跨導運算放大器G_m構成。所述N分頻環形計數器由N個D觸發器以環狀的形式連接而成，即前一個D觸發器的Q端與后一個D觸發器的D端相連，第一個D觸發器的D端與最后一個D觸發器的Q端相連。每個D觸發器的Q端輸出一個取樣脈沖序列。所述差分時鐘電路包括N條開關支路和個電容。每條開關支路由2個串聯的開關構成，N條開關支路之間相互并聯。每個電容的兩端分別跨接在2條開關支路上，且電容的兩端均接在2個開關相連的公共端上，即2條開關支路與1個電容形成H形電路結構，且H形電路結構的數目與電容的數目相同。每個H形電路結構中處于左上位置處的開關和處于右下位置處的開關同時與N分頻環形計數器的一個D觸發器的Q端相連，即這2個開關連接同1個取樣脈沖序列，每個H形電路結構中處于左下位置處的開關和處于右上位置處的開關同時與N分頻環形計數器的另一個D觸發器的Q端相連，即這2個開關連接另一個相同的取樣脈沖序列。所述跨導運算放大器G_m的兩端分別連接在差分時鐘電路的兩端，即差分時鐘電路的N條開關支路之間相互并聯后。一端與跨導運算放大器G_m的一端連接，并形成N通道有源帶通濾波器本體的輸入端。另一端與跨導運算放大器G_m的另一端連接，并形成N通道有源帶通濾波器本體的輸出端。上述N為偶正整數。

差分時鐘電路與N分頻環形計數器相連時，其第i個H形電路結構中處于左上位置處的開關和處于右下位置處的開關與第i個D觸發器的Q端相連，第i個H形電路結構中處于右上位置處的開關和和處于左下位置處的開關與第個D觸發器的輸出端Q端相連，其中

N的取值范圍介于2～16之間。

差分時鐘電路的開關支路上的所有開關均為N型金屬氧化物半導體晶體管。

跨導運算放大器G_m是一個由反饋電阻形成自偏置的反向放大器。