[實(shí)用新型]一種自動(dòng)頻率調(diào)諧電路及集成芯片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201922236032.2
• 申請(qǐng)日: 2019-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN211239806U
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘文光;黃偉;肖時(shí)茂;于云豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京中科微電子有限公司
• 主分類號(hào): H03H11/04
• 分類號(hào): H03H11/04
• 代理公司: 無錫市大為專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32104
• 代理人: 殷紅梅;陳麗麗

本實(shí)用新型涉及模擬電路技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種自動(dòng)頻率調(diào)諧電路，其中，包括：電阻分壓電路、濾波網(wǎng)絡(luò)電路、電容充電電路、比較器電路和數(shù)字控制邏輯電路，電阻分壓電路用于生成基準(zhǔn)電壓信號(hào)；濾波網(wǎng)絡(luò)電路與電阻分壓電路連接，用于對(duì)基準(zhǔn)電壓信號(hào)進(jìn)行濾波處理得到基準(zhǔn)電壓濾波信號(hào)；電容充電電路用于通過電阻對(duì)電容充電得到充電電壓信號(hào)；比較器電路分別與電容充電電路和濾波網(wǎng)絡(luò)電路連接，用于比較基準(zhǔn)電壓濾波信號(hào)和充電電壓信號(hào)得到比較結(jié)果；數(shù)字控制邏輯電路與比較器電路連接，用于根據(jù)比較結(jié)果輸出邏輯控制信號(hào)。本實(shí)用新型還公開了一種集成芯片。本實(shí)用新型提供的自動(dòng)頻率調(diào)諧電路具有結(jié)構(gòu)簡單，占用面積小，消耗功耗小的優(yōu)勢。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及模擬電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)頻率調(diào)諧電路及包括該自動(dòng)頻率調(diào)諧電路的集成芯片。

背景技術(shù)

有源濾波器電路自上世紀(jì)70年代至今得到了迅猛發(fā)展，其主要結(jié)構(gòu)包括 Active-RC結(jié)構(gòu)、開關(guān)電容濾波器結(jié)構(gòu)和OTA-C結(jié)構(gòu)三種。其中Active-RC結(jié)構(gòu)采用運(yùn)放、電阻和電容，三者構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)濾波器電路。由于運(yùn)放工作在反饋模式下，該電路的線性度很好，但是頻率特性差，通常工作頻率不大于1MHz，直到最近幾年才出現(xiàn)應(yīng)用在MHz范圍的Active-RC結(jié)構(gòu)的有源濾波器電路。開關(guān)電容濾波器結(jié)構(gòu)，通常工作在音頻范圍，隨著工藝和技術(shù)的提升，其應(yīng)用頻率范圍也在擴(kuò)展，但是由于時(shí)鐘饋通以及電荷注入等問題，使得該結(jié)構(gòu)的濾波器的動(dòng)態(tài)范圍較小。基于OTA-C結(jié)構(gòu)的片上有源濾波器電路，由于跨導(dǎo)工作在開環(huán)狀態(tài)下，所以該結(jié)構(gòu)濾波器可以工作在較高頻率范圍，工作頻率可達(dá)上百兆赫茲。

采用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)的有源RC濾波器電路，在模擬信號(hào)處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，CMOS電路的輸入阻抗很高，級(jí)間連接容易，又特別適于大規(guī)模集成。隨著CMOS工藝的興起，采用CMOS工藝實(shí)現(xiàn)基于有源RC結(jié)構(gòu)的有源濾波器電路也得到很大的發(fā)展。基于有源RC結(jié)構(gòu)的濾波器的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有多種，比如多路反饋結(jié)構(gòu)，Thomas-Tow結(jié)構(gòu)，Sallen-Key結(jié)構(gòu)等。其濾波器的特征頻率都是相應(yīng)的電阻值R與電容值C的比值。

片上集成的有源濾波器電路，它的中心頻率會(huì)受到工藝偏差以及溫度變化的影響，因此需要采用一個(gè)片上自動(dòng)頻率調(diào)諧電路，來實(shí)現(xiàn)對(duì)濾波器特征頻率的調(diào)諧，以補(bǔ)償工藝偏差和溫度變化等對(duì)濾波器特征頻率造成的影響。圖1是一個(gè)典型的Sallen-Key低通有源RC濾波器電路，濾波器的帶寬為其中電阻和電容都是隨工藝和溫度的變化而變化，所以導(dǎo)致濾波器的帶寬會(huì)偏離預(yù)定值，此時(shí)就需要一個(gè)片上自動(dòng)頻率調(diào)諧電路來實(shí)現(xiàn)對(duì)濾波器帶寬的調(diào)諧，補(bǔ)償工藝溫度等偏差對(duì)濾波器帶寬的影響。

現(xiàn)有技術(shù)的濾波器的調(diào)諧電路形式有多種，主要有直接調(diào)諧和間接調(diào)諧。直接調(diào)諧需要系統(tǒng)是時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)，它需要利用空閑的時(shí)隙對(duì)濾波器的頻率特性進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)諧，該種調(diào)諧方式適用于時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)，不適合連續(xù)工作的系統(tǒng)。間接修調(diào)不需要空閑時(shí)隙，目前應(yīng)用較廣，其傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就是，如Bo Xia,Shouli Yan等發(fā)表的論文An RC TimeConstant Auto-tuning Structure for High Linearity Continuous-TimeΣΔModulators and Active Filters，以及美國凹凸微系有限公司申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?00710080331.0的專利中所述的結(jié)構(gòu)。上述兩個(gè)文獻(xiàn)中的結(jié)構(gòu)的原理是一樣的，都是對(duì)電容陣列充電，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)應(yīng)該充電到預(yù)定的電壓，如果沒有充到預(yù)定值或超過了預(yù)定值，就說明電阻或電容值有了偏差，此時(shí)就由數(shù)字控制邏輯反饋控制電容陣列的開關(guān)，使得電容陣列的電容值改變，從而使得充電電壓能夠到預(yù)定值。同時(shí)，相同的控制信號(hào)也去控制濾波器電路，使得濾波器的特征頻率也相應(yīng)地鎖定在預(yù)定的頻率點(diǎn)上，不再隨工藝和溫度的變化而變化。但是上述兩個(gè)文獻(xiàn)中提到的傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，電路比較復(fù)雜，電路需要占用大量的芯片面積和功耗。

因此，如何提供一種結(jié)構(gòu)簡單的調(diào)諧電路成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容