[發(fā)明專利]一種可重構(gòu)帶通濾波器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110698139.8
• 申請(qǐng)日: 2021-06-23
• 公開（公告）號(hào): CN113381726A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉美茹;王科平;洪然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): H03H9/46
• 分類號(hào): H03H9/46
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 韓新城

本發(fā)明公開一種可重構(gòu)帶通濾波器，由M個(gè)不同頻率的多相位時(shí)鐘濾波器以及2M個(gè)相同的電阻構(gòu)成，每個(gè)多相位時(shí)鐘濾波器的輸入側(cè)設(shè)有兩個(gè)所述電阻，輸入的差分中頻信號(hào)IN+、IN?首先分別經(jīng)過兩個(gè)一級(jí)電阻進(jìn)入一級(jí)濾波器處理后輸出的IN+1、IN?1分別經(jīng)過兩個(gè)二級(jí)電阻后再經(jīng)過二級(jí)濾波器進(jìn)行二級(jí)濾波；輸出的IN+2、IN?2分別經(jīng)過兩個(gè)三級(jí)電阻后再經(jīng)過三級(jí)濾波器進(jìn)行三級(jí)濾波，最后經(jīng)過N級(jí)濾波器進(jìn)行N級(jí)濾波得到第N級(jí)差分輸出信號(hào)；其中，M為大于等于2的正整數(shù)。本發(fā)明中心頻率可由外部時(shí)鐘頻率精確控制；由于外部時(shí)鐘頻率可以有很寬的變化范圍，使得該帶通濾波器可以在寬頻帶范圍內(nèi)精準(zhǔn)調(diào)諧。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及帶通濾波器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種可重構(gòu)帶通濾波器。

背景技術(shù)

無線接收機(jī)在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛，一般采用零中頻或低中頻結(jié)構(gòu)，其信道選擇和鏡像抑制通常由模擬基帶濾波器執(zhí)行。

上述類型的模擬基帶濾波器由有源電路、線性電容器和電阻器組成，通常采用有源低通濾波器或者有源帶通濾波器來對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行處理。時(shí)間連續(xù)的N通道濾波器在20世紀(jì)60年代就被提出，主要用于kHz工作頻率。隨著CMOS技術(shù)不斷發(fā)展，N通道濾波器可以在高于1GHz的射頻頻率下工作。但單級(jí)N通道濾波器存在高次諧波分量干擾并且通帶內(nèi)平坦度性能較差。而現(xiàn)有技術(shù)中的模擬基帶濾波器如MOSFET-C濾波器、OTA-C濾波器等，存在功耗較大、線性度不高、中心頻率不易調(diào)節(jié)的缺陷。

因此，如何解決現(xiàn)有技術(shù)中模擬基帶濾波器功耗較大、線性度較低且中心頻率不易調(diào)節(jié)的問題，已經(jīng)成為模擬基帶濾波器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種可重構(gòu)帶通濾波器，其是一種可重構(gòu)的多級(jí)級(jí)聯(lián)N通道濾波器，多級(jí)級(jí)聯(lián)N通道濾波器的中心頻率可由外部時(shí)鐘頻率精確控制；由于外部時(shí)鐘頻率可以有很寬的變化范圍，使得該帶通濾波器可以在寬頻帶范圍內(nèi)精準(zhǔn)調(diào)諧。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：

一種可重構(gòu)帶通濾波器，由M個(gè)不同頻率的多相位時(shí)鐘濾波器以及2M個(gè)相同的電阻構(gòu)成，多相位時(shí)鐘濾波器的中心頻率由外部時(shí)鐘頻率控制可調(diào)，每個(gè)多相位時(shí)鐘濾波器的輸入側(cè)設(shè)有兩個(gè)所述電阻，輸入的差分中頻信號(hào)IN+、IN-首先分別經(jīng)過兩個(gè)一級(jí)電阻進(jìn)入一級(jí)濾波器處理后輸出的IN+1、IN-1分別經(jīng)過兩個(gè)二級(jí)電阻后再經(jīng)過二級(jí)濾波器進(jìn)行二級(jí)濾波；輸出的IN+2、IN-2分別經(jīng)過兩個(gè)三級(jí)電阻后再經(jīng)過三級(jí)濾波器進(jìn)行三級(jí)濾波，最后經(jīng)過N級(jí)濾波器進(jìn)行N級(jí)濾波得到第N級(jí)差分輸出信號(hào)；其中，M為大于等于2的正整數(shù)。

其中，所述多相位時(shí)鐘濾波器由多個(gè)相同的差分支路組成，每個(gè)差分支路包括第一MOS管與第二MOS管，第一MOS管與第二MOS管的柵極接控制信號(hào)以控制導(dǎo)通或關(guān)斷，所述差分支路通過兩個(gè)差分的公共節(jié)點(diǎn)連接在一起，相鄰兩條差分支路通過一個(gè)電容C_BB交叉耦合在一起，每個(gè)差分支路輸入的差分信號(hào)點(diǎn)連接其第一MOS管源級(jí)，相鄰兩條差分支路的第一MOS管漏級(jí)分別接電容C_BB的兩端，電容C_BB的兩端并交叉連接相鄰兩條差分支路的第二MOS管的漏級(jí)，第二MOS管的源級(jí)連接到另外一個(gè)差分公共節(jié)點(diǎn)。

其中，采用倍頻和分頻電路產(chǎn)生需要的多相時(shí)鐘信號(hào)來控制多相位時(shí)鐘濾波器工作。

其中，所述的M個(gè)不同頻率的多相位時(shí)鐘濾波器的相鄰的濾波器的頻率差值相同。

其中，所述的輸入的差分中頻信號(hào)IN+、IN-分別對(duì)應(yīng)相位為0°、180°的中頻信號(hào)。

本發(fā)明的該帶通濾波器通過各級(jí)不同的時(shí)鐘控制，能夠在模擬基帶濾波器中實(shí)現(xiàn)諧波抑制，并改善整體通帶平坦度。

本發(fā)明的該帶通濾波器由于只由MOS開關(guān)和電容器組成，因此可以達(dá)到非常好的線性性能，且由于MOS開關(guān)沒有直流電流，也就沒有閃爍噪聲的問題。