專利名稱：調(diào)整主動濾波器之方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明系關(guān)于調(diào)整依據(jù)申請專利范圍第一項(xiàng)及第五項(xiàng)之特征部份之前的主動濾波器用之方法及電路裝置。
主動濾波器被使用于，例如電信通信網(wǎng)路中。于此情況中，主動濾波器被使用于，尤其是數(shù)字傳輸方法，分別做為模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器之上游及數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器之下游之輸入及輸出濾波器。在此種數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用情況中，很重要的是使特定的標(biāo)稱頻率響應(yīng)(nominalfrequency response)基于數(shù)字系統(tǒng)中所使用的時脈頻率而被觀察。如果決定主動濾波器中所使用之頻率響應(yīng)的組件為電容，尤其是不利地在生產(chǎn)中產(chǎn)生大變化的組件，則通常需要具有設(shè)定頻率響應(yīng)用之對準(zhǔn)裝置。通常，此種電信通信網(wǎng)路中所使用的主動濾波器與一對準(zhǔn)電路一起被集積于一半導(dǎo)體中。
例如，VDSL系統(tǒng)需要一主動低通濾波器，其截止頻率需要能夠被設(shè)定于8與12.44MHz之間的復(fù)數(shù)頻率之一，容許的誤差為頻率值的+/-5％。如果現(xiàn)在使用一組決定每一可調(diào)整標(biāo)稱頻率的電容及相對的所需之對準(zhǔn)電路，結(jié)果產(chǎn)生很不利的高程度電路復(fù)雜度，其范圍承擔(dān)其它的缺點(diǎn)，例如寄生電容。
本發(fā)明系以提供調(diào)整初始提及之主動濾波型態(tài)用之方法及電路裝置為目的，其允許以高程度精確性及小的電路復(fù)雜度允許來自復(fù)數(shù)將被設(shè)定之頻率響應(yīng)之一。
本發(fā)明藉由具有申請專利范圍第一項(xiàng) 特征之方法及具有申請專利范圍第五項(xiàng)特征之電路裝置而達(dá)成此目的。申請專利范圍附屬項(xiàng)定義本發(fā)明個別的較佳及有利的實(shí)施例。
本發(fā)明方法包括一記憶裝置的使用，其包括變化決定頻率響應(yīng)之可調(diào)整電容的規(guī)則，具有考慮想要的標(biāo)稱截止頻率或標(biāo)稱頻率響應(yīng)之規(guī)則的選擇以及主動濾波器之真實(shí)頻率響應(yīng)的測量。此調(diào)整有利地是可以在一工作步驟中，因此不需要先設(shè)定標(biāo)稱頻率響應(yīng)，之后再于另一步驟中將之對準(zhǔn)。
較佳者，濾波器之頻率響應(yīng)的測量使用一參考電容而被確定，該電容之值系相對于決定頻率響應(yīng)之該濾波器電容之值的已知比例。于此情況中，此參考電容之值的測量可被用以推斷濾波器的頻率響應(yīng)。這表示濾波器不需要具有決定與之連接之決定頻率響應(yīng)之測量的可能損害濾波器運(yùn)作的電路，例如由于寄生電容或增加的開關(guān)的接觸電阻。
參考電容的使用在至少所有的電容都被集積于一芯片或半導(dǎo)體中時尤其有用，于該情況中，電容的絕對值可以變化，但變化的電容的值對其它電容值的比例可簡單地再產(chǎn)生并被正確地決定或?yàn)橐阎?。于此情況中，可以使，尤其是所有電容，來自相同值的標(biāo)準(zhǔn)電容，藉由并連或串連至少一標(biāo)準(zhǔn)電容。于此情況中，參考電容對其它電容的比例系由個別互相連接的標(biāo)準(zhǔn)電容之組合的數(shù)量及型態(tài)決定。
較佳者，一時間常數(shù)被決定為頻率響應(yīng)的測量，藉由該該時間測量使該時間常數(shù)能夠被簡單地確定。因此，例如，一階梯訊號(stepsignal)可被連接至濾波器的輸入或連接至參考電容，而可以測量直到來自濾波器或跨越參考電容之輸出訊號達(dá)到一特定值所花費(fèi)的時間。
將時間常數(shù)正規(guī)化(norminalize)至一特定的測量頻率可以允許在任何頻率之將被測量的真實(shí)頻率，而不管標(biāo)稱截止頻率。
如果所使用的記憶裝置為一可尋址的表內(nèi)存，則這是尤其簡單的方式，藉由分離表內(nèi)存中之多位數(shù)地址范圍并使用標(biāo)稱截止頻率的選擇尋址一部份并使用真時頻率響應(yīng)的測量尋址另一部份而選擇可調(diào)整電容用的調(diào)整規(guī)則。例如，在包括10位的地址范圍中，3位可被用以選擇特定的標(biāo)稱濾波器頻率，其中總共8個標(biāo)稱濾波器頻率可被選擇，而其它的7位可被用以輸入真實(shí)頻率響應(yīng)的測量。
于此情況中，儲存于記憶裝置中的調(diào)整規(guī)則需要允許決定頻率響應(yīng)之電容以足夠的精確度被調(diào)整以獲得想要的標(biāo)稱頻率響應(yīng)而可以對準(zhǔn)。
較佳者，此調(diào)整電容具有復(fù)數(shù)并連的串連電路，其中每一串連電路包括一單一電容及一開關(guān)。此電路裝置的全部電容系從具有關(guān)閉開關(guān)之串連的單一電容的總合而來。在本文中，可以提供使單一電容表現(xiàn)互相接近之二電容的整體功率的數(shù)值。在此情況中，被儲存做為調(diào)整規(guī)則的一個數(shù)字字符可直接被用以關(guān)閉開關(guān)或調(diào)整電容。此可調(diào)整的電容也可具有一基本電容，其具有和一可變電容并連的電路裝置，這表示可調(diào)整電容的調(diào)整范圍可以比較小。
為調(diào)整此電容，真實(shí)頻率響應(yīng)的測量及一調(diào)整規(guī)則的后續(xù)選擇被執(zhí)行復(fù)數(shù)次，以便在可調(diào)整之電容的調(diào)整動作不能先被決定的情況中達(dá)成較高程度的精確度。這可能是，例如，在并聯(lián)及可個別連接的單一電容的情況中，因?yàn)閱我浑娙莸闹圃煺`差的情況。如果被連接的單一電容的值與具有與被當(dāng)成調(diào)整規(guī)擇用之基礎(chǔ)的電容不同，則這可以在第二次測量中被確定且可重復(fù)測量。
如果主動濾波器與所又執(zhí)行本發(fā)明之方法所需之組件一起被集積于一半導(dǎo)體內(nèi)，則其成本將可降低，尤其是如果本發(fā)明電路裝置被大量需求，例如當(dāng)用于電信通信網(wǎng)路中時，的時候。
本發(fā)明使用較佳實(shí)施例參照所附圖式被詳細(xì)說明如下。


圖1表示具有決定頻率響應(yīng)之組件的主動濾波器之設(shè)計，以及圖2表示主動濾波器與調(diào)整所需之組件之方塊圖。
圖1表示一個三階柴比雪夫低通濾波器(Chebyshev low passfilter)。于此情況中，濾波器1具有一運(yùn)算放大器5及，為了外部連接之決定濾波器1之頻率響應(yīng)之電阻4及電容2，3。每一電容2系固定的電容，而電容3是可調(diào)整的。
每一可調(diào)整電容3包括一并聯(lián)電路，每一電路包括與開關(guān)7串連之單一電容6，在一可調(diào)整電容3內(nèi)之單一電容6具有表現(xiàn)二互相接近之電容的整體功率之不同的數(shù)值。
基礎(chǔ)電容2的值是成比例的，因此當(dāng)可調(diào)整電容3被調(diào)整至最小的可能數(shù)值，亦即，當(dāng)所有的開關(guān)被打開時，濾波器1的截止頻率被達(dá)成，其考慮一般制造誤差，系在可被設(shè)定之最高截止頻率之上。
表示于圖1之濾波器1系用于VDSL系統(tǒng)并且于該處被當(dāng)成一模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器之上游或一數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器之下游之一輸入或輸出濾波器。
圖2表示主動濾波器1與執(zhí)行此方法所需之組件的方塊圖。此等組件被分為一模擬部A及一數(shù)字部B。模擬部A具有主動濾波器1以及用以決定濾波器1之頻率響應(yīng)之測量之一裝置8。數(shù)字部B具有一控制裝置9及一記憶裝置10?？刂蒲b置9經(jīng)由一時脈輸入13接收一時脈訊號。此外，控制裝置9藉由激活線14及停止線15連接至測量裝置8，其可被用以初始化真實(shí)頻率響應(yīng)的測量以及接收真實(shí)頻率響應(yīng)之確定測量的報告。
做為濾波器1之頻率響應(yīng)的測量，時間常數(shù)是確定的。因此，控制裝置9經(jīng)由激活線14傳送訊號至測量裝置8，其隨后藉由輸入一階梯訊號至濾波器1的輸入而激活測量。同時，控制裝置9激活計數(shù)器，其以經(jīng)由線13輸入之頻率在時間中向上計數(shù)。
同時，測量裝置8監(jiān)視濾波器1在特定電壓值抵達(dá)的輸出。一旦達(dá)到此值時，測量裝置8使用停止線15傳送一訊號給控制裝置9，其隨后停止計數(shù)器并正規(guī)化達(dá)到所施加之時脈訊號之頻率的計數(shù)。此正規(guī)化的計數(shù)隨后對應(yīng)經(jīng)由一線被提供給記憶裝置10之一時間常數(shù)。
同時，記憶裝置10經(jīng)由輸入線11被通知那一標(biāo)稱截止頻率需要被設(shè)定。在記憶裝置10上關(guān)于將被設(shè)定之截止頻率及正規(guī)化的時間常數(shù)在記憶裝置10中被邏輯地結(jié)合以形成一表內(nèi)存用之多位數(shù)地址訊號。此表內(nèi)存，為每一可調(diào)整的標(biāo)稱濾波器頻率之組合及為確定的數(shù)字時間常數(shù)之可能數(shù)值，儲存調(diào)整電容3用之調(diào)整規(guī)則。如果想要能夠設(shè)定6個不同的濾波器頻率，例如，且如果正規(guī)化的時間常數(shù)的數(shù)字值系在0至999的范圍內(nèi)，需要在記憶裝置100中儲存6000不同的調(diào)整規(guī)則。此記憶裝置因此被用以當(dāng)成調(diào)整規(guī)則用之對照表。
在此情況中，邏輯地結(jié)合確定的時間常數(shù)用及選擇調(diào)整規(guī)則用之標(biāo)稱截止頻率之信息的動作可藉由以二進(jìn)制數(shù)之形式傳輸與標(biāo)稱濾波器頻率及確定的時間常數(shù)相關(guān)的信息至控制裝置10，并于該處連接至數(shù)個位寬之一地址輸入中之不同線而被簡化。于此方式中，不需要復(fù)雜的邏輯且一般的只讀存儲器可被用以當(dāng)成記憶裝置10使用。因?yàn)榇朔N可利用的內(nèi)存一般僅具有特定數(shù)目的記憶胞元，如果包含標(biāo)稱濾波器頻率及可能的時間常數(shù)的數(shù)目小于記憶胞元的數(shù)目，有些時候記憶胞元并未被使用。
此外，也有可能使用不同的表內(nèi)存儲存調(diào)整規(guī)則，該表內(nèi)存被用以儲存，例如微控器或處理器，用之程序。這可以在未使用的記憶區(qū)域中儲存調(diào)整規(guī)則，從一特定的啟始地址開始。從時間常數(shù)及關(guān)于標(biāo)稱濾波器頻率之信息所獲得之地址值將需要被詮釋為需要被加至該啟始地址之一偏移(offset)。此種選擇在本發(fā)明電路裝置被集積于包含具有一表內(nèi)存之程控的控制機(jī)制之半導(dǎo)體內(nèi)的情況中尤其適合。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)整主動濾波器(1)之方法，其具有一電容(2，3)用以決定頻率響應(yīng)，其包括決定該濾波器(1)之該頻率響應(yīng)之一測量，從一記憶裝置(10)取得該頻率響應(yīng)之確定測量及一可預(yù)定之標(biāo)稱頻率響應(yīng)做為選擇一調(diào)整規(guī)則之基礎(chǔ)，并基于該被選擇的調(diào)整規(guī)則調(diào)整該可調(diào)整的電容(2，3)。
2.如申請專利范圍第1項(xiàng)之方法，特征在于，一時間常數(shù)被確定做為該濾波器(1)之該頻率響應(yīng)之一測量。
3.如申請專利范圍第2項(xiàng)之方法，特征在于，該確定之時間常數(shù)被正規(guī)化至于確定該時間常數(shù)時，所使用之一時脈頻率之一特定值。
4.如申請專利范圍第1至3項(xiàng)任一項(xiàng)之方法，特征在于，所使用之該記憶裝置系一可尋址表內(nèi)存(10)，其地址具有包括至少2位數(shù)之一字符長度，且該地址字符長度中至少1位數(shù)被填入從該確定的頻率測量中所獲得之一數(shù)字值，以及該地址字符長度中之至少1位數(shù)被填入可描述該預(yù)定之標(biāo)稱頻率響應(yīng)之一數(shù)字值。
5.一種以一主動濾波器(1)過濾一電子訊號之電路裝置，具有決定頻率響應(yīng)之至少一可調(diào)整電容(2，3)，具有一電路(8)用以決定該濾波器(1)之該頻率響應(yīng)之一測量，具有一記憶裝置(10)可用以儲存調(diào)整該可調(diào)整電容(2，3)用之至少一調(diào)整規(guī)則，以及一控制裝置(9)，其被設(shè)定，因此將該頻率響應(yīng)之確定的測量以及已經(jīng)在該電路裝置上被設(shè)定之一標(biāo)稱頻率響應(yīng)做為選擇一儲存的調(diào)整規(guī)擇之基礎(chǔ)，并以該被選擇之調(diào)整規(guī)擇為基礎(chǔ)調(diào)整該可調(diào)整的電容(2，3)。
6.如申請專利范圍第5項(xiàng)之電路裝置，特征在于，該可調(diào)整電容(2，3)具有至少一固定的基礎(chǔ)電容(2)以及一可調(diào)整的電容組件(3)。
7.如申請專利范圍第5或6項(xiàng)之電路裝置，特征在于，該可調(diào)整電容(2，3)具有復(fù)數(shù)并聯(lián)之串聯(lián)電路，每一串聯(lián)電路包括一單一電容(5)及一開關(guān)(7)。
8.如申請專利范圍第5至7項(xiàng)任一項(xiàng)之電路裝置，特征在于，其中該記憶裝置具有一表內(nèi)存(10)，其可儲存做為調(diào)整規(guī)則之二進(jìn)制形式之?dāng)?shù)字值。
9.如申請專利范圍第8項(xiàng)之電路裝置，特征在于，該表內(nèi)存(10)具有包括至少2位數(shù)之一地址字符長度，該電路裝置于該地址字符長度中之至少1位數(shù)填入從該確定的頻率測量中所獲得之一數(shù)字值，以及于該地址字符長度中之至少1位數(shù)填入描述該預(yù)定之標(biāo)稱頻率響應(yīng)之一數(shù)字值。
10.如申請專利范圍第5至9項(xiàng)任一項(xiàng)之電路裝置，特征在于，該電路裝置被設(shè)定，因此其決定做為該濾波器(1)之該頻率響應(yīng)之一測量之一時間常數(shù)。
11.如申請專利范圍第10項(xiàng)之電路裝置，特征在于，該電路裝置被設(shè)定，因此其正規(guī)化該確定之時間常數(shù)至于確定該時間常數(shù)時，所使用之一時脈頻率之一特定值。
12.如申請專利范圍第5至11項(xiàng)任一項(xiàng)之電路裝置，特征在于，該電路裝置之組件被集積于一半導(dǎo)體內(nèi)。
13.如申請專利范圍第5至12項(xiàng)任一項(xiàng)之電路裝置，特征在于，該電路裝置具有至少一參考電容，其值系相對該至少一決定該頻率響應(yīng)之電容(2，3)之值之一已知比例，決定該濾波器(1)之頻率響應(yīng)之一測量之該電路(8)被設(shè)定，因此其確定該參考電容之值之一測量，以及該控制裝置(9)被設(shè)定，因此其取代該濾波器(1)之該頻率響應(yīng)之測量而使用該參考電容之值之該測量。
14.如申請專利范圍第13項(xiàng)之電路裝置，特征在于，該參考電容及該決定頻率響應(yīng)之電容系由相同值的標(biāo)準(zhǔn)電容所制成。
全文摘要
一可調(diào)整濾波器(1)，尤其是用于當(dāng)成數(shù)字電信網(wǎng)絡(luò)中防混淆濾波器之用，具有可調(diào)整電容(3)其為了與一特定截止頻率對準(zhǔn)之目的而決定頻率響應(yīng)。如果復(fù)數(shù)個截止頻率需要能被設(shè)定，則該主動濾波器(1)具有，依據(jù)本發(fā)明，一控制裝置(9)具有用以確定該濾波器(1)之真實(shí)截止頻率用之一測量裝置(8)。基于該濾波器(1)確定的真實(shí)截止頻率及將被設(shè)定之標(biāo)稱截止頻率(nominal cut－off frequency)之信息，該可調(diào)整電容(3)所用之一調(diào)整規(guī)則于一記憶裝置(10)中被選擇。此調(diào)整規(guī)則系用以調(diào)整該可調(diào)整電容(3)，因此首先獲得想要的標(biāo)稱截止頻率，且其次同時執(zhí)行對準(zhǔn)以便達(dá)成具有足夠精確度之標(biāo)稱截止頻率。
文檔編號H03H11/04GK1507691SQ02809311
公開日2004年6月23日 申請日期2002年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月3日
發(fā)明者C·弗萊施哈克, F·拉巴特, H·維恩伯格, G·科德, M·斯塔伯, , C 弗萊施哈克, 吞, 韃 申請人:因芬尼昂技術(shù)股份公司