專利名稱：用于寬帶調(diào)諧器的集成可調(diào)諧濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電視接收機(jī)的受控調(diào)諧系統(tǒng)，且具體而言，本發(fā)明涉及可并入一用于所有VHF及UHF通道(包括那些具有處于低VHF波段、VHF波段及UHF波段中的頻率的通道)的調(diào)諧器電路中的可調(diào)諧濾波器。
背景技術(shù)：
電視信號(hào)是在所分配到的射頻波段內(nèi)傳輸。在美國，低VHF波段介于54至88MHz之間，VHF波段介于120至216MHz之間，且UHF波段延伸至高達(dá)1GHz。常規(guī)電視接收機(jī)采用一調(diào)諧器在一給定頻率范圍(6MHz)內(nèi)調(diào)諧或選擇所需的射頻(RF)信號(hào)以排除掉所有其他信號(hào)，從而接收所需通道。
圖1為一可用于接收低VHF、VHF及UHF廣播通道的常規(guī)調(diào)諧系統(tǒng)的實(shí)例。參見圖1，可從地面廣播或電纜傳輸接收輸入端子1上的輸入RF信號(hào)。輸入RF信號(hào)耦合至RF輸入電路，所述RF輸入電路包括一帶通濾波器2、一帶阻濾波器3(亦稱作“陷波器或陷波濾波器”)、及一其增益可受外部控制的RF放大器4。放大器4的輸出端連接至一調(diào)諧器電路8-其通常為一集成電路。調(diào)諧器8可包括一個(gè)或多個(gè)混頻器(其由一混頻器5表示)及一個(gè)或多個(gè)可變局部振蕩器(其由可變振蕩器6表示)。IC調(diào)諧器8中的一調(diào)諧頻率控制系統(tǒng)7產(chǎn)生用于調(diào)諧帶通濾波器2、帶阻濾波器3及可變局部振蕩器6的工作頻率的控制信號(hào)，以接收并選擇所需通道。
常規(guī)調(diào)諧器(例如圖1所示的調(diào)諧器)通常使用分立的組件來構(gòu)造RF輸入電路，例如濾波器。所述分立組件包括變?nèi)莨?變?nèi)荻O管)、電感器、電容器及/或可開關(guān)的二極管。例如，使用可開關(guān)的二極管在數(shù)個(gè)所分配頻帶之間進(jìn)行切換。變?nèi)莨芙M件實(shí)施一精調(diào)作業(yè)以在所選定頻帶內(nèi)選擇一精確頻率作業(yè)。除調(diào)諧器中的濾波器外，其余的調(diào)諧組件(例如混頻器及振蕩器電路)也均制造于一集成電路組件上。
濾波器可與使用基于有源晶體管的電路的其余調(diào)諧器電路集成在一起。實(shí)現(xiàn)高階有源濾波器的一種常用方法是級(jí)聯(lián)雙二階濾波器部分(亦稱作雙二階濾波器)。通常，使用晶體管與電容器的耦合對(duì)來構(gòu)造雙二階濾波器。通過改變所述耦合對(duì)的電流來實(shí)施頻率調(diào)諧。有源雙二階濾波器的優(yōu)點(diǎn)之一是與無源結(jié)構(gòu)相比，其動(dòng)態(tài)范圍有限。通常，對(duì)于雙極晶體管的耦合對(duì)而言，輸入電壓范圍低于2VT，其中VT在300°K下約為26mV且與技術(shù)無關(guān)。電視接收機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)的實(shí)例可見于第4,363,135號(hào)及第5,752,179號(hào)美國專利中。
期望提供一種具有集成濾波器的調(diào)諧器。還期望提供用于能夠接收一擴(kuò)展的輸入電壓范圍的調(diào)諧器中的濾波器。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一可調(diào)諧濾波器電路包括一第一差動(dòng)對(duì)及一第二差動(dòng)對(duì)。所述第一差動(dòng)對(duì)具有一耦合至一第一節(jié)點(diǎn)的第一輸入端子、一耦合至一第二節(jié)點(diǎn)的第二輸入端子、及一耦合至一第一電流源的輸出端子。所述第一差動(dòng)對(duì)由一第二電流源偏置。所述第二差動(dòng)對(duì)具有一耦合至所述第一差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子的第一輸入端子、一耦合至所述第二節(jié)點(diǎn)的第二輸入端子、及一耦合至一第三電流源并提供一輸出電壓信號(hào)的輸出端子。所述第二差動(dòng)對(duì)由一第四電流源偏置。所述電路進(jìn)一步包括一耦合于一第三節(jié)點(diǎn)與所述第一差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子之間的第一電容器及一耦合于所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子之間的第二電容器。
本發(fā)明的可調(diào)諧濾波器電路可通過下述方式配置成一帶通濾波器將所述輸入電壓信號(hào)連接至所述第三節(jié)點(diǎn)并將所述第一節(jié)點(diǎn)連接至一第一電源電壓，例如接地?；蛘?，本發(fā)明的可調(diào)諧濾波器電路可通過下述方式構(gòu)造成一帶阻濾波器將所述輸入電壓信號(hào)連接至所述第一節(jié)點(diǎn)并將所述第三節(jié)點(diǎn)連接至所述第一供電電壓，例如接地。
在一實(shí)施例中，通過調(diào)節(jié)所述第一、第二、第三及第四電流源來調(diào)諧本發(fā)明的可調(diào)諧濾波器電路。
在另一實(shí)施例中，將所述可調(diào)諧濾波器電路的所述第一及第二差動(dòng)對(duì)構(gòu)建成雙極型射極耦合對(duì)。在再一實(shí)施例中，在所述第一及第二差動(dòng)對(duì)中的每一所述雙極電容器中的所述射極端子上引入一可變電阻元件。所述可變電阻元件在所述差動(dòng)對(duì)上引入射極電阻，從而使所述可調(diào)諧濾波器電路的輸入電壓范圍得到有效擴(kuò)展。
在再一實(shí)施例中，所述可調(diào)諧濾波器電路進(jìn)一步包括一用于在所感興趣的差動(dòng)頻帶之間進(jìn)行選擇的粗調(diào)系統(tǒng)。所述粗調(diào)系統(tǒng)包括一第一組電容器，其中每一電容器均以串聯(lián)方式連接至一第一組開關(guān)中相應(yīng)的一個(gè)開關(guān)。每一組以串聯(lián)方式連接的電容器及開關(guān)均連接于所述第三節(jié)點(diǎn)與所述第一差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子之間。所述粗調(diào)系統(tǒng)進(jìn)一步包括一第二組電容器，其中每一電容器均以串聯(lián)方式連接至一第二組開關(guān)中的一相應(yīng)開關(guān)。每一組以串聯(lián)方式連接的電容器及開關(guān)均連接于所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子之間。所述第一及第二組開關(guān)由對(duì)應(yīng)控制信號(hào)控制，以有選擇地將所述第一組電容器中的一個(gè)或多個(gè)與所述第一電容器并聯(lián)連接并有選擇地將所述第二組電容器中的一個(gè)或多個(gè)與所述第二電容器并聯(lián)連接。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，通過一組晶體管對(duì)在每一差動(dòng)對(duì)上引入射極電阻。每一晶體管對(duì)均由一用于有選擇地接通所述相應(yīng)晶體管對(duì)的控制信號(hào)控制。由此，實(shí)現(xiàn)所述差動(dòng)對(duì)的所述射極端子上的電阻負(fù)載的分步增大或減小。此外，可精確地改變所述控制信號(hào)的電壓值以引入精確但微小的電阻變化。
因此，在一實(shí)施例中，對(duì)所述可調(diào)諧濾波器電路的粗調(diào)是通過切換電容及切換電阻來實(shí)現(xiàn)。因此，有選擇地連接所述第一及第二組電容器并有選擇地使用所述各組晶體管對(duì)來選擇一所需頻帶。另一方面，對(duì)所述可調(diào)諧濾波器電路的精調(diào)是通過精確調(diào)節(jié)用于控制所述各組電容器對(duì)中每一晶體管對(duì)的控制信號(hào)的電壓值來實(shí)現(xiàn)。
閱讀下文詳細(xì)說明及附圖可更好地了解本發(fā)明。


圖1顯示一用于接收低VHF、VHF及UHF廣播通道的常規(guī)調(diào)諧系統(tǒng)。
圖2為一其中可實(shí)踐本發(fā)明的集成可調(diào)諧濾波器的調(diào)諧器電路的一方塊圖。
圖3為一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一單端拓?fù)湫问降膸p二階濾波器的電路圖。
圖4為一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一單端拓?fù)湫问降膸ё桦p二階濾波器的電路圖。
圖5為一根據(jù)本發(fā)明一替代實(shí)施例的一單端拓?fù)湫问降膸p二階濾波器的電路圖。
圖6為一根據(jù)本發(fā)明一替代實(shí)施例的一單端拓?fù)湫问降膸ё桦p二階濾波器的電路圖。
圖7為一根據(jù)本發(fā)明一第二替代實(shí)施例的一單端拓?fù)湫问降膸p二階濾波器的電路圖。
圖8為一根據(jù)本發(fā)明一第二替代實(shí)施例的一單端拓?fù)湫问降膸ё桦p二階濾波器的電路圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明原理，闡述一用于一接收低VHF、VHF及UHF的調(diào)諧器中的可調(diào)諧雙二階濾波器。所述可調(diào)諧雙二階濾波器包括兩個(gè)分別由一第一及一第二電流源偏置的差動(dòng)對(duì)。所述濾波器可通過調(diào)節(jié)第一及第二電流源的電流值來加以調(diào)諧。本發(fā)明的可調(diào)諧雙二階濾波器可易于集成到集成電路中，從而實(shí)現(xiàn)一完全集成的調(diào)諧器構(gòu)造。通過不再使用分立組件，可使如此構(gòu)造的調(diào)諧器尺寸最小化并可降低調(diào)諧器的制造成本。在一實(shí)施例中，將可調(diào)諧雙二階濾波器構(gòu)造成提供一較使用常規(guī)雙極型射極耦合對(duì)的濾波器得到擴(kuò)展的輸入電壓范圍。當(dāng)并入一調(diào)諧器系統(tǒng)時(shí)，本發(fā)明的可調(diào)諧雙二階濾波器可提供改進(jìn)的調(diào)諧性能。
圖2為一其中可實(shí)踐本發(fā)明集成可調(diào)諧濾波器的調(diào)諧器電路的方塊圖。為了易于說明，為圖1及2中相同的元件提供相同的參考編號(hào)。參見圖2，一調(diào)諧器20包括一RF輸入電路及一調(diào)諧電路8。所述RF輸入電路包括根據(jù)本發(fā)明使用可調(diào)諧雙二階濾波器構(gòu)造而成的一帶通濾波器22及帶阻濾波器23。因此，調(diào)諧器20可將帶通濾波器22及帶阻濾波器23集成到與調(diào)諧電路8相同的集成電路上，從而改進(jìn)調(diào)諧器的性能并降低制造成本。應(yīng)注意，圖2中所示的調(diào)諧器20的構(gòu)造僅為例示性的且所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，本發(fā)明的可調(diào)諧雙二階濾波器可并入具有任何構(gòu)造的調(diào)諧器中來提供RF濾波功能。
本發(fā)明的可調(diào)諧雙二階濾波器的另一優(yōu)點(diǎn)是基本濾波器電路的適應(yīng)性。換句話說，所述基本的可調(diào)諧雙二階濾波器電路可易于構(gòu)造成提供作為帶通濾波器或帶阻濾波器所需的濾波器形狀及功能。具體而言，通過將輸入RF信號(hào)耦合至濾波器電路的不同輸入節(jié)點(diǎn)來重新配置所述基本的可調(diào)諧雙二階濾波器，從而產(chǎn)生一不同的傳遞函數(shù)。下文將參照?qǐng)D3至6更詳細(xì)解釋本發(fā)明的雙二階濾波器電路的細(xì)節(jié)。
圖3為一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的雙二階濾波器的電路圖，所述雙二階濾波器配置成一單端拓?fù)湫问降膸ё铻V波器。參見圖3，帶通雙二階濾波器100(帶通濾波器100)包括兩個(gè)射極耦合對(duì)。第一射極耦合對(duì)由雙極晶體管T1及T1′構(gòu)成且第二射極耦合對(duì)由雙極晶體管T2及T2′構(gòu)成。
在第一射極耦合對(duì)中，晶體管T1的集電極端子連接至作為濾波器電路的電源電壓的Vcc。晶體管T1′的集電極端子連接至一傳送一電流值I1的電流源Cur1′。晶體管T1及T1′的射極端子連接在一起并連接至一電流源Cur1，該電流源傳送一等于2*I1的電流。晶體管T1的基極端子連接至一模擬接地電壓。
在第二射極耦合對(duì)中，晶體管T2的集電極端子連接至Vcc電壓。晶體管T2′的集電極端子連接至一傳送一電流值I2的電流源Cur2′。晶體管T2及T2′射極端子連接在一起并連接至一電流源Cur2，該電流源傳送一等于2*I2的電流。晶體管T2的基極端子連接至晶體管T1′的集電極端子并且還連接至一電容器C1。電容器C1的另一極板耦合成接收輸入RF信號(hào)Vin。晶體管T1′及T2′的基極端子連接在一起。T2′的集電極連接至一電容器C2，電容器C2的另一極板連接至接地電壓。一般而言，電容器C1及C2的電容互不相同且根據(jù)下文給出的方程式來加以選擇。
最后，一單位增益放大器Amp1或跟隨器可連接于晶體管T2′的集電極端子與基極端子之間。晶體管T2′的集電極端子上的輸出信號(hào)Vout為在放大器Amp1的輸出端子上所出現(xiàn)的同一Vout信號(hào)。當(dāng)差動(dòng)對(duì)具有一高輸入阻抗時(shí)，放大器Amp可由一導(dǎo)線來等效地替換。放大器Amp1并非為濾波器電路運(yùn)行所必需的，而是在濾波器電路與其它電路塊互連時(shí)所包含的。放大器Amp1緩沖輸出信號(hào)Vout并防止后續(xù)電路塊干擾濾波器電路的運(yùn)行。
帶通濾波器100的輸出信號(hào)Vout與輸入信號(hào)Vin之間的關(guān)系，亦稱作“傳遞函數(shù)”表示為H(s)=VoutVin=s·ω2s2+s·ω2+ω1·ω2,]]>其中ω1=I1/UT2·C1;]]>且ω2=I2/UT2·C2,]]>
其中UT為在300°K下約等于26mV的熱力勢(shì)，s為拉普拉斯變量且對(duì)于純正弦波信號(hào)而言等于jω。
帶通濾波器100的中心頻率(f0)及3-dB帶寬(B)可由下述方程式給出f0=ω1·ω22·π]]>(單位為Hz)；且B=ω22·π]]>(單位為Hz)如前面的方程式所示，可通過調(diào)節(jié)濾波器電路的電流I1及I2來調(diào)諧帶通濾波器100的中心頻率及3-dB帶寬。
圖4為一根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的雙二階濾波器的電路圖，所述雙二階濾波器配置成一單端拓?fù)湫问降膸ё铻V波器。帶阻濾波器亦稱作“陷波器或陷波濾波器”。圖3與4中相同的元件被賦予相同的參考編號(hào)，以便簡化說明。如通過對(duì)圖3與圖4進(jìn)行比較可見，通過將輸入RF信號(hào)耦合至濾波器電路的不同節(jié)點(diǎn)，使用由兩個(gè)射極耦合對(duì)構(gòu)成的基本雙二階濾波器電路來提供不同的濾波器形狀，且由此提供不同濾波器功能。
參見圖4，帶阻濾波器200包括兩個(gè)以與圖3所示帶通濾波器100相同的方式連接的射極耦合對(duì)。具體而言，第一射極耦合對(duì)由雙極晶體管T1及T1′構(gòu)成。晶體管T1的集電極端子連接至電源電壓Vcc且晶體管T1′的集電極端子連接至一傳送一電流值I1的電流源Cur1′。晶體管T1及T1′的射極端子連接在一起并連接至一電流源Cur1，該電流源傳送一等于2*I1的電流。為了將基本雙二階濾波器電路配置成帶阻濾波器，晶體管T1的基極端子耦合成接收輸入RF信號(hào)Vin。
在包括雙極晶體管T2及T2′的第二射極耦合對(duì)中，晶體管T2的集電極端子連接至電源電壓Vcc且晶體管T2′的集電極端子連接至一傳送一電流值I2的電流源Cur2′。晶體管T2及T2′的射極端子連接在一起并連接至一電流源Cur2，該電流源傳送一等于2*I2的電流。晶體管T2的基極端子連接至晶體管T1′的集電極端子并且還連接至一電容器C1。在帶阻濾波器200中，電容器C1的另一極板連接至接地(GND)電壓。晶體管T1′及T2′的基極端子連接在一起。晶體管T2′的集電極端子連接至一電容器C2。在帶阻濾波器配置中，晶體管C2的另一極板連接至輸入信號(hào)Vin。一具有一增益1(一單位增益放大器)的放大器Am1連接在晶體管T2′的集電極端子與基極端子之間。輸出信號(hào)Vout既提供于晶體管T2′的集電極端子上也提供于放大器Amp1的輸出端上。如上所述，放大器Amp1是可選的，但在包括該放大器時(shí)可有利地在濾波器輸出端上獲得低的阻抗。
帶阻濾波器200的輸出信號(hào)Vout與輸入RF信號(hào)Vin之間的關(guān)系(“傳遞函數(shù)”)表示如下H(s)=VoutVin=s2+ω1·ω2s2+s·ω2+ω1·ω2,]]>其中
ω1=I1/UT2·C1;]]>且ω2=I2/UT2·C2,]]>其中UT為在300°K下約等于26mV的熱力勢(shì)，s為拉普拉斯變量且對(duì)于純正弦波信號(hào)而言等于jω。
帶阻濾波器200的中心頻率(f0)及3-dB帶寬(B)由下述方程式給出f0=ω1·ω22·π]]>(單位為Hz)B=ω22·π]]>(單位為Hz)上述方程式顯示，帶阻濾波器200的中心頻率及3-dB帶寬可通過調(diào)節(jié)電流I1及I2的值來調(diào)諧。
如上所述，為了讓一TV調(diào)諧器接收處于低VHF、VHF及UHF波段內(nèi)的輸入RF信號(hào)，TV調(diào)諧器的RF輸入電路需要能夠接收一大的輸入電壓范圍。圖5及6例示本發(fā)明的替代實(shí)施例，其中雙二階濾波器經(jīng)配置以提供一擴(kuò)展的輸入電壓范圍來接收所有相關(guān)頻帶內(nèi)的輸入RF信號(hào)。當(dāng)具有擴(kuò)展的輸入電壓范圍的雙二階濾波器并入到一用于接收電視信號(hào)的調(diào)諧器中時(shí)，所述調(diào)諧器的調(diào)諧性能便可得到顯著提高。
圖5為一根據(jù)本發(fā)明一替代實(shí)施例的雙二階濾波器的電路圖，所述雙二階濾波器配置成一單端拓?fù)湫问降膸ё铻V波器。圖5及圖3中相同的元件被賦予相同的參考編號(hào)以便簡化說明。
參見圖5，帶通濾波300包括兩個(gè)以一類似于圖3所示帶通濾波器100中的射極耦合對(duì)的方式耦合的射極耦合對(duì)。第一射極耦合對(duì)包括雙極晶體管T1及T1′。晶體管T1的集電極端子連接至電源電壓Vcc且晶體管T1′的集電極端子連接至一傳送一電流值I1的電流源Cur1′。晶體管T1的基極端子連接至一模擬接地電壓。在本實(shí)施例中，晶體管T1及T1′的射極端子經(jīng)由兩個(gè)在三極管區(qū)域內(nèi)承受偏壓的MOS晶體管M1及M1′連接在一起。晶體管M1與M1′的共用節(jié)點(diǎn)連接至一傳送一等于2*I1的電流的電流源Cur1。晶體管M1及M1′的柵極端子連接至一Vg1，使晶體管M1及M1′始終導(dǎo)通的控制信號(hào)。
第二射極耦合對(duì)由雙極晶體管T2及T2′構(gòu)成。晶體管T2的集電極端子連接至電流電壓Vcc且晶體管T2′的集電極端子連接至一傳送一電流值I2的電流源Cur2′。晶體管T2及T2′的射極端子經(jīng)由兩個(gè)在三極管區(qū)域內(nèi)承受偏壓的MOS晶體管M2及M2′連接在一起。晶體管M2與M2′的共用節(jié)點(diǎn)連接至一傳送一等于2*I2的電流的電流源Cur2。晶體管M2及M2′的柵極端子連接至一使晶體管M2及M2′始終導(dǎo)通的控制信號(hào)Vg2。
參見帶通濾波器300的RF輸入電路部分，晶體管T2的基極端子連接至晶體管T1′的集電極端子并且還連接至一電容器C1。電容器C1的另一極板耦合成接收輸入RF信號(hào)Vin。在本實(shí)施例中，帶通濾波器300包括一切換電路以通過不連續(xù)的頻率步長實(shí)現(xiàn)粗調(diào)。包括一電容器組的切換電路以可切換方式并聯(lián)連接于電容器C1的兩端。具體而言，在圖5所示實(shí)施例中，電容器C1′及C1″分別經(jīng)由開關(guān)sw1及sw1′的作用并聯(lián)連接于輸入信號(hào)Vin與晶體管T2的基極端子之間。開關(guān)sw1由一控制信號(hào)S1控制而開關(guān)sw1′由一控制信號(hào)S2控制。
在圖5所示實(shí)施例中，帶通濾波器300中的粗切換電路包括一組兩個(gè)電容器及兩個(gè)開關(guān)。此配置僅作為闡釋性的且在其它實(shí)施例中，粗切換電路可配備有一個(gè)或多個(gè)電容器及對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)以提供所需電容值，從而實(shí)現(xiàn)粗切換功能。此外，所述電容器組中的每一電容器均可具有不同的電容值，以獲得將在下述方程式中所示的所需電容值。
參見帶通濾波器300的輸出電路部分，晶體管T2′的集電極端子連接至一亦提供輸出信號(hào)Vout的電容器C2。電容器C2的另一極板連接至接地(GND)電壓。在本實(shí)施例中，一組電容器以可切換方式并聯(lián)連接于電容器C2兩端。在本實(shí)施例中，電容器C2′及C2″分別經(jīng)由開關(guān)sw2及sw2′的作用連接于接地電壓與輸出信號(hào)Vout之間。開關(guān)sw2由控制信號(hào)S1控制而開關(guān)sw2′由一控制信號(hào)S2控制。在本實(shí)施例中，電容器組包括兩個(gè)電容器及兩個(gè)對(duì)應(yīng)開關(guān)。在其它實(shí)施例中，電容器組可包括一個(gè)或多個(gè)電容器及對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)開關(guān)。
最后，一增益為1的放大器Amp1耦接于晶體管T2′的集電極端子與基極端子之間。晶體管T1′及T2′的基極端子連接在一起。如上所述，放大器Amp1?？蛇x的且只有在濾波器電路與其它電路塊互連時(shí)才需要。
因?yàn)镸OS晶體管M1與M1′、M2與M2′是在三極管區(qū)域中承受偏壓，所以所述晶體管的作用類似于電阻器。在本實(shí)施例中，晶體管M1與M1′為相等規(guī)格的晶體管，且晶體管M2與M2′為相等規(guī)格的晶體管。晶體管M1及M1′中的每一個(gè)均具有一電阻值Re1，且晶體管M2及M2′中的每一個(gè)均具有一電阻值Re2，所述電阻值表示如下Re1=k1(Vg1-VT)]]>且Vg1＞VT，且Re2=k2(Vg2-VT)]]>且Vg2＞VT其中k1為一視晶體管M1及M1′的技術(shù)及幾何結(jié)構(gòu)而定的常數(shù)，而k2為一視M2及M2′的技術(shù)及幾何結(jié)構(gòu)而定的常數(shù)，Vg1為晶體管M1及M1′的柵極端子上的控制電壓，Vg2為晶體管M2及M2′的柵極端子上的控制電壓，且VT為晶體管的閾值電壓。
在射極耦合對(duì)的發(fā)射端子上引入電阻Re1及Re2(射極電阻)會(huì)引起射極退化，此具有擴(kuò)展射極耦合對(duì)的輸入電壓范圍的作用。在本實(shí)施例中，MOS晶體管用作一可變電阻元件以引入所需的射極電容量。在其它實(shí)施例中，可使用其它可變電阻元件(例如可變電阻器)引入電阻Re1及Re2。
輸出信號(hào)Vout與輸入RF信號(hào)Vin之間的關(guān)系(“傳遞函數(shù)”)表示如下H(s)=VoutVin=s·ω2s2+s·ω2+ω1·ω2,]]>其中ω1=12·(UT/I1+Re1)·Ct1]]>且ω2=12·(UT/I2+Re2)·Ct2,]]>其中Ct1為晶體管T1′的集電極端子上的總電容，Ct2為晶體管T2′的集電極端子上的總電容，UT為在300°K下約等于26mV的熱力勢(shì)，s為拉普拉斯變量且對(duì)于純正弦波信號(hào)而言等于jω。
帶通濾波器300的中心頻率(f0)及3-dB帶寬(B)由下述方程式給出f0=ω1·ω22·π]]>(單位為Hz)B=ω22·π]]>(單位為Hz)上述方程式顯示，帶通濾波器300的中心頻率及3-dB帶寬可由電流I1及I2以及控制信號(hào)Vg1及Vg2調(diào)諧。具體而言，控制電壓Vg1及Vg2在帶通濾波器300中提供“精調(diào)”能力。
帶通濾波器300中用于在各頻帶之間進(jìn)行切換的粗調(diào)作業(yè)是通過由信號(hào)S1及S2控制與該電容組相關(guān)聯(lián)的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。具體而言，在信號(hào)S1及S2的控制下，開關(guān)sw1、sw1′、sw2及sw2′在所涉及的數(shù)個(gè)頻帶(例如低VHF、中/高VHF及UHF)之間實(shí)施頻帶切換。晶體管T1′的集電極端子上的總電容Ct1及晶體管T2′的集電極端子上的總電容Ct2等于Ct1＝C1+sw1·C1′+sw1′·C1″；其中Ct2＝C2+sw2·C2′+sw2′·C2″，其中上述方程式中的sw1及sw1′表示開關(guān)sw1及sw1′的邏輯值“0”或“1”，而sw2及sw2′表示開關(guān)sw2及sw2′的邏輯值“0”或“1”。例如，邏輯值“1”代表開關(guān)閉合，而邏輯值“0”則代表開關(guān)斷開。通過經(jīng)由開關(guān)sw1、sw1′、sw2及sw2′選擇所需的總電容Ct1及Ct2來實(shí)現(xiàn)對(duì)帶通濾波器300的“粗調(diào)”。
圖6為一根據(jù)本發(fā)明一替代實(shí)施例的雙二階濾波器的電路圖，所述雙二階濾波器配置成一單端拓?fù)湫问降膸ё铻V波器。圖5及6中相同的元件被賦予相同的參考編號(hào)，以便簡化說明。參見圖6，帶阻濾波器400是使用本發(fā)明的基本雙二階濾波器電路構(gòu)造而成，但輸入RF信號(hào)耦合至雙二階濾波器電路的不同輸入節(jié)點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)所需的陷波器或陷波濾波器功能。因此，帶通濾波器300及帶阻濾波器400是例示本發(fā)明的基本雙二階濾波器電路在提供所需濾波器形狀方面的適用性。
圖6所示的帶阻濾波器400包括兩個(gè)以與圖5所示帶通濾波器300相同的方式耦合的射極耦合對(duì)。參見圖6，第一射極耦合對(duì)由雙極晶體管T1及T1′構(gòu)成。晶體管T1的集電極端子連接至電源Vcc且晶體管T1′的集電極端子連接至一傳送一電流值I1的電流源Cur1′。晶體管T1與T1′的射極端子經(jīng)由兩個(gè)在三極管區(qū)域中承受偏壓的MOS晶體管M1及M1′連接在一起。晶體管M1與M1′之間的共用節(jié)點(diǎn)連接至一傳送一等于2*I1的電流的電流源Cur1。MOS晶體管M1及M1′的柵極端子連接至一使晶體管M1及M1′始終導(dǎo)通的控制信號(hào)Vg1。輸入RF信號(hào)Vin連接至晶體管T1的基極端子。
第二射極耦合對(duì)由雙極晶體管T2及T2′構(gòu)成。晶體管T2的集電極端子連接至電源電壓Vcc，而晶體管T2′的集電極端子連接至一傳送一電流值I2的電流源Cur2′。晶體管T2及T2′的射極端子經(jīng)由兩個(gè)在三極管區(qū)域中承受偏壓的MOS晶體管M2及M2′連接在一起。晶體管M2及M2′的共用節(jié)點(diǎn)連接至一傳送一等于2*I2的電流的電流源Cur2。MOS晶體管M2及M2′的柵極端子連接至一使晶體管M2及M2′始終導(dǎo)通的控制信號(hào)Vg2。
晶體管T2的基極端子連接至晶體管T1′的集電極端子并且還連接至一電容器C1。電容器C1的另一極板連接至接地(GND)電壓。在本實(shí)施例中，一電容器組以可切換方式并聯(lián)連接于電容器C1兩端。具體而言，在圖6所示實(shí)施例中，電容器C1′及C1″分別經(jīng)由開關(guān)sw1及sw1′的作用連接于接地電壓與晶體管T2的基極端子之間。開關(guān)sw1由一控制信號(hào)S1控制，而開關(guān)sw1′由一控制信號(hào)S2控制。
在帶阻濾波器400的輸出節(jié)點(diǎn)上，晶體管T2′的集電極端子連接至一電提供輸出信號(hào)Vout的電容器C2。電容器C2的另一極板連接至輸入信號(hào)Vin。在本實(shí)施例中，一電容器組以可切換方式并聯(lián)連接于電容器C2兩端。在本實(shí)施例中，電容器C2′及C2″分別經(jīng)由開關(guān)sw2及sw2′的作用連接于輸入信號(hào)Vin與輸出信號(hào)Vout之間。開關(guān)sw2由控制信號(hào)S1控制，而開關(guān)sw2′由一控制信號(hào)S2控制。
最后，一增益為1的放大器Amp1耦接于晶體管T2′的集電極端子與基極端子之間。晶體管T1′與T2′的基極端子連接在一起。如上文所述，放大器Amp1是可選的，但在包括所述放大器時(shí)可在濾波器輸出端上有利地獲得低的阻抗。
因?yàn)镸OS晶體管M1與M1′、M2與M2′是在三極管區(qū)域中承受偏壓，所以所述晶體管的作用類似于電阻器。在本實(shí)施例中，晶體管M1及M1′為相等規(guī)格的晶體管且晶體管M2及M2′也為相等規(guī)格的晶體管。晶體管M1及M1′具有一電阻值Re1，而晶體管M2及M2′具有一電阻值Re2，其大致表示如下Re1=k1(Vg1-VT)]]>且Vg1＞VT；且Re2=k2(Vg2-VT)]]>且Vg2＞VT其中k1為一視晶體管M1及M1′的技術(shù)及幾何結(jié)構(gòu)而定的常數(shù)，且k2為一視晶體管M2及M2′的技術(shù)及幾何結(jié)構(gòu)而定的常數(shù)，Vg1為晶體管M1及M1′的柵極端子上的控制電壓，Vg2為晶體管M2及M2′的柵極端子上的控制電壓，VT為晶體管的閾值電壓。
在射極耦合對(duì)的射極端子上引入電阻Re1及Re2(射極電阻)會(huì)引起射極退化，此具有擴(kuò)展射極耦合對(duì)的輸入電壓范圍的作用。
帶阻濾波器400的輸出信號(hào)Vout與輸入RF信號(hào)Vin之間的關(guān)系(“傳遞函數(shù)”)表示如下H(s)=VoutVin=s2ω1·ω2s2+s·ω2+ω1·ω2,]]>其中ω1=12·(UT/I1+Re1)·Ct1;]]>且ω2=12·(UT/I2+Re2)·Ct2]]>其中Ct1為晶體管T1′的集電極端子上的總電容，Ct2為晶體管T2′的集電極端子上的總電容，UT為在300°K下約等于26mV的熱力勢(shì)，s為拉普拉斯變量且對(duì)于純正弦波信號(hào)而言等于jω。
帶阻濾波器400的中心頻率(f0)及3-dB帶寬(B)由下述方程式給出f0=ω1·ω22·π]]>(單位為Hz)B=ω22·π]]>(單位為Hz)上述方程式顯示，帶阻濾波器400的中心頻率及3-dB帶寬可由電流I1及I2以及控制信號(hào)Vg1及Vg2來調(diào)諧。具體而言，控制電壓Vg1及Vg2可在帶阻濾波器中提供“精調(diào)”能力。
在信號(hào)S1及S2的控制下，開關(guān)sw1、sw1′、sw2及sw2′在所涉及的數(shù)個(gè)頻帶(例如低VHF、中/高VHF及UHF)之間實(shí)施頻率轉(zhuǎn)換。晶體管T1′的集電極端子上的總電容Ct1及晶體管T2′的集電極端子上的總電容Ct2等于Ct1＝C1+sw1·C1′+sw1′·C1″；且Ct2＝C2+sw2·C2′+sw2′·C2″，其中上述方程式中的sw1及sw1′表示開關(guān)sw1及sw1′的邏輯值“0”或“1”，而sw2及sw2′則表示開關(guān)sw2及sw2′的邏輯值“0”或“1”。例如，邏輯值“1”代表開關(guān)閉合，而邏輯值“0”則代表開關(guān)斷開。通過經(jīng)由開關(guān)sw1、sw1′、sw2及sw2′選擇所需總電容Ct1及Ct2來實(shí)現(xiàn)對(duì)帶阻濾波器400的“粗調(diào)”。
圖7為一根據(jù)本發(fā)明一第二替代實(shí)施例的一單端拓?fù)湫问降膸p二階濾波器的電路圖。圖7所示帶通雙二階濾波器500是以一類似于圖5所示帶通雙二階濾波器300的方式構(gòu)造而成。圖5與7中的相同元件被賦予相同參考編號(hào)且將不再加以贅述。參見圖7，帶通濾波器500包括兩個(gè)以一類似于圖5所示帶通濾波器300中的射極耦合對(duì)的方式相耦合的射極耦合對(duì)。然而，在本實(shí)施例中，每一射極耦合對(duì)的射極端子均經(jīng)由一組晶體管對(duì)耦合在一起。具體而言，在本實(shí)施例中，每一射極耦合對(duì)的射極端子均經(jīng)由一組兩對(duì)MOS晶體管連接在一起。射極耦合對(duì)的射極端子上的總電阻負(fù)載由該組MOS晶體管對(duì)的并聯(lián)電阻表示。
就第一射極耦合對(duì)而言，一第一對(duì)MOS晶體管M10及M10′串聯(lián)連接于晶體管T1與T1′的射極端子之間。晶體管M10及M10′的共用節(jié)點(diǎn)連接至電流源Cur1。晶體管M10及M10′的柵極端子連接至一控制信號(hào)Vg1′。一第二對(duì)MOS晶體管M11及M11′并聯(lián)連接至第一對(duì)MOS晶體管M10及M10′。晶體管M11及M11′的共用節(jié)點(diǎn)也連接至電流源Cur1。晶體管M11及M11′的柵極端子連接至一控制信號(hào)Vg1″。
就第二射極耦合對(duì)而言，一第一對(duì)MOS晶體管M20及M20′串聯(lián)連接于晶體管T2與T2′的射極端子之間。晶體管M20及M20′的共用節(jié)點(diǎn)連接至電流源Cur2。晶體管M20及M20′的柵極端子連接至一控制信號(hào)Vg2′。一第二對(duì)MOS晶體管M21及21′并聯(lián)連接至第一對(duì)MOS晶體管M20及M20′。晶體管M21及M21′的共用節(jié)點(diǎn)也連接至電流源Cur2。晶體管M21及M21′的柵極端子連接至一控制信號(hào)Vg2″。
在帶通濾波器500的射極耦合對(duì)中包含一組晶體管對(duì)可實(shí)現(xiàn)一粗調(diào)系統(tǒng)，其中通過除切換電容之后還切換電阻來實(shí)現(xiàn)頻率粗調(diào)控制。具體而言，帶通濾波器500中的粗調(diào)是通過下述方式實(shí)現(xiàn)分別將電容器C1′與C1″及電容器C2′與C2″以可切換方式連接至輸入電壓節(jié)點(diǎn)及輸出電壓節(jié)點(diǎn)。粗調(diào)亦通過下述方式實(shí)現(xiàn)使射極耦合對(duì)中的晶體管對(duì)有選擇地導(dǎo)通或關(guān)斷，以在射極耦合對(duì)的射極端子上使電阻負(fù)載分步增加或減小。當(dāng)一MOS晶體管關(guān)斷時(shí)，電連接實(shí)際上開路，從而提供一極高的電阻。另一方面，當(dāng)一MOS晶體管導(dǎo)通時(shí)，MOS晶體管的導(dǎo)通電阻極小，與晶體管的關(guān)斷電阻形成巨大反差。
因此，帶通濾波器500的射極耦合對(duì)中所包含的該組晶體管對(duì)實(shí)際上充當(dāng)開關(guān)及可變電阻裝置。為便于進(jìn)行粗調(diào)，用于驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極端子的控制信號(hào)使每一晶體管對(duì)導(dǎo)通或關(guān)斷，從而引起電阻的不連續(xù)分步式變化。為便于進(jìn)行精調(diào)，控制信號(hào)傳送一在三極管區(qū)域內(nèi)對(duì)晶體管施加偏壓的柵極電壓。每一晶體管對(duì)的柵極電壓均得到精確調(diào)節(jié)，從而引起精確但有限的電阻變化。具體而言，對(duì)于頻率精調(diào)而言，可通過調(diào)節(jié)柵極電壓來連續(xù)調(diào)整MOS晶體管的導(dǎo)通電阻。如此一來，射極耦合對(duì)的射極端子上的電阻負(fù)載就可精確地調(diào)節(jié)到所需電阻值，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)帶通濾波器的頻率運(yùn)行的精確控制。
在本實(shí)施例中，晶體管M10與M10′、M11與M11′、M20與M20′、及M21與M21′中的每一對(duì)均包括相同的晶體管。如果柵極電壓高于閾值電壓，則每一晶體管對(duì)的電阻值大致表示如下
Re10＝k1′·(Vg1′-VT)-1；Re11＝k1″·(Vg1″-VT)-1；Re20＝k2′·(Vg2′-VT)-1；且Re21＝k2″·(Vg2″-VT)-1其中Re10為晶體管對(duì)M10及M10′的電阻值，Re11為晶體管對(duì)M11及M11′的電阻值，Re20為晶體管對(duì)M20及M20′的電阻值，且R21為晶體管對(duì)M21及M21′的電阻值。此外，k1′、k1″為視晶體管對(duì)M10/M10′及M11/M11′的技術(shù)及幾何結(jié)構(gòu)而定的常數(shù)，且k2′、k2″為視晶體管對(duì)M20/M20′及M21/21′的技術(shù)及幾何結(jié)構(gòu)而的常數(shù)。Vg1′及Vg1″分別為晶體管對(duì)M10/M10′及M11/M11′的控制電壓。Vg2′及Vg2″分別為晶體管對(duì)M20/M20′及M21/M21′的控制電壓。最后，VT為晶體管的閾值電壓。
用于頻率粗調(diào)的總等效電阻為處于“導(dǎo)通”模式(即Vgi＞VT，其中i為1或2)中的MOS晶體管的并聯(lián)電阻，且所述總等效電阻表示為1Re1TOT=1Re10+1Re11,]]>其中Re10＝k1′·(Vg1′-VT)-1且Re11＝k1″·(Vg1″-VT)-1；且1Re2TOT=1Re20+1Re21,]]>Re20＝k2′·(Vg2′-VT)-1且Re21＝k2″·(Vg2″-VT)-1其中Re1TOT為第一射極耦合對(duì)(晶體管T1及T1′)的總等效電阻，Re2TOT為第二射極耦合對(duì)(晶體管T2及T2)的總等效電阻。
圖7所示帶通濾波器500中的每一射極耦合對(duì)均包括一組兩個(gè)晶體管對(duì)。然而，此僅足闡釋性的且在其它實(shí)施例中，每一射極耦合對(duì)可包含一組兩個(gè)或更多個(gè)晶體管對(duì)。例如，在一實(shí)施例中，在帶通濾波器的每一射極耦合對(duì)中包含一組四個(gè)晶體管對(duì)。然而，當(dāng)在射極耦合對(duì)中包含一組晶體管對(duì)時(shí)，所述組中的各晶體管對(duì)除一對(duì)以外均可完全關(guān)斷，以提供分步式電阻變化。在此種情況下，一個(gè)晶體管對(duì)仍保持導(dǎo)通，以在射極耦合對(duì)的射極端子之間提供電連接。
圖8為一根據(jù)本發(fā)明一第二替代實(shí)施例的一單端拓?fù)湫问降膸ё桦p二階濾波器的電路圖。圖8所示帶阻雙二階濾波器是以一類似于圖6所示帶阻雙二階濾波器400的方式構(gòu)造而成。圖6及圖8中相同的元件被賦予相同的參考編號(hào)且將不再加以贅述。參見圖8，帶阻濾波器600包括兩個(gè)以一類似于圖6所示帶阻濾波器400中射極耦合對(duì)的方式相耦合的射極耦合對(duì)。然而，在本實(shí)施例中，每一射極耦合對(duì)的射極端子均經(jīng)由一組晶體管對(duì)以與圖7所示帶通濾波器500中相同的方式耦合在一起。在本實(shí)施例中，每一射極耦合對(duì)的射極端子均經(jīng)由一組兩對(duì)MOS晶體管連接在一起。射極耦合對(duì)的射極端子上的總電阻負(fù)載由該組MOS晶體管對(duì)的并聯(lián)電阻表示。
帶阻濾波器600的射極耦合對(duì)中各組晶體管對(duì)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行均與圖7所示帶通濾波器500相同且將不再加以贅述。在帶阻濾波器600的射極耦合對(duì)中包含該組晶體管對(duì)可具有與在圖7所示帶通濾波器500情況下相同的作用。換句話說，如上文參照?qǐng)D7所述，該組晶體管對(duì)既提供頻率粗調(diào)控制也提供頻率精調(diào)控制。
在圖8中，每一組晶體管對(duì)均包括兩個(gè)晶體管對(duì)。當(dāng)然，在其它實(shí)施例中，帶阻濾波器600可在每一組中包括兩個(gè)或更多個(gè)晶體管對(duì)，以提供所需的電阻值來進(jìn)行頻率粗調(diào)及精調(diào)。
如圖3-圖8中所示，本發(fā)明的雙二階濾波器電路是使用晶體管及電容器構(gòu)造而成，這些電路元件可易于制造于一集成電路中。因此，本發(fā)明的雙二階濾波器電路可與其它調(diào)諧器電路集成在一起而產(chǎn)生一完全集成的調(diào)諧器。當(dāng)電視接收機(jī)的調(diào)諧器是使用本發(fā)明的雙二階濾波器作為RF輸入級(jí)構(gòu)造而成時(shí)，調(diào)諧器在所涉及的所有頻帶中的性能均可得到顯著增強(qiáng)。此外，本發(fā)明的雙二階濾波器電路可構(gòu)造成提供一擴(kuò)展的輸入電壓范圍能力，從而確保對(duì)來自所有相關(guān)頻帶的輸入信號(hào)進(jìn)行高質(zhì)量的接收。本發(fā)明的雙二階濾波器可在針對(duì)地面廣播或電纜傳輸構(gòu)造而成的調(diào)諧器中實(shí)現(xiàn)。
上文詳細(xì)說明旨在例示本發(fā)明的特定實(shí)施例而非旨在限定本發(fā)明。也可在本發(fā)明范圍內(nèi)作出眾多修改及改動(dòng)。例如，雙二階濾波器電路中的差動(dòng)對(duì)可僅使用MOS晶體管構(gòu)建而成。這些電路的另一可能變化形式是將MOS晶體管與線性電阻器并聯(lián)或串聯(lián)組合來限制射極節(jié)點(diǎn)的電阻負(fù)載的總可變性。
此外，在圖5全圖8所示實(shí)施例中，在濾波器電路中引入射極電阻以增大輸入電壓范圍，并引入—粗調(diào)系統(tǒng)以實(shí)施頻帶切換。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，可引入射極電阻或粗調(diào)系統(tǒng)來增強(qiáng)本發(fā)明的雙二階濾波器電路的性能。例如，可在圖3所示的帶通濾波器電路中引入射極電阻以擴(kuò)展濾波器電路的輸入電壓范圍。另外，在圖5-8所示實(shí)施例中，使用MOS晶體管在差動(dòng)對(duì)中引入射極電阻，其中MOS晶體管也起開關(guān)的作用以引起電阻的分步式變化。在其它實(shí)施例中，可由具有一可變導(dǎo)通電阻的開關(guān)裝置來取代MOS晶體管。
最后，圖3-圖8中所示的雙二階濾波器電路僅是闡釋性的。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，可通過使用類似的調(diào)諧原理來擴(kuò)展圖3-圖8所示的基本雙二階濾波器電路以實(shí)現(xiàn)高階濾波器，從而同時(shí)混合有對(duì)工作頻率的連續(xù)控制及分步式控制。本發(fā)明由隨附權(quán)利要求書界定。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)諧濾波器電路，其包括一第一差動(dòng)對(duì)，其具有一耦合至一第一節(jié)點(diǎn)的第一輸入端子、一耦合至一第二節(jié)點(diǎn)的第二輸入端子、及一耦合至一第一電流源的輸出端子，所述第一差動(dòng)對(duì)由一第二電流源施加偏壓；一第一電容器，其耦合于一第三節(jié)點(diǎn)與所述第一差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子之間；一第二差動(dòng)對(duì)，其具有一耦合至所述第一差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子的第一輸入端子、一耦合至所述第二節(jié)點(diǎn)的第二輸入端子、及一耦合至一第三電流源并提供一輸出電壓信號(hào)的輸出端子，所述第二差動(dòng)對(duì)由一第四電流源施加偏壓；及一第二電容器，其耦合于所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子之間。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其中當(dāng)所述第一節(jié)點(diǎn)耦合至一第一供電電壓且所述第三節(jié)點(diǎn)耦合至一輸入電壓端子以接收一輸入電壓信號(hào)時(shí)，所述濾波器電路起到一帶通濾波器的作用。
3.如權(quán)利要求2所述的電路，其中所述第一供電電壓為一模擬接地電壓。
4.如權(quán)利要求2所述的電路，其中所述第一電流源具有一第一電流值，所述第二電流源具有一兩倍于所述第一電流值的第二電流值，所述第三電流源具有一第三電流值，且所述第四電流源具有一兩倍于所述第三電流值的第四電流值；且其中通過改變所述第一電流值及所述第三電流值來將所述輸出電壓信號(hào)調(diào)諧至所述輸入電壓信號(hào)的一選定頻率。
5.如權(quán)利要求1所述的電路，其中當(dāng)所述第一節(jié)點(diǎn)耦合至一輸入電壓端子以接收一輸入電壓信號(hào)且所述第三節(jié)點(diǎn)耦合至一第一供電電壓時(shí)，所述濾波器電路起到一帶阻濾波器的作用。
6.如權(quán)利要求5所述的電路，其中所述第一供電電壓為一模擬接地電壓。
7.如權(quán)利要求5所述的電路，其中所述第一電流源具有一第一電流值，所述第二電流源具有一兩倍于所述第一電流值的第二電流值，所述第三電流源具有一第三電流值、且所述第四電流源具有一兩倍于所述第三電流值的第四電流值；且其中通過改變所述第一電流值及所述第三電流值將所述輸出電壓信號(hào)調(diào)諧至所述輸入電壓信號(hào)的一選定頻率。
8.如權(quán)利要求1所述的電路，其中所述第一差動(dòng)對(duì)包括一第一晶體管，其具有一耦合至一第二供電電壓的第一電流處理端子、一耦合至所述第二電流源的第二電流處理端子及一耦合至所述第一節(jié)點(diǎn)的控制端子；及一第二晶體管，其具有一耦合至所述第一電流源的第一電流處理端子、一耦合至所述第二電流源的第二電流處理端子及一耦合至所述第二節(jié)點(diǎn)的控制端子。
9.如權(quán)利要求8所述的電路，其中所述第一晶體管及所述第二晶體管包括雙極NPN晶體管。
10.如權(quán)利要求8所述的電路，其中所述第二供電電壓為一電源電壓。
11.如權(quán)利要求8所述的電路，其中所述第一及第二晶體管中每一個(gè)的所述第二電流處理端子均經(jīng)由一可變電阻性元件耦合至所述第二電流源。
12.如權(quán)利要求11所述的電路，其中所述可變電阻性元件包括一MOS晶體管，所述MOS晶體管具有一耦合至所述第一及第二晶體管中一相應(yīng)晶體管的所述第二電流處理端子的第一電流處理端子、一耦合至所述第二電流源的第二電流處理端子及一接收一控制信號(hào)的控制端子，所述控制信號(hào)在一三極管區(qū)域中對(duì)所述MOS晶體管施加偏壓。
13.如權(quán)利要求8所述的電路，其中所述第一及第二晶體管的所述第二電流處理端子經(jīng)由一組具有可變導(dǎo)通電阻的開關(guān)對(duì)耦合至所述第二電流源，每一開關(guān)對(duì)均耦合于所述第一與第二晶體管的所述第二電流處理端子之間并由一控制信號(hào)控制。
14.如權(quán)利要求13所述的電路，其中所述組具有可變導(dǎo)通電阻的開關(guān)對(duì)包括復(fù)數(shù)個(gè)MOS晶體管對(duì)，每一MOS晶體管對(duì)均包括兩個(gè)或更多個(gè)串聯(lián)連接于所述第一晶體管的所述第二電流處理端子與所述第二晶體管的所述第二電流處理端子之間并接收所述控制信號(hào)的晶體管，一位于所述兩個(gè)或更多個(gè)MOS晶體管之間的共用節(jié)點(diǎn)連接至所述第二電流源。
15.如權(quán)利要求14所述的電路，其進(jìn)一步包括一第一復(fù)數(shù)個(gè)電容器，其各自串聯(lián)連接至一第一復(fù)數(shù)個(gè)開關(guān)中的一相應(yīng)開關(guān)，所述第一復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)連接的電容器及開關(guān)中的每一個(gè)均連接于所述第三節(jié)點(diǎn)與所述第一差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子之間；及一第二復(fù)數(shù)個(gè)電容器，其各自串聯(lián)連接至一第二復(fù)數(shù)個(gè)開關(guān)中的一相應(yīng)開關(guān)，所述第二復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)連接的電容器及開關(guān)中的每一個(gè)均連接于所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子之間；其中所述第一及第二復(fù)數(shù)個(gè)開關(guān)由對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)控制信號(hào)控制，以有選擇地將所述第一復(fù)數(shù)個(gè)電容器中的一個(gè)或多個(gè)與所述第一電容器并聯(lián)連接并有選擇地將所述第二復(fù)數(shù)個(gè)電容器中的一個(gè)或多個(gè)與所述第二電容器并聯(lián)連接。
16.如權(quán)利要求15所述的電路，其中對(duì)所述電路的粗調(diào)是通過下述方式實(shí)現(xiàn)有選擇地導(dǎo)通所述復(fù)數(shù)個(gè)MOS晶體管對(duì)中的一個(gè)或多個(gè)并有選擇地將所述第一復(fù)數(shù)個(gè)電容器及所述第二復(fù)數(shù)個(gè)電容器中的一個(gè)或多個(gè)與所述第一電容器及所述第二電容器中的一相應(yīng)電容器并聯(lián)連接。
17.如權(quán)利要求14所述的電路，其中對(duì)所述電路的精調(diào)是通過下述方式實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)用于控制所述各MOS晶體管對(duì)中一相應(yīng)MOS晶體管對(duì)的所述控制信號(hào)的一電壓值。
18.如權(quán)利要求1所述的電路，其中所述第二差動(dòng)對(duì)包括一第一晶體管，其具有一耦合至一第二供電電壓的第一電流處理端子、一耦合至所述第四電流源的第二電流處理端子及一耦合至所述第一差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子的控制端子；及一第二晶體管，其具有一耦合至所述第三電流源的第一電流處理端子、一耦合至所述第四電流源的第二電流處理端子及一耦合至所述第二節(jié)點(diǎn)的控制端子。
19.如權(quán)利要求18所述的電路，其中所述第一晶體管及所述第二晶體管包括雙極NPN晶體管。
20.如權(quán)利要求18所述的電路，其中所述第二供電電壓為一電源電壓。
21.如權(quán)利要求18所述的電路，其中所述第一及第二晶體管中每一個(gè)的所述第二電流處理端子均經(jīng)由一可變電阻性元件耦合至所述第四電流源。
22.如權(quán)利要求21所述的電路，其中所述可變電阻性元件包括一MOS晶體管，所述MOS晶體管具有一耦合至所述第一及第二晶體管中一相應(yīng)晶體管的所述第二電流處理端子的第一電流處理端子、一耦合至所述第四電流源的第二電流處理端子及一接收一控制信號(hào)的控制端子，所述控制信號(hào)在一三極管區(qū)域中對(duì)所述MOS晶體管施加偏壓。
23.如權(quán)利要求18所述的電路，其中所述第一及第二晶體管的所述第二電流處理端子經(jīng)由一組具有可變導(dǎo)通電阻的開關(guān)對(duì)耦合至所述第四電流源，每一開關(guān)對(duì)均耦合于所述第一與第二晶體管的所述第二電流處理端子之間并由一控制信號(hào)控制。
24.如權(quán)利要求23所述的電路，其中所述組具有可變導(dǎo)通電阻的開關(guān)對(duì)包括復(fù)數(shù)個(gè)MOS晶體管對(duì)，每一MOS晶體管對(duì)均包括兩個(gè)或更多個(gè)串聯(lián)連接于所述第一晶體管的所述第二電流處理端子與所述第二晶體管的所述第二電流處理端子之間并接收所述控制信號(hào)的晶體管，一位于所述兩個(gè)或更多個(gè)MOS晶體管之間的共用節(jié)點(diǎn)連接至所述第四電流源。
25.如權(quán)利要求24所述的電路，其進(jìn)一步包括一第一復(fù)數(shù)個(gè)電容器，其各自串聯(lián)連接至一第一復(fù)數(shù)個(gè)開關(guān)中的一相應(yīng)開關(guān)，所述第一復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)連接的電容器及開關(guān)中的每一個(gè)均連接于所述第三節(jié)點(diǎn)與所述第一差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子之間；及一第二復(fù)數(shù)個(gè)電容器，其各自串聯(lián)連接至一第二復(fù)數(shù)個(gè)開關(guān)中的一相應(yīng)開關(guān)，所述第二復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)連接的電容器及開關(guān)中的每一個(gè)均連接于所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子之間；其中所述第一及第二復(fù)數(shù)個(gè)開關(guān)由對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)控制信號(hào)控制，以有選擇地將所述第一復(fù)數(shù)個(gè)電容器中一個(gè)或多個(gè)與所述第一電容器并聯(lián)連接并有選擇地將所述第二復(fù)數(shù)個(gè)電容器中的一個(gè)或多個(gè)與所述第二電容器并聯(lián)連接。
26.如權(quán)利要求25所述的電路，其中對(duì)所述電路的粗調(diào)是通過下述方式實(shí)現(xiàn)有選擇地導(dǎo)通所述復(fù)數(shù)個(gè)MOS晶體管對(duì)中的一個(gè)或多個(gè)并有選擇地將所述第一復(fù)數(shù)個(gè)電容器及所述第二復(fù)數(shù)個(gè)電容器中的一個(gè)或多個(gè)與所述第一電容器及所述第二電容器中的一相應(yīng)電容器并聯(lián)連接。
27.如權(quán)利要求24所述的電路，其中對(duì)所述電路的精調(diào)是通過下述方式實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)用于控制所述各MOS晶體管對(duì)中一相應(yīng)MOS晶體管對(duì)的所述控制信號(hào)的一電壓值。
28.如權(quán)利要求1所述的電路，其進(jìn)一步包括一第一復(fù)數(shù)個(gè)電容器，其各自串聯(lián)連接至一第一復(fù)數(shù)個(gè)開關(guān)中的一相應(yīng)開關(guān)，所述第一復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)連接的電容器及開關(guān)中的每一個(gè)均連接于所述第三節(jié)點(diǎn)與所述第一差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子之間；及一第二復(fù)數(shù)個(gè)電容器，其各自串聯(lián)連接至一第二復(fù)數(shù)個(gè)開關(guān)中的一相應(yīng)開關(guān)，所述第二復(fù)數(shù)個(gè)串聯(lián)連接的電容器及開關(guān)中的每一個(gè)均連接于所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子之間；其中所述第一及第二復(fù)數(shù)個(gè)開關(guān)由對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)個(gè)控制信號(hào)控制，以有選擇地將所述第一復(fù)數(shù)個(gè)電容器中的一個(gè)或多個(gè)與所述第一電容器并聯(lián)連接并將所述第二復(fù)數(shù)個(gè)電容器中的一個(gè)或多個(gè)與所述第二電容器并聯(lián)連接。
29.如權(quán)利要求1所述的電路，其進(jìn)一步包括一單位增益放大器，其具有一耦合至所述第二差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子的輸入端子及一耦合至所述第二節(jié)點(diǎn)的輸出端子。
30.一種可調(diào)諧濾波器電路，其包括一第一雙極差動(dòng)對(duì)，其具有一耦合至一第一節(jié)點(diǎn)的第一輸入端子、一耦合至一第二節(jié)點(diǎn)的第二輸入端子、及一耦合至一第一電流源的輸出端子，所述第一差動(dòng)對(duì)由一第二電流源施加偏壓，其中所述第一雙極差動(dòng)對(duì)的射極端子經(jīng)由一第一復(fù)數(shù)個(gè)晶體管對(duì)耦合至所述第二電流源，每一晶體管對(duì)均具有一耦合至所述第二電流源并由一控制信號(hào)控制的共用節(jié)點(diǎn)；一第一電容器，其耦合于一第三節(jié)點(diǎn)與所述第一差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子之間；一第二雙極差動(dòng)對(duì)，其具有一耦合至所述第一差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子的第一輸入端子、一耦合至所述第二節(jié)點(diǎn)的第二輸入端子、及一耦合至一第三電流源并提供一輸出電壓信號(hào)的輸出端子，所述第二差動(dòng)對(duì)由一第四電流源施加偏壓，其中所述第二雙極差動(dòng)對(duì)的所述射極端子經(jīng)由一第二復(fù)數(shù)個(gè)晶體管對(duì)耦合至所述第四電流源，每一對(duì)晶體管均具有一耦合至所述第四電流源并由一控制信號(hào)控制的共用節(jié)點(diǎn)；及一第二電容器，其耦合于所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第二差動(dòng)對(duì)的所述輸出端子之間；其中對(duì)所述濾波器電路的粗調(diào)是通過下述方式實(shí)現(xiàn)有選擇地導(dǎo)通所述第一及第二復(fù)數(shù)個(gè)MOS晶體管對(duì)中的所述一個(gè)或多個(gè)晶體管對(duì)。
31.如權(quán)利要求30所述的電路，其中當(dāng)所述第一節(jié)點(diǎn)耦合至一第一供電電壓且所述第三節(jié)點(diǎn)耦合至一輸入電壓端子以接收一輸入電壓信號(hào)時(shí)，所述濾波器電路起到一帶通濾波器的作用。
32.如權(quán)利要求31所述的電路，其中所述第一供電電壓為一模擬接地電壓。
33.如權(quán)利要求30所述的電路，其中當(dāng)所述第一節(jié)點(diǎn)耦合至一輸入電壓端子以接收一輸入電壓信號(hào)且所述第三節(jié)點(diǎn)耦合至一第一供電電壓時(shí)，所述濾波器電路起到一帶阻濾波器的作用。
34.如權(quán)利要求33所述的電路，其中所述第一供電電壓為一模擬接地電壓。
35.如權(quán)利要求30所述的電路，其中所述第一差動(dòng)對(duì)包括一第一雙極NPN晶體管，其具有一耦合至一第二供電電壓的第一電流處理端子、一經(jīng)由所述第一復(fù)數(shù)個(gè)晶體管對(duì)耦合至所述第二電流源的第二電流處理端子、及一耦合至所述第一節(jié)點(diǎn)的控制端子；及一第二雙極NPN晶體管，其具有一耦接至所述第一電流源的第一電流處理端子、一經(jīng)由所述第一復(fù)數(shù)個(gè)晶體管對(duì)耦合至所述第二電流源的第二電流處理端子、及一耦合至所述第二節(jié)點(diǎn)的控制端子。
36.如權(quán)利要求35所述的電路，其中所述第二供電電壓為一電源電壓。
37.如權(quán)利要求35所述的電路，其中所述第一復(fù)數(shù)個(gè)晶體管對(duì)包括并聯(lián)連接于所述第一雙極NPN晶體管與所述第二雙極NPN晶體管的所述第二電流處理端子之間的MOS晶體管對(duì)，每一MOS晶體管對(duì)均包括兩個(gè)或更多個(gè)串聯(lián)連接并接收一共用控制信號(hào)的MOS晶體管，一位于每一對(duì)MOS晶體管之間的共用節(jié)點(diǎn)連接至所述第二電流源。
38.如權(quán)利要求30所述的電路，其中所述第二差動(dòng)對(duì)包括一第一雙極NPN晶體管，其具有一耦合至一第二供電電壓的第一電流處理端子、一經(jīng)由所述第一復(fù)數(shù)個(gè)晶體管對(duì)耦合至所述第四電流源的第二電流處理端子、及一耦合至所述第一節(jié)點(diǎn)的控制端子；及一第二雙極NPN晶體管，其具有一耦合至所述第三電流源的第一電流處理端子、一經(jīng)由所述第一復(fù)數(shù)個(gè)晶體管對(duì)耦合至所述第四電流源的第二電流處理端子、及一耦合至所述第二節(jié)點(diǎn)的控制端子。
39.如權(quán)利要求38所述的電路，其中所述第二供電電壓為一電源電壓。
40.如權(quán)利要求38所述的電路，其中所述第一復(fù)數(shù)個(gè)晶體管對(duì)包括并聯(lián)連接于所述第一雙極NPN晶體管與所述第二雙極NPN晶體管的所述第二電流處理端子之間的MOS晶體管對(duì)，每一MOS晶體管對(duì)均包括兩個(gè)或更多個(gè)串聯(lián)連接并接收一共用控制信號(hào)的MOS晶體管，一位于每一對(duì)MOS晶體管之間的共用節(jié)點(diǎn)連接至所述第四電流源。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種可調(diào)諧濾波器電路，其包括一由一第一電流施加偏壓的第一差動(dòng)對(duì)、一由一第二電流施加偏壓的第二差動(dòng)對(duì)、一第一電容器及一第二電容器。本發(fā)明可調(diào)諧濾波器電路可通過將輸入電壓信號(hào)連接至所述可調(diào)諧濾波器電路的不同輸入節(jié)點(diǎn)而構(gòu)造成一帶通濾波器或一帶阻濾波器。所述可調(diào)諧濾波器電路可通過調(diào)節(jié)所述第一電流及所述第二電流的值來加以調(diào)諧。在一替代實(shí)施例中，頻率調(diào)諧是通過切換電容性負(fù)載或改變?cè)诓顒?dòng)對(duì)的射極上所引入的電阻性阻抗來實(shí)現(xiàn)，此還會(huì)擴(kuò)展所述濾波器的輸入電壓范圍。所述射極電阻是使用其導(dǎo)通電阻可加以控制的MOS開關(guān)來構(gòu)建，以在一大的頻率范圍內(nèi)實(shí)施精確調(diào)諧。
文檔編號(hào)H03H11/04GK1906850SQ200480040643
公開日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2004年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月20日
發(fā)明者多米尼克·披通, 皮埃爾·法夫拉, 迪迪?！ゑR加拉茲, 阿蘭-瑟奇·波雷 申請(qǐng)人:瑞科信公司