專利名稱：用于濾波器的帶寬校準(zhǔn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及校準(zhǔn)電路，具體地，涉及用于濾波器的校準(zhǔn)電路，濾波器例如是用于信號處理的模擬濾波器。
背景技術(shù)：
模擬濾波器在信號處理中廣泛地用于導(dǎo)通期望的信號并拒絕不期望的干擾。然而，由于濾波器隨著集成電路工藝、電壓和工作溫度(“PVT”)的變化，模擬濾波器的工作帶寬將會變化±30%。因此，需要自動帶寬校準(zhǔn)來補償濾波器中的PVT偏差。盡管開發(fā)了各種方法來校準(zhǔn)濾波器帶寬，但傳統(tǒng)的方法通常占據(jù)較大的芯片面積、需要高的供給電壓并且容易受到噪聲的不利影響，從而影響帶寬校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度。此外，高分辨率帶寬校準(zhǔn)通常需要較長的校準(zhǔn)時間。因此，本領(lǐng)域需要改進校準(zhǔn)技術(shù)，以有效降低功耗且減小芯片面積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于濾波器校準(zhǔn)的低功耗、高精度的校準(zhǔn)電路。該校準(zhǔn)電路包括可充電的電壓存儲元件。第一測量和調(diào)整電路確定可充電的電壓存儲元件的電壓大體上與參考電壓相匹配所需的充電時間。電路調(diào)整電壓存儲元件以使得充電時間大體上等于預(yù)定的濾波器時間常數(shù)值，調(diào)整電路更新參考電壓以使得充電時間更加逼近預(yù)定的濾波器時間常數(shù)值。第二電路基于調(diào)整配置而配置為大體上具有預(yù)定的濾波器時間常數(shù)值，該調(diào)整配置由第一電路的電壓存儲元件和參考電壓的調(diào)整來確定。本發(fā)明還提供了一種低功耗高精度的模擬濾波器帶寬校準(zhǔn)方法，包括為可充電的電壓存儲元件充電；確定可充電的電壓存儲元件的電壓大體上與參考電壓相匹配所需的充電時間；調(diào)整可充電的電壓存儲元件以使得充電時間大體上等于預(yù)定的濾波器時間常數(shù)值；基于調(diào)整配置反復(fù)更新參考電壓以使得充電時間更加逼近預(yù)定的濾波器時間常數(shù)值，該調(diào)整配置由可充電的電壓存儲元件和參考電壓的調(diào)整來確定；以及基于調(diào)整配置將第二電路配置為大體上具有預(yù)定濾波器時間常數(shù)值，該調(diào)整配置由可充電的電壓存儲元件和參考電壓的調(diào)整來確定。


將在下文中結(jié)合附圖更詳細地描述本發(fā)明的實施方式，其中圖1是濾波器校準(zhǔn)的基本原理的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的校準(zhǔn)的示意圖；圖3A是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的DAC實施的示意圖，而圖3B是對應(yīng)于圖3A的數(shù)字邏輯圖；圖4A是校準(zhǔn)程序初始化的概覽圖，而圖4B是設(shè)置和更新VO和V’ ref的流程圖；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的校準(zhǔn)模塊實施的示意圖。
具體實施例方式在以下說明書中，將作為優(yōu)選實施例展示用于模擬濾波器帶寬校準(zhǔn)的電路及類似物。對于本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員顯而易見的是:可進行修改(包括添加和/或替換)，而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。為了避免混淆本發(fā)明，可能省略了具體細節(jié)；然而，本公開文本旨在使本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本文的教導(dǎo)，而不需要過多的實驗。大體上，濾波器帶寬與電阻值和電容值的積(被稱為RC時間常數(shù))成反比。為了校準(zhǔn)濾波器，測量RC時間常數(shù)以確定與設(shè)計規(guī)范的偏差。一旦獲知偏差，可以改變RC時間常數(shù)以接近設(shè)計規(guī)范，補償PVT偏差。參考圖1，示出了濾波器校準(zhǔn)的方法。在電路中，Vx由12充電，直到其達到使比較器翻轉(zhuǎn)所需的參考電壓VMf。通過改變可變電容的電容值C，充電時間(RC時間常數(shù))被控制為等于值T，其中，由不受PVT偏差影響的精確晶體時鐘設(shè)置T。然而，對于高分辨率校準(zhǔn)而言，需要更多的控制位。這需要大的電容陣列。校準(zhǔn)電路中的這種大電容陣列占據(jù)了較大的芯片區(qū)域并且消耗了大的充電電流。此外，電源和接地的噪聲也影響比較器結(jié)果。另外Il和12的不匹配可能導(dǎo)致系統(tǒng)誤差。本發(fā)明的新穎性方法通過參考適應(yīng)方案在不犧牲校準(zhǔn)精度的情況下降低了校準(zhǔn)電容、其相關(guān)芯片面積以及充電電流。本發(fā)明的方法還通過執(zhí)行多次比較并取平均值提高了抵抗來自電源和接地的噪聲的能力。此外，通過使用共源共柵電流鏡而改進了電流匹配。如在圖2中示意性示出的本發(fā)明的示例性實施方式中可見的那樣，在部分200執(zhí)行參考適應(yīng)方案，在數(shù)字邏輯部分300中提供多次比較和取平均值，而在共源共柵電流鏡部分100中進行電流匹配。為了在本發(fā)明中提供快速和精確的校準(zhǔn)，校準(zhǔn)分成粗略階段和精細階段。為了獲得m+n位的校準(zhǔn)精度,僅僅在電容陣列中固定m位MSB (最高有效位)。這樣有利于減小了電容陣列的尺寸，節(jié)約了寶貴的芯片面積并降低了功耗。剩余的η位LSB (最低有效位)在創(chuàng)造性的參考適應(yīng)方案中被解決。在確定第η位時，V’ ref被設(shè)置為:
權(quán)利要求
1.一種用于校準(zhǔn)模擬濾波器的低功耗、高精度的校準(zhǔn)電路，該校準(zhǔn)電路包括: 可充電的電壓存儲元件； 第一測量和調(diào)整電路，用于確定可充電的電壓存儲元件的電壓大體上與參考電壓相匹配所需的充電時間，還用于調(diào)整可充電的電壓存儲元件以使得充電時間大體上等于預(yù)定的濾波器時間常數(shù)值，調(diào)整電路反復(fù)更新參考電壓以使得充電時間更加逼近預(yù)定的濾波器時間常數(shù)值； 第二電路，其基于調(diào)整配置而配置為大體上具有預(yù)定的濾波器時間常數(shù)值，該調(diào)整配置由可充電的電壓存儲元件和參考電壓的調(diào)整來確定。
2.如權(quán)利要求1的低功耗、高精度的校準(zhǔn)電路，其中，第二電路包括電容陣列，并且調(diào)整配置被配置為控制第二電路電容陣列。
3.如權(quán)利要求1的低功耗、高精度的校準(zhǔn)電路，其中，第二電路還包括電阻陣列，并且調(diào)整配置應(yīng)用于第二電路的電容陣列和電阻陣列。
4.如權(quán)利要求2的低功耗、高精度的校準(zhǔn)電路，其中，電容陣列是配置為可變化至選定的濾波器截止頻率的可變電容陣列。
5.如權(quán)利要求1的低功耗、高精度的校準(zhǔn)電路，還包括數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器，該數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器包括電阻梯和由數(shù)字輸入位控制的開關(guān)，該數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器被配置用于反復(fù)地更新參數(shù)電壓。
6.如權(quán)利要求1的低功耗、高精度的校準(zhǔn)電路，其中，第一測量和調(diào)整電路還包括比較器，并且，充電時間由比較器翻轉(zhuǎn)所需要的時間確定。
7.如權(quán)利要求6的低功耗、高精度的校準(zhǔn)電路，還包括一個或多個配置為基于比較器的多次比較而做決定的數(shù)字 邏輯電路。
8.如權(quán)利要求1的低功耗、高精度的校準(zhǔn)電路，還包括低電壓共源共柵電流鏡，其用于為可充電的電壓存儲元件提供充電電流。
9.一種低功耗高精度的模擬濾波器帶寬校準(zhǔn)方法，包括: 為可充電的電壓存儲元件充電； 確定可充電的電壓存儲元件的電壓大體上與參考電壓相匹配所需的充電時間； 調(diào)整可充電的電壓存儲元件以使得充電時間大體上等于預(yù)定的濾波器時間常數(shù)值； 基于調(diào)整配置反復(fù)更新參考電壓以使得充電時間更加逼近預(yù)定的濾波器時間常數(shù)值，該調(diào)整配置由可充電的電壓存儲元件和參考電壓的調(diào)整來確定；以及 基于調(diào)整配置將第二電路配置為大體上具有預(yù)定濾波器時間常數(shù)值，該調(diào)整配置由可充電的電壓存儲元件和參考電壓的調(diào)整來確定。
10.如權(quán)利要求9的方法，其中，第二電路包括電容陣列，并且調(diào)整配置被配置為控制第二電路電容陣列。
11.如權(quán)利要求9的方法，其中，第二電路還包括電阻陣列，并且調(diào)整配置應(yīng)用于第二電路的電容陣列和電阻陣列。
12.如權(quán)利要求10的方法，其中，電容陣列是配置為可變化至選定的濾波器截止頻率的可變電容陣列。
13.如權(quán)利要求9的方法，還包括利用數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器反復(fù)地更新參考電壓，該數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器包括電阻梯和由數(shù)字輸入位控制的開關(guān)。
14.如權(quán)利要求9的方法，其中，第一測量和調(diào)整電路還包括比較器，并且，其中充電時間由比較器翻轉(zhuǎn)所需要的時間確定。
15.如權(quán)利要求14的方法，還包括利用一個或多個數(shù)字邏輯電路基于比較器的多次比較而做決定。
16.如權(quán)利要求9的方法，還包括利用低電壓共源共柵電流鏡為可充電的電壓存儲元件提供充電 電流。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于濾波器校準(zhǔn)的低功耗、高精度的校準(zhǔn)電路。該校準(zhǔn)電路包括可充電的電壓存儲元件。第一測量和調(diào)整電路確定可充電的電壓存儲元件的電壓大體上與參考電壓相匹配所需的充電時間。電路調(diào)整電壓存儲元件以使得充電時間大體上等于預(yù)定的濾波器時間常數(shù)值，調(diào)整電路反復(fù)更新參考電壓以使得充電時間更加逼近預(yù)定的濾波器時間常數(shù)值。第二電路基于調(diào)整配置而配置為大體上具有預(yù)定的濾波器時間常數(shù)值，該調(diào)整配置由第一電路的電壓存儲元件和參考電壓的調(diào)整來確定。
文檔編號H03L1/00GK103078630SQ201210558928
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者陳曉明, 樓書作, 錢剛, 黃偉波 申請人:香港應(yīng)用科技研究院有限公司