專利名稱：自適應(yīng)帶阻濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電路結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及濾波器電路結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種自適應(yīng)帶阻濾波器。
背景技術(shù)：
在集成電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，往往會(huì)遇到電路輸出信號(hào)中包含了一個(gè)不需要的信號(hào)頻譜這類問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中一般采用一個(gè)單點(diǎn)頻帶阻濾波器將其濾除來(lái)解決。然而，在電路輸出信號(hào)中出現(xiàn)的干擾頻率為內(nèi)部振蕩信號(hào)，而且該振蕩信號(hào)會(huì)隨電路的工作狀態(tài)發(fā)生改變的情況下，顯然采用現(xiàn)有技術(shù)中的單點(diǎn)頻帶阻濾波器無(wú)法濾除該振蕩信號(hào)。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中亟需戲中又能有效濾除內(nèi)部振蕩信號(hào)的濾波器，以解決上述 技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種能夠有效濾除電路中隨電路工作狀態(tài)改變的內(nèi)部振蕩頻率，保證電路輸出信號(hào)不受串?dāng)_信號(hào)的干擾，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，應(yīng)用范圍較為廣泛的自適應(yīng)帶阻濾波器。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型的自適應(yīng)帶阻濾波器具有如下構(gòu)成該自適應(yīng)帶阻濾波器包括頻率電壓轉(zhuǎn)換模塊、跟隨放大電路模塊、受控帶阻濾波電路模塊和增益補(bǔ)償電路模塊；所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接本振信號(hào)，該電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接所述的跟隨放大電路模塊的輸入端；所述的跟隨放大電路模塊的輸出端分別連接所述的受控帶阻濾波電路模塊和增益補(bǔ)償電路模塊的輸入端；所述的受控帶阻濾波電路模塊的輸入端還連接濾波信號(hào)；該受控帶阻濾波電路模塊的輸出端連接所述的增益補(bǔ)償電路模塊；所述的增益補(bǔ)償電路模塊為該自適應(yīng)帶阻濾波器的信號(hào)輸出端。該自適應(yīng)帶阻濾波器中，所述的頻率電壓轉(zhuǎn)換模塊包括相移網(wǎng)絡(luò)電路、乘法器和低通濾波電路，所述的本振信號(hào)分別連接所述的相移網(wǎng)絡(luò)電路和乘法器的輸入端，所述的相移網(wǎng)絡(luò)電路的輸出端也連接所述的乘法器的輸入端；該乘法器的輸出端連接所述的低通濾波電路的輸入端；該低通濾波電路的輸出端連接所述的跟隨放大電路模塊的輸入端。該自適應(yīng)帶阻濾波器中，所述的受控帶阻濾波電路模塊包括第一 N型MOS晶體管、第二 N型MOS晶體管、第一電容和第二電容；所述的第一 N型MOS晶體管和第二 N型MOS晶體管串聯(lián)；所述的第一 N型MOS晶體管和第二 N型MOS晶體管的柵極均連接所述的跟隨放大電路模塊的輸出端，所述的第一電容和第二電容串聯(lián)并與第一 N型MOS晶體管和第二 N型MOS晶體管并聯(lián)；該串聯(lián)的第一電容和第二電容的一端連接所述的濾波信號(hào)；該串聯(lián)的第一電容和第二電容的另一端連接所述的增益補(bǔ)償電路模塊。該自適應(yīng)帶阻濾波器中，所述的第一 N型MOS晶體管和所述的第二 N型MOS晶體管的溝道寬長(zhǎng)比不同。[0011]該自適應(yīng)帶阻濾波器中，所述的增益補(bǔ)償電路模塊包括運(yùn)算放大器、第一電阻、第二電阻和第三N型MOS晶體管，所述的受控帶阻濾波電路模塊的輸出端連接所述的運(yùn)算放大器的同相輸入端；所述的運(yùn)算放大器的反相輸入端通過(guò)所述的第一電阻接地；所述的運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)所述的第三N型MOS晶體管連接該運(yùn)算放大器的反相輸入端；該第三N型MOS晶體管的柵極連接所述的跟隨放大電路模塊的輸出端；所述的運(yùn)算放大器的輸出端還通過(guò)所述的第二電阻連接于所述的第一電容和第二電容之間；該運(yùn)算放大器的輸出端為該自適應(yīng)帶阻濾波器的信號(hào)輸出端。采用了該實(shí)用新型的自適應(yīng)帶阻濾波器，由于其包括頻率電壓轉(zhuǎn)換模塊、跟隨放大電路模塊、受控帶阻濾波電路模塊和增益補(bǔ)償電路模塊；所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接本振信號(hào)，該電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接所述的跟隨放大電路模塊的輸入端；所述的跟隨放大電路模塊的輸出端分別連接所述的受控帶阻濾波電路模塊和增益補(bǔ)償電路模塊的輸入端；所述的受控帶阻濾波電路模塊的輸入端還連接濾波信號(hào)；該受控帶阻濾波電路模塊的輸出端連接所述的增益補(bǔ)償電路模塊；所述的增益補(bǔ)償電路模塊為該自適應(yīng)帶阻濾波器的信號(hào)輸出端。采用該結(jié)構(gòu)的受控帶阻濾波電路模塊能夠根據(jù)跟隨放大電路模塊輸出的動(dòng)態(tài)控制電壓對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)濾波，并利用增益補(bǔ)償電路模塊同樣根據(jù)跟隨放大電路模塊輸出的動(dòng)態(tài)控制電壓對(duì)補(bǔ)償帶阻濾波器對(duì)信號(hào)的損耗，從而有效濾除電路中隨電路工作狀態(tài)改變的內(nèi)部振蕩頻率，保證電路輸出信號(hào)不受串?dāng)_信號(hào)的干擾，且本實(shí)用新型的自適應(yīng)帶阻濾波器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，應(yīng)用范圍也較為廣泛。

圖I為本實(shí)用新型的自適應(yīng)帶阻濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的自適應(yīng)帶阻濾波器中的頻率電壓轉(zhuǎn)換模塊的電路結(jié)構(gòu)示意圖。圖3現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的帶阻濾波器設(shè)計(jì)圖。圖4為本實(shí)用新型的自適應(yīng)帶阻濾波器中的增益補(bǔ)償模塊設(shè)計(jì)原理圖。
具體實(shí)施方式
為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖I所示，為本實(shí)用新型的自適應(yīng)帶阻濾波器的結(jié)構(gòu)示意圖。在一種實(shí)施方式中，該自適應(yīng)帶阻濾波器包括頻率電壓轉(zhuǎn)換模塊、跟隨放大電路模塊、受控帶阻濾波電路模塊和增益補(bǔ)償電路模塊；所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接本振信號(hào)，該電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接所述的跟隨放大電路模塊的輸入端；所述的跟隨放大電路模塊的輸出端分別連接所述的受控帶阻濾波電路模塊和增益補(bǔ)償電路模塊的輸入端；所述的受控帶阻濾波電路模塊的輸入端還連接濾波信號(hào)；該受控帶阻濾波電路模塊的輸出端連接所述的增益補(bǔ)償電路模塊；所述的增益補(bǔ)償電路模塊為該自適應(yīng)帶阻濾波器的信號(hào)輸出端。在一種較優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的頻率電壓轉(zhuǎn)換模塊，如圖2所示，包括相移網(wǎng)絡(luò)電路、乘法器和低通濾波電路，所述的本振信號(hào)分別連接所述的相移網(wǎng)絡(luò)電路和乘法器的輸入端，所述的相移網(wǎng)絡(luò)電路的輸出端也連接所述的乘法器的輸入端；該乘法器的輸出端連接所述的低通濾波電路的輸入端；該低通濾波電路的輸出端連接所述的跟隨放大電路模塊的輸入端。在另一種較優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的受控帶阻濾波電路模塊包括第一 N型MOS晶體管、第二 N型MOS晶體管、第一電容和第二電容；所述的第一 N型MOS晶體管和第二 N型MOS晶體管串聯(lián)；所述的第一 N型MOS晶體管和第二 N型MOS晶體管的柵極均連接所述的跟隨放大電路模塊的輸出端，所述的第一電容和第二電容串聯(lián)并與第一 N型MOS晶體管和第二 N型MOS晶體管并聯(lián)；該串聯(lián)的第一電容和第二電容的一端連接所述的濾波信號(hào)；該串聯(lián)的第一電容和第二電容的另一端連接所述的增益補(bǔ)償電路模塊。且所述的第一N型MOS晶體管和所述的第二 N型MOS晶體管的溝道寬長(zhǎng)比不同。在更優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的增益補(bǔ)償電路模塊包括運(yùn)算放大器、第一電阻、第二電阻和第三N型MOS晶體管，所述的受控帶阻濾波電路模塊的輸出端連接所述的運(yùn)算放大器的同相輸入端；所述的運(yùn)算放大器的反相輸入端通過(guò)所述的第一電阻接地；所述的運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)所述的第三N型MOS晶體管連接該運(yùn)算放大器的反相輸入端；該第三N型MOS晶體管的柵極連接所述的跟隨放大電路模塊的輸出端；所述的運(yùn)算放大器的輸 出端還通過(guò)所述的第二電阻連接于所述的第一電容和第二電容之間；該運(yùn)算放大器的輸出端為該自適應(yīng)帶阻濾波器的信號(hào)輸出端。在實(shí)際應(yīng)用中，為了濾除頻率變化的竄擾信號(hào)，本實(shí)用新型的自適應(yīng)帶阻濾波器的帶阻頻點(diǎn)必須隨竄擾信號(hào)的頻率進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。由于已經(jīng)知道了竄擾源是內(nèi)部本振信號(hào)，所以可以將此本振信號(hào)頻率的變化轉(zhuǎn)換為一個(gè)電壓變量的變化，再用這個(gè)變化著的電壓來(lái)控制帶阻濾波器的截止頻率的變化。如圖I所示，內(nèi)部振蕩產(chǎn)生的本振信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)頻率電壓轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生電壓信號(hào)，通過(guò)跟隨器形成控制電壓，這個(gè)控制電壓的變化與本振信號(hào)頻率的變化對(duì)應(yīng)。然后此控制電壓控制受控帶阻濾波器使其阻帶截止頻率等于本振信號(hào)頻點(diǎn)，從而濾除信號(hào)中的本振竄擾信號(hào)。最后信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)增益補(bǔ)償單元輸出，此增益補(bǔ)償單元的增益也受控于控制電壓。如圖2所示，頻率電壓轉(zhuǎn)換模塊由相移網(wǎng)絡(luò)、乘法器、低通濾波器組成。信號(hào)處理流程如下本振信號(hào)經(jīng)相移網(wǎng)絡(luò)與自身相乘，產(chǎn)生信號(hào)vt，Vt再經(jīng)一個(gè)低通濾波器，濾出一個(gè)直流電壓Vctrl，Vctrl即為頻率電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓信號(hào)。其中相移網(wǎng)絡(luò)具有自身的頻率特性，即不同頻率的信號(hào)經(jīng)過(guò)此相移網(wǎng)絡(luò)將產(chǎn)生不同相位差量，一般來(lái)說(shuō)相位變化量中心值設(shè)置在90度附近。相移網(wǎng)絡(luò)的上述特性將影響整個(gè)頻率電壓轉(zhuǎn)換器的工作范圍，以防止許在工作頻段內(nèi)存在兩個(gè)不同的頻率通過(guò)相移網(wǎng)絡(luò)時(shí)產(chǎn)生相同的相位差。整個(gè)頻率電壓轉(zhuǎn)換器的工作原理可用下述公式來(lái)說(shuō)明Vi -■ Vdc + ^M2cosw/ sin(^ + A6l) = Vdc + ^2[sin(2w/ + Δ 9) + sin Δ沒(méi)]，經(jīng)低通濾波器濾
除高頻分量后，設(shè)"·/ = Vc/c+ ^ Al Al sin ΑΘ ...上式中的Vdc為Vt的直流分量；Alcos cot為本振信號(hào)；A2sin(cot+A Θ )為本振信號(hào)經(jīng)相移網(wǎng)絡(luò)后的信號(hào)，Λ Θ表示信號(hào)相移90度后的附加相位差。選取Vctrl隨本振信號(hào)頻率變化曲線中較為線性的一段作為頻率電壓轉(zhuǎn)換器的工作區(qū)間。[0030]通常的帶阻濾波器設(shè)計(jì)圖如圖3所示。其由一個(gè)低通和一個(gè)高通濾波器組成，其增益和截止頻率表示如下增益.4V = 1+|;截止頻率加=fp2= φ_Αν)2+ι — (2 — Av)]f0 /o =品質(zhì)因素
權(quán)利要求1.一種自適應(yīng)帶阻濾波器，其特征在于，所述的濾波器包括頻率電壓轉(zhuǎn)換模塊、跟隨放大電路模塊、受控帶阻濾波電路模塊和增益補(bǔ)償電路模塊；所述的電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸入端連接本振信號(hào)，該電壓轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接所述的跟隨放大電路模塊的輸入端；所述的跟隨放大電路模塊的輸出端分別連接所述的受控帶阻濾波電路模塊和增益補(bǔ)償電路模塊的輸入端；所述的受控帶阻濾波電路模塊的輸入端還連接濾波信號(hào)；該受控帶阻濾波電路模塊的輸出端連接所述的增益補(bǔ)償電路模塊；所述的增益補(bǔ)償電路模塊為該自適應(yīng)帶阻濾波器的信號(hào)輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自適應(yīng)帶阻濾波器，其特征在于，所述的頻率電壓轉(zhuǎn)換模塊包括相移網(wǎng)絡(luò)電路、乘法器和低通濾波電路，所述的本振信號(hào)分別連接所述的相移網(wǎng)絡(luò)電路和乘法器的輸入端，所述的相移網(wǎng)絡(luò)電路的輸出端也連接所述的乘法器的輸入端；該乘法器的輸出端連接所述的低通濾波電路的輸入端；該低通濾波電路的輸出端連接所述的跟隨放大電路模塊的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自適應(yīng)帶阻濾波器，其特征在于，所述的受控帶阻濾波電路模塊包括第一 N型MOS晶體管、第二 N型MOS晶體管、第一電容和第二電容；所述的第一 N型MOS晶體管和第二 N型MOS晶體管串聯(lián)；所述的第一 N型MOS晶體管和第二 N型MOS晶體管的柵極均連接所述的跟隨放大電路模塊的輸出端，所述的第一電容和第二電容串聯(lián)并與第一 N型MOS晶體管和第二 N型MOS晶體管并聯(lián)；該串聯(lián)的第一電容和第二電容的一端連接所述的濾波信號(hào)；該串聯(lián)的第一電容和第二電容的另一端連接所述的增益補(bǔ)償電路模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自適應(yīng)帶阻濾波器，其特征在于，所述的第一N型MOS晶體管和所述的第二 N型MOS晶體管的溝道寬長(zhǎng)比不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的自適應(yīng)帶阻濾波器，其特征在于，所述的增益補(bǔ)償電路模塊包括運(yùn)算放大器、第一電阻、第二電阻和第三N型MOS晶體管，所述的受控帶阻濾波電路模塊的輸出端連接所述的運(yùn)算放大器的同相輸入端；所述的運(yùn)算放大器的反相輸入端通過(guò)所述的第一電阻接地；所述的運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)所述的第三N型MOS晶體管連接該運(yùn)算放大器的反相輸入端；該第三N型MOS晶體管的柵極連接所述的跟隨放大電路模塊的輸出端；所述的運(yùn)算放大器的輸出端還通過(guò)所述的第二電阻連接于所述的第一電容和第二電容之間；該運(yùn)算放大器的輸出端為該自適應(yīng)帶阻濾波器的信號(hào)輸出端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種自適應(yīng)帶阻濾波器，屬于濾波器電路結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。該自適應(yīng)帶阻濾波器包括頻率電壓轉(zhuǎn)換模塊、跟隨放大電路模塊、受控帶阻濾波電路模塊和增益補(bǔ)償電路模塊；本振信號(hào)順序連接電壓轉(zhuǎn)換模塊和跟隨放大電路模塊，產(chǎn)生控制電壓輸入受控帶阻濾波電路模塊和增益補(bǔ)償電路模塊；濾波信號(hào)順序連接受控帶阻濾波電路模塊和增益補(bǔ)償電路模塊。采用該結(jié)構(gòu)的受控帶阻濾波電路模塊能夠根據(jù)跟隨放大電路模塊輸出的動(dòng)態(tài)控制電壓對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)濾波，并利用增益補(bǔ)償電路模塊根據(jù)跟隨放大電路模塊輸出的動(dòng)態(tài)控制電壓對(duì)補(bǔ)償帶阻濾波器對(duì)信號(hào)的損耗，從而有效濾除電路中隨電路工作狀態(tài)改變的內(nèi)部振蕩頻率，保證電路輸出信號(hào)不受串?dāng)_信號(hào)的干擾。
文檔編號(hào)H03H7/12GK202737827SQ20122039971
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月13日
發(fā)明者曹晶, 黃立朝, 陳繼輝, 張勤, 劉冰, 程學(xué)農(nóng) 申請(qǐng)人:無(wú)錫華潤(rùn)矽科微電子有限公司