專利名稱：：具有集成分布式rc濾波器的正交調(diào)制器的制作方法背景1)發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及在用于產(chǎn)生復(fù)調(diào)制射頻信號的正交調(diào)制器中實現(xiàn)作為硅片集成電路元件的頻率帶阻、帶通和低通濾波器的方法和器件。2)相關(guān)技術(shù)討論構(gòu)造頻率選擇濾波器的現(xiàn)有技術(shù)包括(1)無源電感-電容濾波器；(2)無源電阻-電容濾波器；(3)有源RC濾波器；(4)分布式RC濾波器；(5)回旋器-電容濾波器；(6)傳輸線路或波導(dǎo)濾波器；(7)開關(guān)電容濾波器；和(8)數(shù)字濾波器，下面將逐個討論。硅片上構(gòu)造電感-電容濾波器受到非常小的電感值的限制，由螺旋金屬化圖形實現(xiàn)的頻率范圍大約2GHz。無源電阻-電容濾波器只能合成所需頻率響應(yīng)的有限子集，在低頻受可以制作的RC乘積的限制，同時在高頻還受到雜散(寄生)電容和電阻的限制。有源RC濾波器可以提供高達(dá)幾兆赫茲的有用性能，但是受到放大器的帶寬和性能及其上述寄生現(xiàn)象的限制。很不幸，放大器消耗功率并限制了動態(tài)范圍。分布式RC濾波器，在另一方面，本質(zhì)上是基于寄生電容和電阻參數(shù)的，如描述于LUTEDX/(TETE-7029)pp.1-26(1987)中由KatarinaHanssonandMatsTorkeksson所著的“TidskontinureligaLagpassFilteriCMOS”?；匦?電容濾波器利用有源阻抗倒相電路使電容器起到電感器作用，這樣可以制作LC等效濾波器。這些電路適用于高達(dá)幾兆赫茲的帶通濾波器。回旋器-電容濾波器可以歸類為有源RC濾波器形式。傳輸線路或波導(dǎo)濾波器要求器件的長度一般為1/4波長，所以它們在晶片上的構(gòu)造被限制在高于2Ghz的微波范圍。開關(guān)電容濾波器根據(jù)一些不同的原理進(jìn)行工作，但是要求晶體管開關(guān)工作在遠(yuǎn)高于濾波器工作頻率范圍的頻率。這使它們的應(yīng)用限制在幾百千赫茲。而且，開關(guān)電容濾波器的動態(tài)范圍受到高噪聲電平的限制。數(shù)字濾波器在它們可實現(xiàn)的頻率響應(yīng)范圍內(nèi)是十分靈活的，并具有無公差的優(yōu)點。另一方面，要濾波的信號必須是數(shù)字形式的，所需的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器限制了動態(tài)范圍和速度。數(shù)字邏輯電路的功率損耗也是限制這種濾波器在實際應(yīng)用中于300千赫茲范圍或以下的一個因素。本發(fā)明關(guān)注的頻率范圍是0.3MHz至300MHz。這高于大多數(shù)所述技術(shù)的頻率范圍，同時低于傳輸線路解決方案的頻率范圍。到目前為止，還沒有實際上覆蓋整個射頻通信頻譜的有三個數(shù)量級頻率范圍的實用硅集成解決方案。相應(yīng)地，本發(fā)明著眼于討論這個重要的頻率范圍。本發(fā)明利用了上述的分布式RC技術(shù)的概念。概述本發(fā)明涉及實現(xiàn)頻率帶阻、帶通和低通的、作為硅片集成電路元件的濾波器的方法和器件。本發(fā)明方法允許在其它已知技術(shù)不便于覆蓋的頻率范圍內(nèi)制作時續(xù)、模擬濾波器。這種濾波器一般地利用數(shù)字信號處理器和正交調(diào)制器，用來產(chǎn)生復(fù)調(diào)制信號。本發(fā)明濾波器的目的是適用于構(gòu)造用在模擬或數(shù)/?；旌仙漕l通訊信號處理應(yīng)用中的集成電路的一部分。在本發(fā)明中，公開了新的分布式RC濾波器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，特別是克服由電阻層和絕緣層特性的制作公差引起的問題的方法。分布式RC濾波器結(jié)構(gòu)包括有選擇地切換入和切換出電路增量RC線路和電路增量歸零電阻的裝置。公開了幾個實施方案。附圖簡述本發(fā)明將參照附圖進(jìn)行描述，其中圖1a是根據(jù)本發(fā)明的分布式RC線路結(jié)構(gòu)的部分簡圖；圖1b是例如示于圖1a的分布式RC線路濾波器的電路符號；圖2是現(xiàn)有技術(shù)分布式RCNULL器件的簡圖；圖3是用來合成任意調(diào)制信號的現(xiàn)有技術(shù)正交調(diào)制器配置的簡圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的正交調(diào)制器配置的簡圖；圖5是顯示用作平衡調(diào)制器的現(xiàn)有技術(shù)Gilbert混頻器的簡圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的部分平衡調(diào)制器簡圖7是根據(jù)本發(fā)明的完整平衡調(diào)制器簡圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的階梯-可調(diào)RC線路簡圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的與圖8中開關(guān)RC線路相連的開關(guān)歸零電阻的簡圖；圖10是顯示了在用來獲得可調(diào)節(jié)低通放大器響應(yīng)的反饋環(huán)中，根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)節(jié)陷波濾波器使用的簡圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的開關(guān)-可調(diào)RCNULL器件的優(yōu)選配置簡圖；圖12是一個合理的根據(jù)本發(fā)明與示于圖11的開關(guān)-可調(diào)RCNULL器件一起使用的階梯可調(diào)歸零電阻；圖13是一個根據(jù)本發(fā)明與示于圖11的開關(guān)-可調(diào)RCNULL器件一起使用的階梯可調(diào)歸零電阻的優(yōu)選配置簡圖；圖14是示于圖7的濾波器的頻率響應(yīng)簡圖；優(yōu)選實施方案詳述本發(fā)明濾波器構(gòu)造包括示于圖1a的分布式RC線路，它利用了淀積導(dǎo)電薄膜的薄層電阻特性例如多晶硅薄膜電阻濾波器10，和在電阻濾波器10與導(dǎo)電板14(通過連接點14a與公共端相連)之間的、在層10和14之間具有薄絕緣層12的電容值-每單位面積特性。電阻濾波器10包括輸入連接點10a和輸出連接點10b。按照各層從襯底到頂?shù)某霈F(xiàn)順序，濾波器由包含例如硅、氧化鋁、砷化鎵、藍(lán)寶石或聚酰胺的襯底13，包含二氧化硅、氧化鋁、砷化鎵、藍(lán)寶石、聚酰胺等的絕緣膜11，重?fù)诫s多晶硅、鋁、金等構(gòu)成的導(dǎo)電板14，薄膜絕緣層12和由多晶硅等組成的電阻濾波器10組成。多晶硅膜10形成的電阻器被當(dāng)作是分布在電容器板14上并與之絕緣的，這樣，它便被當(dāng)作是可以由單位長度電阻、單位長度電容和長度描述的分布式RC線路。分布式RC線路的電路符號示于圖1b。這種RC線路具有衰減高頻、但過渡帶很緩的固有低通型頻率響應(yīng)。更窄過渡帶的低通濾波器通常是利用阻帶陷波器實現(xiàn)其特性。頻率響應(yīng)中的陷波器可以通過利用特定值電阻21，如圖2所示，連接它的電容器板14’端和地22，用分布式RC線路形成。對于均勻RC線路，當(dāng)與地相連的電阻值大約是電阻濾波器10’的總貫穿電阻Rtot的0.056倍時，一個陷波器就完成了，陷波器頻率大約是11.2/RC弧度/秒，其中Rtot是總貫穿電阻，C是總分布電容。一旦形成了全部或部分陷波器，其它頻率響應(yīng)就可以合成了，如帶阻、帶通，后者可以通過在如示于圖10的、將在下面討論的放大器反饋環(huán)中增加陷波器件來合成。根據(jù)發(fā)明的第一方面，為了合成任意調(diào)制射頻信號，匹配、平衡、低通濾波器與所謂的正交調(diào)制器相連。根據(jù)發(fā)明的第二方面，提供了克服高制作過程離散(即電阻和絕緣層參數(shù)對理想值的偏差)的方法。在一些過程中，單位面積的薄層電阻和電容參數(shù)的典型離散對電容可以高達(dá)15％，對面電阻可達(dá)100％最大值/最小值。不利用本發(fā)明的方法，RC乘積給出的陷波器頻率不能保證在一個倍頻程之內(nèi)。本發(fā)明的方法可以用來使陷波頻率位于所期望的誤差范圍之內(nèi)，當(dāng)使用這種過程時。本發(fā)明通過有效地設(shè)置可通過電路內(nèi)編程設(shè)定濾波器頻率為期望值的階梯-可變線路長度度來實現(xiàn)這一點。圖3顯示用于合成任意調(diào)制信號的正交調(diào)制器的現(xiàn)有技術(shù)配置。數(shù)字信號處理器(DSP)30計算期望復(fù)調(diào)制的實部和虛部的時間間隔樣本。實部由期望幅度乘以期望相角的余弦值給出，同時虛部由幅度乘以相角的正弦值給出。在這種方法中，幅度調(diào)制(AM)信號和相位調(diào)制(PM)信號都可以產(chǎn)生，或者是包含兩者的信號，其結(jié)果通常被稱為復(fù)調(diào)制信號。DSP30計算的數(shù)字樣本傳送給將每一數(shù)字樣本對轉(zhuǎn)換為一對被稱作I(同相)信號和Q(正交)信號的一對數(shù)字-模擬(D-A)轉(zhuǎn)換器31。這種數(shù)字樣本序列產(chǎn)生I和Q波形，只是為階梯形式。波形中的階梯導(dǎo)致不期望的、在不被抑制的條件下會干擾相鄰射頻信道的頻譜成分。一些用于D-A轉(zhuǎn)換的技術(shù)提供在相鄰樣本值之間給出斜面波形的樣本間內(nèi)插，這樣可以減小、但不足以消除不期望的頻率成分。結(jié)果，需要I和Q平滑濾波器32。低通濾波器使感興趣的全部調(diào)制頻譜成分通過，但抑制與來自D-A轉(zhuǎn)換器31的階梯或分段線路性I、Q波形相關(guān)的頻譜高頻成分。平滑后的I、Q波形及正弦和余弦載波頻率信號提供給一對平衡調(diào)制器33，這種配置稱為正交調(diào)制器。至此所述的、圖3所示的配置屬于眾所周知的現(xiàn)有技術(shù)。精確信號的產(chǎn)生要求(1)兩個平衡混頻器精確地匹配，(2)精確地控制I和Q信號的電平，(3)平衡混頻器具有低載波泄漏或偏置，即當(dāng)I或Q調(diào)制信號為零時，平衡調(diào)制器的輸出信號應(yīng)為零。因為I和Q信號由正變到負(fù)，如果要求電路由單正電源供電，那么I和Q波形的零點不能再定義為零電平，而必須定義為某一正參考電壓，例如電源電壓的一半。因此，當(dāng)I或Q波形擺動到低于該參考電壓時，它被解釋為負(fù)，當(dāng)高于參考電壓時為正。不幸的是，很難從DSP30產(chǎn)生與D-A轉(zhuǎn)換器提供的零輸入數(shù)字值電壓完全相等的參考電壓。本發(fā)明通過使用圖4的平衡配置克服了這個問題，該配置使用特殊的D-A轉(zhuǎn)換技術(shù)產(chǎn)生I和Q信號和它們的補(bǔ)碼I和Q。根據(jù)示于圖4的本發(fā)明，來自DSP30’的數(shù)字I和Q信號傳送給delta-sigma(Δ-∑)變換器41。該器件根據(jù)已知技術(shù)制作，用來產(chǎn)生與數(shù)字輸入值成比例的短時平均值的二元碼“1”和“0”的高比特率流。對于最大可能數(shù)字輸入值，產(chǎn)生的比特流是11111…(“1”狀態(tài)的電壓等于所選的電源電壓)，同時最小可能數(shù)字輸入值產(chǎn)生形00000...。半量程數(shù)字輸入產(chǎn)生具有平均電壓為電源電壓一半的比特流10101010...。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，附加的反相器門42接在每個delta-sigma變換器41的輸出端以便額外地產(chǎn)生互補(bǔ)的數(shù)據(jù)流。這意味著當(dāng)delta-sigma變換器41產(chǎn)生均值為1/3電源電壓的比特流100100100100...時，互補(bǔ)的數(shù)據(jù)流將是均值為2/3電源電壓的比特流011011011011...。兩者間的差值是1/3-2/3＝-1/3電源電壓。如果變換器產(chǎn)生均值為3/4電源電壓的比特流111011101110...，那么互補(bǔ)的信號000100010001...的均值為電源電壓的1/4，這樣差值是3/4-1/4＝+1/2電源電壓。結(jié)果，利用變換器輸出信號和它的補(bǔ)碼之間的差值表示I或Q信號，表示值可以為正或負(fù)，盡管只有單正電源供電，不需產(chǎn)生參考電壓。平衡混頻器43a和43b因此具有平衡兩線路輸入而不是單端輸入，它對兩線路上的信號差值產(chǎn)生響應(yīng)，對兩線路上的絕對或共模電壓(電壓之和)不產(chǎn)生響應(yīng)。高比特率delta-sigma調(diào)制比特流被簡單地變換為由許多比特形成的移動平均電壓表示的模擬電壓。這可以利用具有帶寬為比特率的小部分、但仍足以通過全部期望調(diào)制成分的時續(xù)、低通濾波器實現(xiàn)。對于本發(fā)明提出的平衡信號配置，平衡濾波器44置于delta-sigma變換器的輸出端和I、Q平衡調(diào)制器43之間。平衡調(diào)制器43可以包括如示于圖5的所謂Gilbert混頻器43a和43b。如圖5所示，Gilbert混頻器的平衡I或Q輸入端50a和50b與兩個晶體管51a和51b的基極相連。兩個晶體管51a和51b的發(fā)射極分別通過電阻器52a和52b和公共偏置電流源53相連。兩個晶體管51a和51b的每一個集電極分別與一對共發(fā)射極相連的兩對晶體管54a、54b和55a、55b相連。每個晶體管對54和55的晶體管54a、55b基極一起連接到余弦或正弦信號發(fā)生器56的一邊，每個晶體管對54和55的另一個晶體管基極54b、55a一起連接到余弦或正弦信號發(fā)生器56的另一邊。兩晶體管對54a和55a的每個晶體管的集電極一起連接到輸出線路57a，兩晶體管對54b和55b的每個FET的另一個集電極一起連接到另一個輸出線路57b。這種平衡調(diào)制器可以作為平衡低通濾波器制作在同一襯底上。圖4中平衡調(diào)制器43a和43b的輸出由加法器43c加在一起，形成復(fù)調(diào)制射頻信號。平衡I或Q輸入信號在為電源電壓一半的中值電壓周圍擺動(即，對于5volt電壓是在2.5volt周圍)，但是峰-峰電壓幅度偏移應(yīng)稍小，例如小于+/-250mV。然而，delta-sigma變換器每個輸出線路或它的非的極限輸出可以在0和5volt之間擺動，因此要求平衡模信號衰減1/20，同時在本實施方案中要求共模電壓(2-5volt)無衰減。圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的完成對平衡模信號作適當(dāng)衰減的基本濾波器段44。兩個相同的RCNULL器件61、62為平衡(推-拉)和共模信號的低通濾波操作在頻率響應(yīng)中提供陷波器。平衡濾波器包括兩個輸入端I、I或Q、Q和兩個輸出端50a和50b，接地的公共端。串聯(lián)電阻器Rs接在輸入端I或Q和輸出端50a之間，相同的電阻器Rs接在第二輸入端I或Q和第二輸出端50b之間。每個電阻器Rs通過在各自帶有插入絕緣層的導(dǎo)電板上淀積電阻材料圖形來形成，如圖一所示，以便在電阻圖形和導(dǎo)電板之間提供分布式電容。一個或多個電阻RNULL連接在每個導(dǎo)電板和公共端之間，或各個導(dǎo)電板之間，或兩者兼有。分流電阻Rp連接在至少一個濾波器段的輸出端之間(當(dāng)級聯(lián)時，將參照圖7在下面討論)。當(dāng)沒有接地電阻時，濾波器44在直流和低頻的共模衰減為1。換句話說，與定義為兩輸入或輸出線路電壓差值的平衡模相比較，平衡、低通濾波器對衰減定義為兩輸入或輸出線路電壓和的共模信號到不同程度，或者完全不衰減。在平衡模中，由于電阻器Rp連接在輸出端之間，衰減是Rp/(2Rs+Rp)。通過選擇分流電阻Rp相對于電阻濾波器Rs的大小，該值可以設(shè)定為1/20或其它小于一的期望值。期望值定義為兩輸入線路或兩輸出線路之間的電壓差值。分流電阻Rp的另一個作用是在平衡模中相對于低頻響應(yīng)增強(qiáng)高頻響應(yīng)，因為高頻衰減趨向于一。這具有所期望的使過渡帶斜率變陡的作用。過渡帶斜率可以通過RC線路的指數(shù)漸細(xì)進(jìn)一步變陡。圖7顯示由級聯(lián)的這種平衡段組成的完整濾波器設(shè)計。串聯(lián)平衡RCNULL器件70、71、72、73，其特征在于起始線路寬、指數(shù)漸細(xì)因子(最大/最小寬度比值)、總電阻Rtot和總電容Ctot通過具有在帶有插入絕緣膜的襯底表面的導(dǎo)電板表面上淀積電阻圖形的淀積分布式RC線路而級聯(lián)起來，如圖1所示。分流電阻Rp1、Rp2、Rp3、Rp4連接在每個段的輸出端之間以提供逐級衰減。平衡模的總衰減通過選擇分流電阻而設(shè)定為期望值，但是有一種從全部衰減于第一段Rp1到全部衰減于最后段Rp4進(jìn)行調(diào)節(jié)的連續(xù)方法。各段間衰減的最佳分布可以利用能給出最陡過渡帶斜率的計算機(jī)模擬、通過反復(fù)實驗得到。而且，線路寬和電阻器電阻分布特性的最佳組合可以從給出最陡過渡帶斜率的對最小線路寬和最大允許濾波器面積的約束中得到。150kHz過渡帶頻率的近似最佳設(shè)計值示于表1，它的最終頻率響應(yīng)示于圖14。表一</tables></tables>一個實際的問題是在大批量生產(chǎn)中如何控制淀積膜的電阻使之等于在設(shè)計中假定的目標(biāo)值。如果電阻率發(fā)生變化，整個頻率響應(yīng)按比例變化。例如，電阻率加倍將使過度帶和零點頻率減半，電阻率減半將使所有的頻率加倍。在實際生產(chǎn)公差太大以至于頻率響應(yīng)不能保證在期望誤差之內(nèi)的情況下，發(fā)明的第二部分可以用來在制作之后把頻率響應(yīng)調(diào)節(jié)到容限之內(nèi)。這是通過線路長度階梯變化的本發(fā)明方法實現(xiàn)的。圖8顯示了根據(jù)本發(fā)明的這一方面的第一種配置?？梢赃@樣理解，圖8中的電路可以取代任何示于圖7的平衡歸零器件70、71、72、一個輸出端70b和一個公共端70c。一些電阻元件80、81、82和83可以以薄膜的形式淀積在相應(yīng)數(shù)目的、具有如圖1所示的內(nèi)插絕緣層的導(dǎo)電板上。電阻元件串接在輸入端70a和輸出端70b之間。一些開關(guān)85、87、89能夠選擇性地用來旁路或短路各自的電阻元件。相應(yīng)數(shù)目的開關(guān)84、86、88能夠選擇性地把導(dǎo)電板和因沒有被旁路而通過電阻與公共端70c相連的電阻元件連接在一起。串聯(lián)電阻的值根據(jù)被旁路的電阻元件值而變化。一個具有歸一化單位長度RC線路80始終連接在電路中，而具有，例如1/2、1/4、1/8等單位長度，的其它RC線路81、82、83單元通過切換選定開關(guān)對84、85；86、87和88、89可以切換入電路或切換出電路。這樣，在本例中，有效線路長度可以在值1、1.125、1.25、1.375、1.5、1.625、1.75和1.785之間切換。因為增加長度同時增加了總貫穿電阻和電容，所以RC乘積隨著這些值的平方變化，于是RC乘積可在接近4∶1的范圍內(nèi)得到控制。如果只希望在2∶1的范圍內(nèi)改變RC乘積，那么最大線路長度只需是2的平方根＝1.414乘以最小線路長度，這可以利用長度為0.207、0.1035和0.052等單位長度的切換段實現(xiàn)。對于只有三個切換段的情況，5％線路長度跳變對應(yīng)于10％頻率跳變是可以實現(xiàn)的，如果選中最靠近期望值的頻率跳變，那么誤差只有±5％。為了用上述配置建立可調(diào)陷波濾波器，從電容器板到地的電阻應(yīng)保持為貫穿電阻的特定小數(shù)倍(例如，0.056)。這樣，還需要對地的開關(guān)電阻，如圖9所示?？梢赃@樣理解，圖9的開關(guān)歸零電阻電路可以替換圖7中的一個或多個從RNULL71到RNULL74的電阻器。如圖9所示，用來與圖8中的電路相連的開關(guān)歸零電阻器包括一個相對值為RNULL的第一非開關(guān)歸零電阻器90，與它相連的是三個串聯(lián)歸零電阻91、92和93的一端。三個串聯(lián)歸零電阻91、92和93分別具有相對值，例如1/2RNULL、1/4RNULL和1/8RNULL。三個電阻91、92和93通過并聯(lián)開關(guān)94、95和96選擇性地切換入電路或切換出電路。另一方面，圖8和圖9所示的電路可以利用場效應(yīng)晶體管開關(guān)制作，問題可能會出現(xiàn)在開關(guān)的電容和電阻，及對由開關(guān)晶體管特性決定、沿濾波器擺動的信號電壓的動態(tài)范圍的限制。根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)節(jié)陷波濾波器的優(yōu)選裝置，如圖11和13所示，極大地消除了這些問題并給出了在軌道至軌道(rail-to-rail)信號擺動的條件下可以工作的陷波濾波器。值得指出的是，一旦在期望頻率上制成了陷波濾波器，就可以通過這種器件的級聯(lián)以便在阻帶安置陷波器來構(gòu)造低通濾波器，所以所有高于特定范圍的頻率被抑制到期望值。這種濾波器可能不具有與，例如LC濾波器，相同的過度帶銳利度，但是本發(fā)明允許在0.3至300MHz的頻率范圍內(nèi)制作實用的濾波器，這種濾波器已經(jīng)成功地制作出來，通過把陷波器配置在12.5MHz、35MHz、52MHz和300MHz，它在衰減很小的條件下可以通過高達(dá)3MHz的頻率，但是在頻率12MHz和更高處具有高衰減。因為進(jìn)一步偏離通帶的較高頻陷波器的公差對通帶幾乎沒有影響，所以在本例中它們不需要是可調(diào)節(jié)的，只須具有最靠近通帶的陷波頻率的濾波器必須是可調(diào)的，以便去除工藝離散的影響。圖10顯示在具有適當(dāng)帶寬的射頻系統(tǒng)中，如何使用可調(diào)節(jié)陷波濾波器獲得適于頻率選擇、中間級頻率放大的帶通放大器響應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的可調(diào)陷波器件102作為反饋路徑連接在放大器101的周圍，這樣當(dāng)濾波器102允許強(qiáng)負(fù)反饋信號通過時，陷波頻率之外的增益受到抑制，當(dāng)負(fù)反饋作用降低時，陷波頻率附近的增益很高。這種可調(diào)選擇放大器的級聯(lián)可以用來形成用于小型便攜式射頻接收機(jī)的集成電路中頻放大級。示于圖10的“調(diào)節(jié)比特”是指控制圖11中的開關(guān)125-132和圖13中的開關(guān)140-143的控制信號。下面描述可調(diào)節(jié)陷波濾波器避免由晶體管開關(guān)造成動態(tài)范圍損失的優(yōu)選配置。陷波頻率的調(diào)節(jié)可通過使用便利的本發(fā)明配置的階梯可調(diào)線路長度來實現(xiàn)。這是使用匹配階梯可調(diào)電阻來形成可調(diào)陷波器件。圖11顯示可調(diào)RC線路的優(yōu)選裝置。一個始終在電路中的主線路段110在其兩邊和開關(guān)段111、112、113、114級聯(lián)。如圖11所示，左手邊的兩開關(guān)段111、112的線路長度為主線路長度L的第一小數(shù)部分dL。右手邊的兩開關(guān)段113、114的線路長度為小數(shù)部分長度3dL。于是，下列組合中的各種有效線路長度可以通過相應(yīng)的開關(guān)115、116、117、118、119、130、131、132把開關(guān)段切換入或切換出電路來實現(xiàn)。111112113114有效線路長度出出出出L出入出出L+dL入入出出L+2dL出出入出L+3dL出入入出L+4dL入入入出L+5dL出出入入L+6dL出入入入L+7dL入入入入L+8dL上述配置的重要特點是切換入電路的線路段總是相鄰的，即沒有使用如“入出入”的線路組合。這簡化了切換以至于只須切換線路的電容板。換句話說，因為只須切換線路段的電容板端，而不是串聯(lián)電阻段，所以切換得到簡化。為了切換線路段dL或3dL以增加主線路長度度，其電容板與主線路的電容板相連(例如，用開關(guān)115)。為防止線路段增加主線路長度度，其電容板或者懸空或者接地(例如，用開關(guān)119)。因此，切換出的段表現(xiàn)為與器件級聯(lián)，但不增加有效主線路長度度L的串聯(lián)電阻或者隔離、短路RC線路。這樣，當(dāng)主線路端通過圖13的歸零電阻與地相連時，例如在這樣產(chǎn)生的頻率響應(yīng)中，從頻率到零頻率不受切換出段的影響。為提供匹配階梯可調(diào)歸零電阻，圖12的配置在原理上是可用的。這有一個標(biāo)定值為主RC線路總電阻的0.056倍的主電阻RNULL123。提供了阻值為分?jǐn)?shù)dL/L乘以主歸零電阻RNULL的兩個開關(guān)段(126，127)和值為3dL/L的兩個開關(guān)段(124，125)，使用與選定線路時使用的控制信號相同的控制信號選定圖12中歸零電阻的相應(yīng)切換段。圖12配置的缺點是可以制作在硅片上的開關(guān)晶體管電阻與開關(guān)電阻相比是很明顯的.因此，公開了圖13的改進(jìn)配置。在圖13中，總有效電阻R的調(diào)節(jié)通過切換代替低阻值串聯(lián)切換電阻的高阻值分流電阻來完成。圖12的主電阻值R在圖13中分割為分?jǐn)?shù)aR和分?jǐn)?shù)(1-a)R兩部分?？赏ㄟ^兩個晶體管135，136切換入和出電路的兩個電阻R1和R2與第一分?jǐn)?shù)電阻aR并聯(lián)。在R1的切換將把有效阻值由aR降低到aR-dR，其中dR等于(aR)2/(aR+R1)，同時在R1和R2的切換將把有效阻值由aR降低到aR-2dR。同樣，兩個與(1-a)R并聯(lián)的、可通過兩個附加晶體管137、138切換入和出電路的附加電阻R3和R4允許電阻(1-a)R降低到(1-a)R-3dR或(1-a)R-6dR。這樣，可以實現(xiàn)以-dR為階梯由R到R-8dR的全部總電阻值。因為R的調(diào)節(jié)是向下的，R的值必須初始化為比圖13的高8歐姆，開關(guān)晶體管135-138必須由與圖11中開關(guān)控制信號相反的信號控制。分?jǐn)?shù)“a”的值要選擇得使四個開關(guān)電阻R1、R2、R3、R4中的最小者盡可能地大，以便使串聯(lián)開關(guān)電阻的影響最小化。如果“a”太小，那么R1和R2將不必要地小，而R3和R4大，反之亦然，如果“a”太大。因此，通過計算可以發(fā)現(xiàn)存在的最佳值。在以硅集成電路集成為目的的假設(shè)前提下，描述了陷波濾波器和可調(diào)節(jié)陷波濾波器的構(gòu)造及其應(yīng)用，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠很容易地把本發(fā)明應(yīng)用于其他形式的制作和應(yīng)用，而如此這種應(yīng)用被認(rèn)為是包含在權(quán)利要求陳述的發(fā)明范圍之內(nèi)。對典型實施方案的上述討論的目的是解釋而不是限制。發(fā)明范圍應(yīng)當(dāng)參照附屬權(quán)利要求確定。權(quán)利要求1.用于產(chǎn)生復(fù)調(diào)制信號的正交調(diào)制器，包括數(shù)字樣本發(fā)生器，產(chǎn)生分別表示調(diào)制波形實部與虛部的數(shù)字量值對序列；Δ-∑(delta-sigma)變換器電路，把數(shù)字量值對序列變換成表示實部波形的高比特率流I和表示虛部波形的高比特率流Q，及附加的表示I的補(bǔ)碼的比特流I和表示Q的補(bǔ)碼的比特流Q；一對平衡低通濾波器，每一個都具有分別接收比特流I、I和Q、Q的兩個輸入端，每一個都具有提供平衡濾波I和Q信號的兩個輸出線路；第一平衡調(diào)制器，具有包括與平衡濾波信號I相連的兩線路的第一平衡輸入端，和與余弦載波頻率信號發(fā)生器相連的第二輸入端；第二平衡調(diào)制器，具有包括與平衡濾波信號Q相連的兩線路的第一平衡輸入端，和與正弦載波頻率發(fā)生器相連的第二輸入端；加法器，用來把第一和第二平衡調(diào)制器的輸出相加。2.根據(jù)權(quán)利要求1的正交調(diào)制器，其中每一個第一和第二平衡調(diào)制器對出現(xiàn)在兩平衡輸入線路上的電壓差值響應(yīng)，對電壓總和的變化不響應(yīng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1的正交調(diào)制器，其中平衡低通濾波器對將定義為兩輸入線路或兩輸出線路間電壓差值的平衡模信號衰減到期望電平，將定義為兩輸入線路或兩輸出線路間電壓和的共模信號衰減到不同的程度或根本不衰減。4.根據(jù)權(quán)利要求3的正交調(diào)制器，其中平衡低通濾波器基本上是由阻性、容性元件組成。5.根據(jù)權(quán)利要求3的正交調(diào)制器，其中平衡低通濾波器對包括通過在襯底上淀積電阻膜和絕緣膜形成的電阻、電容元件。6.根據(jù)權(quán)利要求5的正交調(diào)制器，其中襯底用從由硅、氧化鋁、砷化鎵、藍(lán)寶石和聚酰胺組成的族中選出的材料制成。7.根據(jù)權(quán)利要求5的正交調(diào)制器，其中襯底是半導(dǎo)體材料，平衡調(diào)制器利用在半導(dǎo)體材料上形成的晶體管構(gòu)造在襯底上。8.根據(jù)權(quán)利要求3的正交調(diào)制器，其中平衡低通濾波器通過使用具具有淀積在帶有內(nèi)插絕緣層的導(dǎo)電板上的電阻圖形的分布式RC線路構(gòu)造。9.根據(jù)權(quán)利要求8的正交調(diào)制器，其中導(dǎo)電板通過電阻接地，以便在濾波器頻率響應(yīng)中形成陷波器。10.根據(jù)權(quán)利要求8的正交調(diào)制器，其中一個RC線路的導(dǎo)電板通過電阻與另一個RC線路的導(dǎo)電板相連。11.根據(jù)權(quán)利要求9的正交調(diào)制器，其中一些頻率陷波器通過相應(yīng)數(shù)目的具有連接在地與各自導(dǎo)電板間的電阻的RC線路形成。12.根據(jù)權(quán)利要求8的正交調(diào)制器，其中至少一個RC線路的總電阻和總分布電容的有效乘積可以在形成分布式RC線路之后調(diào)節(jié)到期望值。13.根據(jù)權(quán)利要求9的正交調(diào)制器，其中至少一個分布式RC線路的總電阻和總分布電容的有效乘積可以在形成分布式RC線路之后調(diào)節(jié)以便設(shè)定陷波頻率到期望值。14.根據(jù)權(quán)利要求8的正交調(diào)制器，其中至少一個分布式RC線路是漸細(xì)的。15.根據(jù)權(quán)利要求14的正交調(diào)制器，其中漸細(xì)是指數(shù)形式的。16.適于在集成電路上構(gòu)造的低通濾波器，包括一些濾波器段，每一個都具有兩個輸入端和兩個輸出端和一個公共端，每一個濾波器段包括串聯(lián)電阻，連接在濾波器段的第一輸入端和第一輸出端之間，基本相同的電阻連接在濾波器段的第二輸入端和第二輸出端之間，每一個電阻都通過在各自的帶有在電阻圖形和導(dǎo)電板間提供分布式電容的內(nèi)插絕緣層的導(dǎo)電板上的淀積電阻材料圖形來形成；電阻裝置，連接在每個導(dǎo)電板與地端之間，或者連接在導(dǎo)電板之間，或者二者兼有電阻器，連接在至少一個濾波器段的輸出端之間，濾波器段，級聯(lián)在一起，每個段的輸出端連接下一段的輸入端。17.根據(jù)權(quán)利要求16的低通濾波器，其中至少一個電阻圖形是漸細(xì)的。18.根據(jù)權(quán)利要求17的器件，其中漸細(xì)是指數(shù)形式的。19.根據(jù)權(quán)利要求16的器件，其中至少一個所述段的串聯(lián)電阻器阻值和總分布電容的乘積可以調(diào)節(jié)到期望值，以便在形成低通濾波器之后確定陷波頻率。20.一種階梯可調(diào)陷波頻率濾波器，包括至少一個輸入端和至少一個輸出端和一個地端；一些電阻元件，構(gòu)造為淀積在相應(yīng)數(shù)目的帶有內(nèi)插絕緣層的導(dǎo)電板上的薄膜形式，電阻元件串接在濾波器的至少一個輸入端和至少一個輸出端之間；一些開關(guān)，配置得能夠有選擇地旁路特定的電阻元件；相應(yīng)數(shù)目的開關(guān)，配置得能夠有選擇地連接與未旁路電阻元件相連的特定導(dǎo)電板和通過電阻與地端相關(guān)的公共端；和依靠切換-旁路電阻元件來改變電阻值的裝置。21.一種階梯可調(diào)陷波頻率濾波器，包括至少一個輸入端和至少一個輸出端和一個公共端；一些第一電阻元件，構(gòu)造為淀積在相應(yīng)數(shù)目的帶有內(nèi)插絕緣層的導(dǎo)電板上的薄膜形式，電阻元件串接在濾波器的輸入端和輸出端之間；一些第二開關(guān)，配置得能夠有選擇地連接特定導(dǎo)電板和與公共端相連的電阻；和依靠切換-連接導(dǎo)電板到電阻來改變電阻值的裝置。22.根據(jù)權(quán)利要求21的器件，其中開關(guān)可以用來分別連接選中的導(dǎo)電板到公共端或者通過電阻到公共端。23.根據(jù)權(quán)利要求21的器件，其中開關(guān)可以獨立地用來選擇每一個欲連接的導(dǎo)電板或者通過每個板的隔離電阻與公共端相連或者連接到與公共端相連的公共電阻。24.根據(jù)權(quán)利要求21的器件，其中開關(guān)只可以用來選擇與順序相鄰的將被連在一起的電阻元件相關(guān)的導(dǎo)電板。25.根據(jù)權(quán)利要求22的器件，其中開關(guān)只可以用來選擇與順序相鄰的將被連在一起的電阻元件相關(guān)的導(dǎo)電板。26.根據(jù)權(quán)利要求23的器件，其中開關(guān)只可以用來選擇與順序相鄰的將被連在一起的電阻元件相關(guān)的導(dǎo)電板。27.根據(jù)權(quán)利要求20的器件，其中切換-選擇電阻元件的長度是按二進(jìn)制比例1∶1/2∶1/4...1/2n排列的，其中n等于電阻元件數(shù)目減一。28.根據(jù)權(quán)利要求20的器件，其中一個電阻元件始終接在電路中，其余電阻元件是可以切換選擇的，并具有二進(jìn)制級數(shù)的長度比例。29.根據(jù)權(quán)利要求24的器件，其中一個導(dǎo)電板始終與公共端相連，其余導(dǎo)電板有選擇地切換-連接到公共端。30.根據(jù)權(quán)利要求29的器件，其中可切換的剩余導(dǎo)電板放置在永久連接板的兩邊，散布在半導(dǎo)體襯底上。31.根據(jù)權(quán)利要求30的器件，其中放置在永久連接線路一邊的可切換板的相關(guān)電阻元件為一個單位增量，放置在另一邊的可切換板的相關(guān)電阻元件等于N+1單位增量，其中N是放置在第一邊的可切換板的數(shù)目。全文摘要用于產(chǎn)生復(fù)調(diào)制信號的正交調(diào)制器包括一對獨特的平衡低通濾波器，通過用來切換入、切換出電路分布式RC線路部分和相應(yīng)的地電阻的開關(guān)配置，該濾波器可以矯正制作公差帶來的問題。文檔編號H04Q7/38GK1162373SQ95195974公開日1997年10月15日申請日期1995年9月14日優(yōu)先權(quán)日1994年9月14日發(fā)明者P·W·登特申請人:艾利森公司