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    重庆时时彩必中万能号: 具低转角频率的高通滤波电路.pdf

    关 键 词:
    转角 频率 滤波 电路
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    摘要
    申请专利号:

    CN200810008678.9

    申请日:

    2008.02.05

    公开号:

    CN101242165A

    公开日:

    2008.08.13

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):H03H 11/04公开日:20080813|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: H03H11/04; H03F1/30; H03F3/45; H03K19/20; H03D7/00 主分类号: H03H11/04
    申请人: 联发科技股份有限公司
    发明人: 屈庆勋; 崔吉青
    地址: 台湾省新竹科学工业园区
    优先权: 2007.2.8 US 11/672,717
    专利代理机构: 北京三友知识产权代理有限公司 代理人: 任默闻
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200810008678.9

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2010.07.21|||2008.10.08|||2008.08.13

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明是关于一种具低转角频率的高通滤波电路。该高通滤波电路由电压源、第一反相器、第二反相器以及电容器所构成。电压源提供直流偏压。耦接至电压源的第一反相器将直流偏压作转换。第二反相器分别耦接至第一反相器以及输出端。第二反相器将第一反相器所转换的偏压信号作转换以将直流偏压输出至输出端。并且,第二反相器亦对输出端提供大阻抗。由于耦接信号输入及输出端的电容器与第二反相器,而产生低转角频率的特性。高通滤波电路更包含运算放大器。电压源经由其提供该直流偏压,以避免输出端的总阻抗因连接电压源而变小。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种高通滤波电路,其特征在于,所述的高通滤波电路包含:
    一电压源提供一直流偏压;
    一第一反相器,将所述的直流偏压转换成一第一转换偏压信号;
    一第二反相器耦接至所述的第一反相器,将第一转换偏压信号转换成第二转换偏压信号;以及
    一电容器耦接至所述的第二反相器。

    2.  如权利要求1所述的高通滤波电路,其特征在于,所述的高通滤波电路更包含一运算放大器连接所述的电压源,所述的电压源经由所述的运算放大器提供所述的直流偏压。

    3.  如权利要求1所述的高通滤波电路,其特征在于,所述的第一反相器与所述的第二反相器相匹配。

    4.  如权利要求1所述的高通滤波电路,其特征在于,所述的第一反相器包含两晶体管。

    5.  如权利要求4所述的高通滤波电路,其特征在于,所述的两晶体管为一第一p-MOS晶体管与一第一n-MOS晶体管。

    6.  如权利要求1所述的高通滤波电路,其特征在于,所述的第二反相器包含两晶体管。

    7.  如权利要求6所述的高通滤波电路,其特征在于,所述的两晶体管为一第二p-MOS晶体管与一第二n-MOS晶体管。

    8.  如权利要求1所述的高通滤波电路,其特征在于,所述的第一反相器包含两晶体管而所述的第二反相器亦包含两晶体管。

    9.  如权利要求1所述的高通滤波电路,其特征在于,所述的第一反相器包含一第一p-MOS晶体管与一第一n-MOS晶体管而所述的第二反相器包含一第二p-MOS晶体管与一第二n-MOS晶体管。

    10.  如权利要求9所述的高通滤波电路,其特征在于,所述的第一p-MOS晶体管与所述的第二p-MOS晶体管相匹配;所述的第一n-MOS晶体管与所述的第二n-MOS晶体管相匹配。

    11.  如权利要求9所述的高通滤波电路,其特征在于,所述的第一p-MOS晶体管的大小与所述的第二p-MOS晶体管的大小相匹配;所述的第一n-MOS晶体管的大小与所述的第二n-MOS晶体管的大小相匹配。

    12.  如权利要求9所述的高通滤波电路,其特征在于,所述的高通滤波电路更包含至少一增加的p-MOS晶体管以及至少一增加的n-MOS晶体管,分别以串叠连接方式,耦接至所述的第二p-MOS晶体管以及耦接至所述的第二n-MOS晶体管以增加提供的阻抗。

    13.  如权利要求12所述的高通滤波电路,其特征在于,所述的高通滤波电路更包含至少一增加的p-MOS晶体管以及至少一增加的n-MOS晶体管,分别以串叠连接方式,耦接至所述的第一p-MOS晶体管以及耦接至所述的第一n-MOS晶体管以增加提供的阻抗。

    14.  一直接降频接收器,其特征在于,所述的直接降频接收器包含:
    一信号输入端以接收一信号;
    一低噪声放大器耦接至所述的信号输入端,放大自所述的信号输入端所接收的所述的信号;
    一本地振荡器提供一预先决定的参考信号;
    一混频器耦接至所述的低噪声放大器以及所述的本地振荡器,对所述的信号与所述的预先决定的参考信号实偏施混频,以对所述的信号实施降频转换;
    一种高通滤波电路,过滤来自所述的混频器的降频转换信号中的一直流成分,所述的高通滤波电路包含:
    一电压源提供一直流偏压;
    一第一反相器,将所述的直流偏压转换成一第一转换偏压信号;
    一第二反相器耦接至所述的第一反相器,将第一转换偏压信号转换成第二转换偏压信号;以及
    一电容器耦接至所述的第二反相器;以及
    一零中频放大器耦接至所述的高通滤波电路,用以放大来自所述的高通滤波电路的信号。

    15.  如权利要求14所述的直接降频接收器,其特征在于,所述的高通滤波电路更包含一运算放大器连接所述的电压源,所述的电压源经由所述的运算放大器提供所述的直流偏压。

    16.  如权利要求14所述的直接降频接收器,其特征在于,所述的第一反相器与所述的第二反相器相匹配。

    17.  如权利要求14所述的直接降频接收器,其特征在于,所述的第一反相器包含两晶体管。

    18.  如权利要求17所述的直接降频接收器,其特征在于,所述的两晶体管为一第一p-MOS晶体管与一第一n-MOS晶体管。

    19.  如权利要求14所述的直接降频接收器,其特征在于,所述的第二反相器包含两晶体管。

    20.  如权利要求19所述的直接降频接收器,其特征在于,所述的两晶体管为一第二p-MOS晶体管与一第二n-MOS晶体管。

    21.  如权利要求14所述的直接降频接收器,其特征在于,所述的第一反相器包含两晶体管而所述的第二反相器亦包含两晶体管。

    22.  如权利要求14所述的直接降频接收器,其特征在于,所述的第一反相器包含一第一p-MOS晶体管与一第一n-MOS晶体管而所述的第二反相器包含一第二p-MOS晶体管与一第二n-MOS晶体管。

    23.  如权利要求22所述的直接降频接收器,其特征在于,所述的第一p-MOS晶体管与所述的第二p-MOS晶体管相匹配;所述的第一n-MOS晶体管与所述的第二n-MOS晶体管相匹配。

    24.  如权利要求22所述的直接降频接收器,其特征在于,所述的第一p-MOS晶体管的大小与所述的第二p-MOS晶体管的大小相匹配;所述的第一n-MOS晶体管的大小与所述的第二n-MOS晶体管的大小相匹配。

    25.  如权利要求22所述的直接降频接收器,其特征在于,所述的直接降频接收器更包含至少一增加的p-MOS晶体管以及至少一增加的n-MOS晶体管,分别以串叠连接方式,耦接至所述的第二p-MOS晶体管以及耦接至所述的第二n-MOS晶体管以增加提供的阻抗。

    26.  如权利要求25所述的直接降频接收器,其特征在于,所述的直接降频接收器更包含至少一增加的p-MOS晶体管以及至少一增加的n-MOS晶体管,分别以串叠连接方式,耦接至所述的第一p-MOS晶体管以及耦接至所述的第一n-MOS晶体管以增加提供的阻抗。

    说明书

    说明书具低转角频率的高通滤波电路
    技术领域
    本发明有关一种高通滤波电路,特别是有关一种具低转角频率并提供精确偏压的高通滤波电路。
    背景技术
    直接降频的技术于今日已广泛地运用于射频(RF)的应用中。而对直接降频接收器(DCR,direct conversion receiver)而言,直流电压偏差的消除为一很重要的课题。例如:交流耦合电路用来消除直流电压的偏差,以过滤该偏差并允许所要的信号通过该电路以进行后续信号的处理。此外,亦必须为后续的信号处理??樘峁┮恢绷髌?,例如:一模拟数字转换器(ADC)。
    例如图1所示已于美国专利第5,760,651号中揭露,有关现有技术的一无电感的电压偏压电路。放大器10分别耦接位于输入端Vin及输出端Vout间的电容器Cin 12以及电容器Cout 14。差动输入放大器18则耦接至放大器10提供其电压偏压的功能。差动输入放大器18的输出点20透过电阻器22耦接至放大器10的控制端16。差动输入放大器18的非反相输入端耦接一直流电压源VB。差动输入放大器18的反相输入端则耦接至前述的控制端16作为负回馈,以减小差动输入放大器18的增益。然而,耦接至前述控制端16的电阻器22的阻抗必须大到确保此电压偏压电路不会使放大器10在其工作频率范围内过载。一般而言,在射频接收器中,此电压偏压电路作为一具有低转角频率的高通滤波器使用,用于直流电压偏差的消除。然而,具有大阻抗的电阻器22占有集成电路中很大的面积,即代表的成本的提高。
    具体而言,确有发展一拥有元件小、能提供大阻抗、且能提供精准偏压至输出点的高通滤波电路。
    发明内容
    为解决前述现有技术的缺点,本发明的主要目的在于提供一种具低转角频率、低成本且提供精确偏压的高通滤波电路。
    本发明的高通滤波电路包含一电压源、一第一反相器、一第二反相器以及一电容器。电压源提供一直流偏压。第一反相器耦接至电压源以转换该直流偏压。第二反相器分别耦接至第一反相器以及输出端。第二反相器将第一反相器所转换的偏压信号予以转换,以将该直流偏压输出至输出端。第二反相器亦对输出端提供一大阻抗,加上耦接第二反相器的电容器,而产生低转角频率的特性。电压源透过一运算放大器提供该直流偏压为佳。第一反相器与第二反相器由相互耦接的一对p-MOS晶体管与n-MOS晶体管。理想上,该第一反相器与该第二反相器相匹配。进一步而言,第一p-MOS晶体管的大小与第二p-MOS晶体管的大小相匹配,第一n-MOS晶体管的大小与第二n-MOS晶体管的大小相匹配为佳。前述须相匹配的原因为了将该运算放大器所提供的直流偏压精确地移转至信号输出端OUT。且能利用所述的这些p-MOS晶体管及所述的这些p-MOS晶体管的特性而对该直流偏压进行调校。依据本发明,第二反相器的所述的这些晶体管,亦即p-MOS晶体管以及n-MOS晶体管,能提供一大阻抗。是以,对使用在宽带系统中的直接降频接收器而言,本发明的高通滤波电路提供的低转角频率具有重大意义。再者,取代在现有技术集成电路中颇占面积的具大阻抗的电阻器,该高通滤波电路使用仅占小面积却能提供大阻抗的CMOS晶体管,以缩小于芯片上所占面积。其为当今电路发展中一重要的课题。
    本发明还提供一种直接降频接收器,所述的直接降频接收器包含:一信号输入端以接收一信号;一低噪声放大器耦接至所述的信号输入端,放大自所述的信号输入端所接收的所述的信号;一本地振荡器提供一预先决定的参考信号;一混频器耦接至所述的低噪声放大器以及所述的本地振荡器,对所述的信号与所述的预先决定的参考信号实偏施混频,以对所述的信号实施降频转换;一种高通滤波电路,过滤来自所述的混频器的降频转换信号中的一直流成分,所述的高通滤波电路包含:一电压源提供一直流偏压;一第一反相器,将所述的直流偏压转换成一第一转换偏压信号;一第二反相器耦接至所述的第一反相器,将第一转换偏压信号转换成第二转换偏压信号;以及一电容器耦接至所述的第二反相器;以及一零中频放大器耦接至所述的高通滤波电路,用以放大来自所述的高通滤波电路的信号。
    附图说明
    为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂,配合所附图式,作详细说明如下:
    图1是依据现有技术,耦接交流耦合放大器,使用电阻器的电压模式偏压结构中的电压偏压电路图;
    图2是依据本发明一较佳实施例,利用CMOS提供一大电阻的高通滤波电路的电路图;
    图3是依据本发明的一直接降频接收器的简单电路图;以及
    图4a、图4b、图4c是依据本发明一较佳实施例,各别显示于不同温度时,模拟处理的转角频率响应图。
    附图标号:
    10    放大器                    12   电容器Cin
    14    电容器Cout                16   控制端
    18    差动输入式放大器          22   电阻器
    202   电容器                    204  p-MOS晶体管
    206   n-MOS晶体管               208  p-MOS晶体管
    210   n-MOS晶体管               212  运算放大器
    214   电压源
    302   信号输入端                304  低噪声放大器
    306  混频器                      308  本地振荡器
    310  高通滤波电路                312  零中频放大器
    具体实施方式
    请参考图2,是依据本发明一较佳实施例,利用CMOS提供一大电阻的高通滤波电路的电路图。该高通滤波电路具有一信号输入端IN以及一信号输出端OUT,并且具有电容器202、由晶体管208、210所组成的第一反相器以及由晶体管204、206所组成的第二反相器、电压源214以及运算放大器212。为消除直流电压偏差(DC offset),电容器202耦接至提供一大阻抗的第二反相器,以产生一交流耦合(AC-coupling)消除该直流电压偏差。于本发明的较佳实施例的第一及第二反相器中,所述的这些晶体管为CMOS晶体管。晶体管204、208为p-CMOS晶体管,晶体管206、210则为n-CMOS晶体管。电容器202耦接于信号输入端IN以及信号输出端OUT之间。晶体管204的漏极与晶体管206的漏极耦接至该信号输出端OUT。晶体管204与晶体管208的源极耦接至Vcc。晶体管206的源极与晶体管210的源极接地。所述的这些晶体管204、206、208、210的栅极则耦接于一起。所述的这些晶体管204、206、208、210的栅极同时亦耦接于该运算放大器212的输出端。该运算放大器212的非反相输入端耦接于晶体管208与晶体管210的漏极。其反相输入端则耦接至电压源214。
    电压源214提供一直流偏压。而与运算放大器212的连结构成一负回馈,于是运算放大器212两输入端的电压实际上大致相同。因此,该直流偏压能经由该运算放大器212、第一反相器及第二反相器被转换至该高通滤波电路的信号输出端OUT。通过第一反相器,对该直流偏压作第一次反相,通过第二反相器,对该直流偏压作第二次反相。理论上,于两次反向后,该直流偏压便回返至原始的状态。而为了能精确地将电压源214提供的该直流偏压传送至该信号输出端OUT。该第一反相器的p-MOS晶体管208的大小与该第二反相器的p-MOS晶体管204的大小相匹配;该第一反相器的n-MOS晶体管210的大小与该第二反相器的n-MOS晶体管206的大小相匹配,亦即,p-MOS晶体管208与n-MOS晶体管210的连接与p-MOS晶体管204与n-MOS晶体管206的连接相互映射。
    并且,以CMOS晶体管的能隙电压(Band Gap Voltage)作为该运算放大器212的参考电压,于信号输出端OUT所提供提供的阻抗能更为精确且该提供偏压点的阻抗能更加稳定。是以,对于该信号输出端OUT提供一精准的偏压准度。同时,p-MOS晶体管204与n-MOS晶体管206的连接,对电容器202后的信号输出端OUT提供一大阻抗。
    再者,为对电容器202后的信号输出端OUT提供一大阻抗,与本发明中所使用p-MOS晶体管204与208、n-MOS晶体管206与210的通道宽长比W/L越小越好,亦即使用具有通道长度L较大的晶体管为较佳。
    并且,透过运算放大器212提供电压源214的理由在于:如果将电压源214直接连接于该信号输出端OUT,则即便p-MOS晶体管204与n-MOS晶体管206对其提供一大阻抗,与仅具小阻抗的电压源214并联连接将导致总阻抗的变小。而透过运算放大器212提供电压源214能解决此问题。
    此外,p-MOS晶体管204与n-MOS晶体管206能各别以串叠连接(Cascode)方式再分别连接至少一个p-MOS晶体管及n-MOS晶体管,用以增加所提供的阻抗。当然p-MOS晶体管208与n-MOS晶体管210亦须连接同数量的p-MOS晶体管及n-MOS晶体管,以与p-MOS晶体管204与n-MOS晶体管206相对应匹配。
    请参考图3,是依据本发明的一直接降频接收器的简单电路图。首先,经由输入端302接收射频信号并利用低噪声放大器(LNA)304将其放大。随后,利用混频器306及本地振荡器(LO)308所产生的本地信号,将该射频信号降频转换为基频信号。前述直流电压偏差的发生,通常因本地振荡泄漏的自混干扰现象所引起。同时亦有可能因其它因素导致直流电压偏差的发生。因此于一直接降频接收器中,使用一高通滤波器310消除直流电压偏差,已成为一重要的课题。尤其以为后续信号的处理。例如:一耦接至高通滤波器310的零中频放大器312将放大为高通滤波器310所滤通的信号。依据本发明,具有低转角频率的高通滤波器使用CMOS晶体管作为大阻抗的电阻器,并且将其耦接至一电容器以消除该直流电压偏差,且其于芯片上所占面积小。此外依据本发明,以使用CMOS晶体管构成第一反相器以及第二反相器。此两反相器将前述来自电压源的直流偏压转换至该高通滤波电路的输出端。前述电路的配置能避免因并联连接电压源的小阻抗,而导致对该高通滤波电路的输出端的总阻抗变小。
    请参考图4a、图4b、图4c,是依据本发明高通滤波电路的一较佳实施例,各别显示于不同温度时,模拟处理的转角频率响应图。Y轴表示信号强度,X轴表示频率。图4a显示于正常温度时,频率与信号强度的关系。图4b显示于较高温度时,频率与信号强度的关系。图4c则显示于较低温度时,频率与信号强度的关系。相互比较之下,可得出本发明的高通滤波电路在不同温度时均能维持良好的效能,而此亦为产生稳定直流偏压的一要素。
    虽然本发明已用较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何熟习此技术者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的?;し段У笔尤ɡ蠓段缍ㄕ呶?。

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