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一种可复用锁相环低通滤波器

阅读：1009发布：2021-01-13

IPRDB可以提供一种可复用锁相环低通滤波器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种可复用锁相环低通滤波器，包含电路连接的通道一电路、通道二电路、切换电路；所述的通道一电路与外部的通道一电荷泵相连；所述的通道二电路与通道二电荷泵相连。本发明一种可复用锁相环低通滤波器，能够节省芯片空间，从而解决了低通滤波器面积较大不易集成的问题，节省了成本，并且能够保证环路的稳定性。，下面是一种可复用锁相环低通滤波器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种可复用锁相环低通滤波器，其特征在于，包含电路连接的通道一电路（1）、通道二电路（2）、切换电路（3）；所述的通道一电路（1）与外部的通道一电荷泵的选通开关（41）相连；所述的通道二电路（2）与通道二电荷泵的选通开关（42）相连；

所述的通道一电路（1）包含依次串联的第一电容（C11）、第一选择器（11）、第一电阻（R11）、第二电容（C12）；所述的第一电容（C11）、第二电容（C12）分别接地，第一电容（C11）的非接地端连接第一选择器（11）的输入1端，第一电阻（R11）设置在第二电容（C12）的非接地端和第一选择器（11）的输出端之间；

所述的通道二电路（2）包含依次串联的第三电容（C21）、第二选择器（21）、第二电阻（R21）、第四电容（C22）；所述的第三电容（C21）、第四电容（C22）分别接地，第三电容（C21）的非接地端连接第二选择器（21）的输入1端，第二电阻（R21）设置在第四电容（C22）的非接地端和第二选择器（21）的输出端之间；

所述的切换电路（3）包含电路连接的通道一电容（C31）、通道二电容（C32）、共用电容（C30）、大电阻（R3）、第一缓冲器（31）、第二缓冲器（32）；

所述的共用电容（C30）通过开关Ф接到通道一电容（C31），通过开关ψ接到通道二电容（C32）；

所述的大电阻（R3）与所述的共用电容（C30）相串联；

所述的第一缓冲器（31）的正输入端与通道一电容（C31）的非接地端相连，第二缓冲器（32）的正输入端与通道二电容（C32）的非接地端相连；

所述的通道一电容（C31）与通道二电容（C32）的电容量相等，且等于共用电容（C30）电容量的1/10；

所述的切换电路（3）还包含：

X相位开关（33），所述的X相位开关（33）分别与第一缓冲器（31）的发射端和共用电容（C30）的非接地端相连；

Ф相位第一开关（341），所述的Ф相位第一开关（341）设置在通道一电容（C31）的非接地端和共用电容（C30）的非接地端之间；

Ф相位第二开关（342），所述的Ф相位第二开关（342）设置在大电阻（R3）与第一选择器（11）的输入1端之间；

选通开关（35），所述的选通开关（35）与大电阻（R3）相并联；

Ф’相位开关（36），所述的Ф’相位开关（36）设置在通道一电容（C31）的非接地端与第一选择器（11）的输入0端之间；

ω相位开关（37），所述的ω相位开关（37）分别与第二缓冲器（32）的发射端和共用电容（C30）的非接地端相连；

ψ相位第一开关（381），所述的ψ相位第一开关（381）设置在通道二电容（C32）的非接地端和共用电容（C30）的非接地端之间；

ψ相位第二开关（382），所述的ψ相位第二开关（382）设置在大电阻（R3）与第二选择器（21）的输入1端之间；

ψ’相位开关（39），所述的ψ’相位开关（39）设置在通道二电容（C32）的非接地端与第二选择器（21）的输入0端之间；

所述的Ф’相位开关（36）的Ф’相位与Ф相位第一开关（341）和Ф相位第二开关（342）的Ф相位相反；ψ相位与ψ’相位相反；

所述的切换电路（3）还包含：第三选择器（30），所述的第三选择器（30）的输出端σ与选通开关（35）相连，第三选择器（30）的输入1端输入X相位的信号，第三选择器（30）的输入0端输入ω相位的信号。

说明书全文

一种可复用锁相环低通滤波器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种低通滤波器，特别涉及一种可复用锁相环低通滤波器。

背景技术

[0002] 现有技术中，频率综合器常用来为集成电路提供准确的参考频率，而频率综合器中的低通滤波器用来滤除鉴相器输出电压的高频分量，取出稳定的平均值去控制振荡器的频率。而一般为了获得较好的噪声抑制，频率综合器的环路带宽会选的比较小，这就导致低通滤波器的电容电阻比较大。如此大的电容和电阻如果在芯片内集成会占据巨大的芯片面积，大大提高芯片成本。并且，由于生产过程存在的工艺偏差，电容值和电阻值也会偏离理想值，对环路稳定性等造成影响。在双通道无线通信芯片领域，往往会要求两个通道同时工作，传统做法是做两个独立的频率综合器，这两个频率综合器的低通滤波器都做在片外。这样带来的弊端是片外元件数增多，系统复杂度升高，而且成本增加。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种可复用锁相环低通滤波器，能够减少双通道频率综合器中低通滤波器的面积，且易于集成。

[0004] 为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

[0005] 一种可复用锁相环低通滤波器，包含电路连接的通道一电路、通道二电路、切换电路；所述的通道一电路与外部的通道一电荷泵的选通开关相连；所述的通道二电路与通道二电荷泵的选通开关相连。

[0006] 所述的通道一电路包含依次串联的第一电容、第一选择器、第一电阻、第二电容；所述的第一电容、第二电容分别接地，第一电容的非接地端连接第一选择器的输入1端，第一电阻设置在第二电容的非接地端和第一选择器的输出端之间。

[0007] 所述的通道二电路包含依次串联的第三电容、第二选择器、第二电阻、第四电容；所述的第三电容、第四电容分别接地，第三电容的非接地端连接第二选择器的输入1端，第二电阻设置在第四电容的非接地端和第二选择器的输出端之间。

[0008] 所述的切换电路包含电路连接的共用电容、大电阻、第一缓冲器、第二缓冲器；

[0009] 所述的共用电容通过开关Ф接到通道一电容，通过开关ψ接到通道二电容；

[0010] 所述的大电阻与所述的共用电容相串联；

[0011] 所述的第一缓冲器的正输入端与通道一电容的非接地端相连，第二缓冲器的正输入端与通道二电容的非接地端相连。

[0012] 所述的通道一电容与通道二电容的电容量相等，且等于共用电容电容量的1/10。

[0013] 所述的切换电路还包含：

[0014] X相位开关，所述的X相位开关分别与第一缓冲器的发射端和共用电容的非接地端相连；

[0015] Ф相位第一开关，所述的Ф相位第一开关设置在通道一电容的非接地端和共用电容的非接地端之间；

[0016] Ф相位第二开关，所述的Ф相位第二开关设置在大电阻与第一选择器的输入1端之间；

[0017] 选通开关，所述的选通开关与大电阻相并联；

[0018] Ф’相位开关，所述的Ф’相位开关设置在通道一电容的非接地端与第一选择器的输入0端之间；

[0019] ω相位开关，所述的ω相位开关分别与第二缓冲器的发射端和共用电容的非接地端相连；

[0020] ψ相位第一开关，所述的ψ相位第一开关设置在通道二电容的非接地端和共用电容的非接地端之间；

[0021] ψ相位第二开关，所述的ψ相位第二开关设置在大电阻与第二选择器的输入1端之间；

[0022] ψ’相位开关，所述的ψ’相位开关设置在通道二电容的非接地端与第二选择器的输入0端之间。

[0023] 所述的Ф’相位开关的Ф’相位与Ф相位第一开关和Ф相位第二开关的Ф相位相反；ψ相位与ψ’相位相反。

[0024] 所述的切换电路还包含：第三选择器，所述的第三选择器的输出端σ与选通开关相连，第三选择器的输入1端输入X相位的信号，第三选择器的输入0端输入ω相位的信号。

[0025] 本发明与现有技术相比，具有以下优点：

[0026] 本发明由于将大电容与大电阻为通道一电路和通道二电路复用，节省了空间，从而解决了低通滤波器面积较大不易集成的问题，节省了成本，并且能够保证环路的稳定性。

附图说明

[0027] 图1为本发明一种可复用锁相环低通滤波器的电路原理图；

[0028] 图2为本发明一种可复用锁相环低通滤波器通道一电路的时序控制图；

[0029] 图3为本发明一种可复用锁相环低通滤波器通道二电路的时序控制图；

[0030] 图4为本发明一种可复用锁相环低通滤波器通道一电路的输出曲线图；

[0031] 图5为本发明一种可复用锁相环低通滤波器通道二电路的输出曲线图。

具体实施方式

[0032] 以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

[0033] 如图1所示，本发明提供的一种可复用锁相环低通滤波器，包含电路连接的通道一电路1、通道二电路2、切换电路3；该通道一电路1与外部的通道一电荷泵的选通开关41相连；该通道二电路2与通道二电荷泵的选通开关42相连。

[0034] 所述的通道一电路1包含依次串联的第一电容C11、第一选择器11、第一电阻R11、第二电容C12；所述的第一电容C11、第二电容C12分别接地，第一电容C11的非接地端连接第一选择器11的输入1端，第一电阻R11设置在第二电容C12的非接地端和第一选择器11的输出端之间。

[0035] 所述的通道二电路2包含依次串联的第三电容C21、第二选择器21、第二电阻R21、第四电容C22；所述的第三电容C21、第四电容C22分别接地，第三电容C21的非接地端连接第二选择器21的输入1端，第二电阻R21设置在第四电容C22的非接地端和第二选择器21的输出端之间。

[0036] 所述的切换电路3包含电路连接的通道一电容C31、通道二电容C32、共用电容C30、大电阻R3、第一缓冲器31、第二缓冲器32；所述的共用电容C30通过开关Ф接到通道一电容C31，通过开关ψ接到通道二电容C32；所述的大电阻R3与所述的共用电容C30相串联；所述的第一缓冲器31的正输入端与通道一电容C31的非接地端相连，第二缓冲器32的正输入端与通道二电容C32的非接地端相连。其中，该通道一电容C31与通道二电容C32的电容量相等，且等于共用电容C30电容量的1/10。

[0037] 所述的切换电路3还包含：X相位开关33，所述的X相位开关33分别与第一缓冲器31的发射端和共用电容C30的非接地端相连；Ф相位第一开关341，所述的Ф相位第一开关341设置在通道一电容C31的非接地端和共用电容C30的非接地端之间；Ф相位第二开关342，所述的Ф相位第二开关342设置在大电阻R3与第一选择器11的输入1端之间；选通开关35，所述的选通开关35与大电阻R3相并联；Ф’相位开关36，所述的Ф’相位开关36设置在通道一电容C31的非接地端与第一选择器11的输入0端之间；ω相位开关37，所述的ω相位开关37分别与第二缓冲器32的发射端和共用电容C30的非接地端相连；ψ相位第一开关381，所述的ψ相位第一开关381设置在通道二电容C32的非接地端和共用电容C30的非接地端之间；ψ相位第二开关382，所述的ψ相位第二开关382设置在大电阻R3与第二选择器21的输入1端之间；ψ’相位开关39，所述的ψ’相位开关39设置在通道二电容C32的非接地端与第二选择器21的输入0端之间。其中，该Ф’相位开关36的Ф’相位与Ф相位第一开关341和Ф相位第二开关342的Ф相位相反；ψ相位与ψ’相位相反。

[0038] 所述的切换电路3还包含：第三选择器30，所述的第三选择器30的输出端σ与选通开关35相连，第三选择器的输入1端输入X相位的信号，第三选择器的输入0端输入ω相位的信号。

[0039] 如图2~图5所示，当使用时，CLOCK信号首先将通道一电荷泵的选通开关41的输出信号CP1和通道二电荷泵的选通开关42的输出信号CP2离散化，在CLOCK的高电平时间内，通道一电路1被选通，通道一电荷泵选通开关41的输出信号CP1进入到低通滤波器中。当时钟信号到来时X相位开关33闭合，同时第三选择器30在CLOCK信号为高电平时将Χ相位的时钟控制选通到第三选择器30的输出端σ，而该输出端σ连接到选通开关35，所以X相位开关33与选通开关35具有了相同的时钟控制相位。这样对于通道一电路1在Χ时钟控制相位内X相位开关33和选通开关35闭合，此时Ф相位为低电平即Ф相位第一开关341和Ф相位第二开关342断开，Ф’相位开关36闭合，通道一电容C31上储存的上一个状态的电荷电压保持不变。这样共用电容C30的电压就被缓冲器嵌位到通道一电容C31的电压值。由于选通开关35是闭合的，大电阻R3两端的电压同样被嵌位到通道一电容C31的电压值。在t1时间内，共用电容C30的电压值会变到和通道二电容C32相同，而在此段时间内Ф’相位开关36闭合，第一选择器11将通道一电容C31的电压选通到滤波器的输出端，使输出端控制电压保持不变。经过t1时间，共用电容C30的电压与通道一电容C31的电压完全相等后，X相位开关33和选通开关35断开，同时Ф相位第二开关342、Ф相位第一开关341闭合，第一选择器11将输入1端选通。此时滤波器变成了传统三阶低通滤波器开始工作。经过t2时间后，CLOCK信号变为低电平，Ф相位第二开关342和Ф相位第一开关
341断开，Ф’相位开关36闭合，第一选择器11将通道一电容C31电压选通道输出端。通道一电路1进入保持阶段。当CLOCK信号变为低电平后通道二电路2开始工作。通道二电荷泵选通开关42输出信号被选通进入滤波器，此时ω相位开关37和选通开关35的时钟控制相位都是ω，两个开关都开启。共用电容C30的电压被第二缓冲器32嵌位到通道二电容C32的电压值，通道二电容C32的电压值为上个周期的保存值。同样经过t1时间后，共用电容C30与通道二电容C32电压值相等，ω变为低电平，ω相位开关37和选通开关35断开。
同时ψ相位变为高电平，ψ相位第一开关381、ψ相位第二开关382打开，第二选择器21将输入1端选通到输出，整个滤波器变为传统的三阶低通滤波器。

[0040] 综上所述，本发明一种可复用锁相环低通滤波器，能够节省芯片空间，从而解决了低通滤波器面积较大不易集成的问题，节省了成本，并且能够保证环路的稳定性。

[0041] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

标题	发布/更新时间	阅读量
锁相环-专利编号CN103718464A	2020-05-12	724
锁相环路-专利编号CN108988852A	2020-05-11	58
锁相环-专利编号CN101849359B	2020-05-12	130
锁相环-专利编号CN103297041A	2020-05-12	208
锁相环-专利编号CN101849359A	2020-05-13	327
锁相环-专利编号CN103718464B	2020-05-11	818
锁相环-专利编号CN103795409A	2020-05-11	397
锁相环-专利编号CN101882928A	2020-05-13	441
锁相环-专利编号CN1679238A	2020-05-11	882
锁相环-专利编号CN101882928B	2020-05-13	832

一种可复用锁相环低通滤波器

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