一种自动频率调谐电路及集成芯片制造技术

本发明专利技术涉及模拟电路技术领域，具体公开了一种自动频率调谐电路，其中，包括：电阻分压电路、滤波网络电路、电容充电电路、比较器电路和数字控制逻辑电路，电阻分压电路用于生成基准电压信号；滤波网络电路与电阻分压电路连接，用于对基准电压信号进行滤波处理得到基准电压滤波信号；电容充电电路用于通过电阻对电容充电得到充电电压信号；比较器电路分别与电容充电电路和滤波网络电路连接，用于比较基准电压滤波信号和充电电压信号得到比较结果；数字控制逻辑电路与比较器电路连接，用于根据比较结果输出逻辑控制信号。本发明专利技术还公开了一种集成芯片。本发明专利技术提供的自动频率调谐电路具有结构简单，占用面积小，消耗功耗小的优势。

An automatic frequency tuning circuit and integrated chip

【技术实现步骤摘要】
一种自动频率调谐电路及集成芯片
本专利技术涉及模拟电路
，尤其涉及一种自动频率调谐电路及包括该自动频率调谐电路的集成芯片。
技术介绍
有源滤波器电路自上世纪70年代至今得到了迅猛发展，其主要结构包括Active-RC结构、开关电容滤波器结构和OTA-C结构三种。其中Active-RC结构采用运放、电阻和电容，三者构成反馈网络实现滤波器电路。由于运放工作在反馈模式下，该电路的线性度很好，但是频率特性差，通常工作频率不大于1MHz，直到最近几年才出现应用在MHz范围的Active-RC结构的有源滤波器电路。开关电容滤波器结构，通常工作在音频范围，随着工艺和技术的提升，其应用频率范围也在扩展，但是由于时钟馈通以及电荷注入等问题，使得该结构的滤波器的动态范围较小。基于OTA-C结构的片上有源滤波器电路，由于跨导工作在开环状态下，所以该结构滤波器可以工作在较高频率范围，工作频率可达上百兆赫兹。采用CMOS工艺实现的有源RC滤波器电路，在模拟信号处理领域得到广泛应用，CMOS电路的输入阻抗很高，级间连接容易，又特别适于大规模集成。随着CMOS工艺的兴起，采用CMOS工艺实现基于有源RC结构的有源滤波器电路也得到很大的发展。基于有源RC结构的滤波器的实现结构有多种，比如多路反馈结构，Thomas-Tow结构，Sallen-Key结构等。其滤波器的特征频率都是相应的电阻值R与电容值C的比值。片上集成的有源滤波器电路，它的中心频率会受到工艺偏差以及温度变化的影响，因此需要采用一个片上自动频率调谐电路，来实现对滤波器特征频率的调谐，以补偿工艺偏差和温度变化等对滤波器特征频率造成的影响。图1是一个典型的Sallen-Key低通有源RC滤波器电路，滤波器的带宽为其中电阻和电容都是随工艺和温度的变化而变化，所以导致滤波器的带宽会偏离预定值，此时就需要一个片上自动频率调谐电路来实现对滤波器带宽的调谐，补偿工艺温度等偏差对滤波器带宽的影响。现有技术的滤波器的调谐电路形式有多种，主要有直接调谐和间接调谐。直接调谐需要系统是时分复用系统，它需要利用空闲的时隙对滤波器的频率特性进行实时调谐，该种调谐方式适用于时分复用系统，不适合连续工作的系统。间接修调不需要空闲时隙，目前应用较广，其传统的结构就是，如BoXia,ShouliYan等发表的论文AnRCTimeConstantAuto-tuningStructureforHighLinearityContinuous-TimeΣΔModulatorsandActiveFilters，以及美国凹凸微系有限公司申请的申请号为200710080331.0的专利中所述的结构。上述两个文献中的结构的原理是一样的，都是对电容阵列充电，在设定的时间内应该充电到预定的电压，如果没有充到预定值或超过了预定值，就说明电阻或电容值有了偏差，此时就由数字控制逻辑反馈控制电容阵列的开关，使得电容阵列的电容值改变，从而使得充电电压能够到预定值。同时，相同的控制信号也去控制滤波器电路，使得滤波器的特征频率也相应地锁定在预定的频率点上，不再随工艺和温度的变化而变化。但是上述两个文献中提到的传统的结构，电路比较复杂，电路需要占用大量的芯片面积和功耗。因此，如何提供一种结构简单的调谐电路成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种自动频率调谐电路及包括该自动频率调谐电路的集成芯片，解决相关技术中存在的调谐电路复杂的问题。作为本专利技术的第一个方面，提供一种自动频率调谐电路，其中，包括：电阻分压电路、滤波网络电路、电容充电电路、比较器电路和数字控制逻辑电路，所述电阻分压电路用于生成基准电压信号；所述滤波网络电路与所述电阻分压电路连接，用于对所述基准电压信号进行滤波处理得到基准电压滤波信号；所述电容充电电路用于通过电阻对电容充电得到充电电压信号；所述比较器电路分别与所述电容充电电路和所述滤波网络电路连接，用于比较所述基准电压滤波信号和所述充电电压信号得到比较结果；所述数字控制逻辑电路与所述比较器电路连接，用于根据所述比较结果输出逻辑控制信号，所述逻辑控制信号用于对有源滤波器电路进行频率调谐。进一步地，所述电阻分压电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接电源电压，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接电源地。进一步地，所述滤波网络电路，其特征在于，所述滤波网络电路包括第三电阻和第一电容，所述第三电阻的一端连接所述第一电阻的另一端，所述第三电阻的另一端连接所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端连接所述电源地。进一步地，所述电容充电电路包括第四电阻、电容阵列和第一开关，所述第四电阻的一端连接所述电源电压，所述第四电阻的另一端分别连接所述电容阵列的一端和所述第一开关的一端，所述电容阵列的另一端和所述第一开关的另一端均连接所述电源地，所述电源电压通过所述第四电阻对所述电容阵列充电。进一步地，所述电容阵列包括一组导通阵列和M组并联的控制阵列，所述导通阵列与所述控制阵列并联连接，每组所述控制阵列均包括第二电容和第二开关，所述第二电容的一端为所述电容阵列的一端，所述第二电容的另一端连接所述第二开关的一端，所述第二开关的另一端为所述电容阵列的另一端，所述第二开关根据所述逻辑控制信号打开或关闭；所述导通阵列包括第三电容和第三开关，所述第三电容的一端为所述电容阵列的一端，所述第三电容的另一端连接所述第三开关的一端，所述第三开关的另一端为所述电容阵列的另一端，所述第三开关处于常闭状态；其中，M为大于或者等于1的自然数。进一步地，所述数字控制逻辑电路能够根据所述比较器电路输出的比较结果和时钟信号输出M位逻辑控制信号和REST信号，所述逻辑控制信号用于控制所述M组控制阵列的第二开关，以及用于控制所述有源滤波器电路中的电路阵列开关，所述REST信号用于控制所述第一开关的导通与关断。进一步地，所述第一开关、第二开关和第三开关均包括开关管。进一步地，所述开关管包括NMOS管。进一步地，所述比较器电路包括比较器，所述比较器的正相输入端连接所述第一电容的一端，所述比较器的反相输入端连接所述第四电阻的另一端，所述比较器的输出端连接所述数字控制逻辑电路。作为本专利技术的另一个方面，提供一种集成芯片，其中，包括：有源滤波器电路和前文项所述的自动频率调谐电路，所述有源滤波器电路包括有源RC滤波器，所述自动频率调谐电路中的数字控制逻辑电路与所述有源RC滤波器中的电路阵列开关连接。本专利技术提供的自动频率调谐电路，通过对电容阵列充电，根据在设定的时间内的充电电压值，与基准电压进行比较，并根据比较结果，由数字控制逻辑反馈控制电容阵列的开关，使得电容阵列的电容值改变，从而使得充电电压能够到预定值。本专利技术实施例提供的自动频率调谐电路与传统结构相比电路结构简单，占用面积小，消耗功耗小。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动频率调谐电路，其特征在于，包括：电阻分压电路、滤波网络电路、电容充电电路、比较器电路和数字控制逻辑电路，/n所述电阻分压电路用于生成基准电压信号；/n所述滤波网络电路与所述电阻分压电路连接，用于对所述基准电压信号进行滤波处理得到基准电压滤波信号；/n所述电容充电电路用于通过电阻对电容充电得到充电电压信号；/n所述比较器电路分别与所述电容充电电路和所述滤波网络电路连接，用于比较所述基准电压滤波信号和所述充电电压信号得到比较结果；/n所述数字控制逻辑电路与所述比较器电路连接，用于根据所述比较结果输出逻辑控制信号，所述逻辑控制信号用于对有源滤波器电路进行频率调谐。/n

【技术特征摘要】
1.一种自动频率调谐电路，其特征在于，包括：电阻分压电路、滤波网络电路、电容充电电路、比较器电路和数字控制逻辑电路，
所述电阻分压电路用于生成基准电压信号；
所述滤波网络电路与所述电阻分压电路连接，用于对所述基准电压信号进行滤波处理得到基准电压滤波信号；
所述电容充电电路用于通过电阻对电容充电得到充电电压信号；
所述比较器电路分别与所述电容充电电路和所述滤波网络电路连接，用于比较所述基准电压滤波信号和所述充电电压信号得到比较结果；
所述数字控制逻辑电路与所述比较器电路连接，用于根据所述比较结果输出逻辑控制信号，所述逻辑控制信号用于对有源滤波器电路进行频率调谐。


2.根据权利要求1所述的自动频率调谐电路，其特征在于，所述电阻分压电路包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端连接电源电压，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接电源地。


3.根据权利要求2所述的自动频率调谐电路，其特征在于，所述滤波网络电路，其特征在于，所述滤波网络电路包括第三电阻和第一电容，所述第三电阻的一端连接所述第一电阻的另一端，所述第三电阻的另一端连接所述第一电容的一端，所述第一电容的另一端连接所述电源地。


4.根据权利要求3所述的自动频率调谐电路，其特征在于，所述电容充电电路包括第四电阻、电容阵列和第一开关，所述第四电阻的一端连接所述电源电压，所述第四电阻的另一端分别连接所述电容阵列的一端和所述第一开关的一端，所述电容阵列的另一端和所述第一开关的另一端均连接所述电源地，所述电源电压通过所述第四电阻对所述电容阵列充电。


5.根据权利要求4所述的自动频率调谐电路，其特征在于，所述电容阵列包括一组导通阵列和M组并联的...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘文光，黄伟，肖时茂，于云丰，
申请(专利权)人：南京中科微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32