调整主动式滤波器的方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术是关于一种调整主动式滤波器的方法与装置，所述的方法包含下列步骤：提供一目标时间值，该目标时间值对应一目标ＲＣ时间常数；提供一第一信号；产生一第二信号，该第二信号对一电容充电，直到该第一信号的值等于该第二信号的值；决定该电容的充电时间；以及根据该目标时间值以及该电容的充电时间，调整该电容的电容值直到符合该目标ＲＣ时间常数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于调整一主动式滤波器的装置与相关方法，尤指一种用于调整滤波器的RC时间常数使其达到一固定值的装置与相关方法。技术背景随着集成电路技术的快速发展，越来越多的功能已经整合在同一块芯片 中。其中由电容与电阻所组成的模拟滤波器电路，更是广泛应用于电子或是 通讯产品的芯片中。在设计制造主动式连续时间滤波器(active continuous-time filter)的过程中，由于滤波器的频率响应正比于电阻值以及电容值，所以需要 特别考虑电阻值(R)以及电容值(C)的变化。而且电阻值以及电容值的RC乘积 易随着温度、供应电压以及制造工艺的影响而变动。这些因制造工艺或是运 作时而发生的变化，有时，甚至可使得实际的电阻值与标示的电阻值达到 ±21%的误差，而实际的电容值与标示的电容值达到±10%的误差。亦言之， 严重的时候，整个滤波器实际的RC值与设计所要的RC值可以高达±32%的 误差。因此传统上在设计此类的模拟滤波器时，都会加入一调整电路，以用 来补偿滤波器的RC值因个别模拟元件产生的误差。目前常用的解决方案是在设置滤波器的芯片外部设计一个高准确度的电 阻与电容以补偿前述的RC值的误差。然而，这样的设计与集成电路设计理 念是背道而驰的。因为集成电路设计目的是为了将越来越多的功能整合在同 一芯片之中，这也是希望减少外部电路的使用面积进而达到降低成本的目的。 所以将用来校正RC值的调整电路整合在单一芯片之中也逐渐成为设计的发 展趋势。传统校正RC值的方式是参考两种不受温度与制造工艺影响的参数作为 判断依据，这两种参数就是带隙参考电压(bandgap voltage)以及标准时钟频率(clockfrequency)。举例来说，其中一种校正方式是提供一种主动式电阻来达 到调整RC值的目的。该主动式电阻是由一金属氧化物半导体晶体管 (MOSFET)形成的等效电阻，利用改变施加于该金属氧化物半导体晶体管的 偏压来调整至所要的电阻值。更具体来说，该金属氧化物半导体晶体管耦接 一反馈电路，该反馈电路会比较标准时钟频率与滤波器实际的RC值，并依 据比较的结果产生一反馈信号并传送予该金属氧化物半导体晶体管。该金属 氧化物半导体晶体管根据该反馈信号调整偏压大小以连续地改变对应的电阻 值，直到实际的RC值符合所要的目标值。然而此调整方法的过程中必然会 产生连续的反馈信号至该金属氧化物半导体晶体管，也因此会增加滤波器的 功率耗损。此外，因为一般金属氧化物半导体晶体管的临界电压(threshold voltage)略低于1V(伏特)，所以这样的设计用在低供应电压的环境下(例如 1V)，其可变动的补偿偏压范围可能不足以满足主动式滤波器所需要的程度。 有鉴于此，有必要再提供一种可调整主动式滤波器的RC时间常数值的 方法与装置以克服上述的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种调整滤波器的电容值的方法与装置，使该滤波 器达到所要的RC时间常数，以解决上述先前技术的问题。本专利技术的一实施例提供一种调整RC时间常数的方法，其包含下列步骤:提供一目标时间值，该目标时间值对应一目标RC时间常数；提供一第一信 号；产生一第二信号，该第二信号对一电容充电，直到该第一信号的值等于该第二信号的值；决定该电容的充电时间；以及根据该目标时间值以及该电 容的充电时间，调整该电容的电容值直到符合该目标RC时间常数。本专利技术的另一实施例提供一种调整一主动式滤波器的RC时间常数的调 整电路，其包含一信号产生器、 一可变电容、 一比较器、 一时间决定单元、 一目标值储存单元以及一电容校正单元。该信号产生器用来产生一第一信号 以及一第二信号，该第二信号正比于该第一信号。该比较器用来比较一充电电压与该第一信号，其中固定电流依据该第二信号产生，该固定电流对该可 变电容充电以改变该充电电压。该时间决定单元用来于该充电电压与该第一 信号的值相符之时，决定该可变电容的充电时间。该目标值储存单元用来储 存一目标时间值。该电容校正单元用来依据该充电时间以及该目标时间值调 整该可变电容的电容值。本专利技术的一实施例提供一种调整一RC时间常数的方法，其包含下列步 骤提供一稳态电流至一电容，使该电流充电至一参考电压；决定该电容充电至该参考电压的充电时间；以及根据该充电时间调整该电容的电容值，其 中该充电时间正比于该RC时间常数。附图说明图1为本专利技术的调整电路以及RC电路的示意图。 图2为图1所示的调整电路的一实施例的电路图。 图3为参考电压信号Vref以及位于图2的节点44的电压的时序图。 图4纪录各种不同通讯系统需要的系统时钟信号CLK的周期以及其对应 的目标脉冲计数值N的查询表。图5绘示本专利技术的调整电路的另一实施例的电路图。 图6为本专利技术调整RC时间常数值的方法流程图。 图7绘示一可变电容的电容值的变动范围的示意图。 附图标号10滤波器20调整电路25电流镜60晶体管25a-c晶体管30电流源32、52比较器34计数器38电容校正单元42 目标值^43、44节点52运算放大器36、58开关单元102、104、 106节点具体实施方式请参阅图1，图1为本专利技术的调整电路20以及RC滤波器电路10示意 图。RC滤波器电路10包含复数个电阻及电容，所有的电阻与电容都制作在 同一晶圆上，且所有的电容都与调整电路20的可变电容Ca有关。 一般来说， 同一晶圆上制作油电容几乎具有相同的电容值误差，因此调整电路20可依据 该晶圆上的任一电容以决定每一电容的电容值误差，并据以反馈补偿晶圆上 所有电容的电容值误差，最终利用调整电容值以使得实际RC值达到目标RC 时间常数值。图2为图l所示的调整电路20的一实施例的电路图。电流源30提供一 固定稳态电流Is，该稳态电流Is依据带隙参考电压(bandgap voltage)所产生， 其稳态电流值等于K/R，其中K为一常数，R为一电阻值。如在此领域具有 通常知识者所了解的，带隙参考电压是一种不受供应电压以及操作温度变化 影响其稳定性以及一致性的固定电压。电流镜25会复制稳态电流Is，使得节 点43的参考电压信号Vref的值等于IsbxR= K/RxbxR=Kxb，而流经可变电 容Ca的电流Isa则等于K/Rxa，其中参数a、 b分别表示电流镜25的金属氧 化物半导体晶体管(MOSFETs) 25a、 25b相对于金属氧化物半导体晶体管25c 的放大参数。请一并参考图2以及图3。图3为参考电压信号Vref以及位于图2的节 点44的电压的时序图。由于电流L对电容Ca充电导致电容Ca的跨压Vc 上升，而比较器(comparator)32检测参考电压信号Vref与电容Ca的跨压Vc 是否相等。在此同时， 一计数器(counter)34会从电流Isa开始对电容Ca之时 启动，并以系统时钟信号CLK作为基准开始计算系统时钟信号CLK出现的 脉冲次数，直到比较器32检测到跨压Vc等于参考电压信号Vref为止。 一但 跨压Vc等于参考电压信号Vref，则比较器32输出一停止信号STOP(如图3 所示)。计数器34接收到该停止信号STOP时即停止计数，而一开关单元36(可 由一金属氧化物半导体晶体管形成)在接收到该停止信号STOP时会导通电容Ca以形成一放电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调整主动式滤波器的ＲＣ时间常数的方法，所述的方法包含：提供一目标时间值，所述的目标时间值对应一目标ＲＣ时间常数；提供一第一信号；产生一第二信号，所述的第二信号对一电容充电，直到所述的第一信号的值等于所述的第二信号的值；决定所述的电容的充电时间；以及根据所述的目标时间值以及所述的电容的充电时间，调整所述的电容的电容值直到符合所述的目标ＲＣ时间常数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：屈庆勋，沈知毅，瑞温德德哈玛林根，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]