使用多个时钟的抽样滤波器制造技术

用于形成输入信号滤波形式的一系列样本的方法和设备。多个抽头电流单元分别根据信号生成抽头电流。多个分配装置耦合抽头电流单元与多个积分装置。该分配装置由第一时钟信号控制。多个积分装置积分它们接收的抽头电流，并且这些积分装置形成样本。根据第一时钟信号以预定顺序将所生成的抽头电流分别发送给每个积分装置。该积分装置分别使用由第二时钟信号控制的积分和抽样相位。在积分相位期间，积分装置按顺序接收抽头电流，而在休眠相位期间，不接收抽头电流，并且抽样电路内容和复位积分器装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及信号处理。更具体地，本专利技术涉及用于通过使用根据信号生成 的多个抽头电流并积分该抽头电流以形成输入的滤波形式的一系列样本来滤波信号的方 法和设备。
技术介绍
在通信系统的设计中，通常需要模拟滤波器用于图像去除/拒绝或反混叠。模拟 滤波器是能够提取模拟信号并输出模拟的、连续时间或离散时间的信号的滤波器族。希望 将模拟滤波器集成到集成电路上以降低系统的整体成本和尺寸。在集成电路应用中通常 使用两种滤波器开关电容器(SC)滤波器和跨导电容器(gm-c)滤波器。SC滤波器具有非 常精确定义的滤波特性，因为与频率响应相关的时间常数仅仅取决于电容器比率和时钟频 率。已经知道SC滤波器具有许多缺点。首先，当在无线电系统内在典型中频(IF)上使用 时，能够导致干扰信号的混叠。其次，它有噪声问题，这仅可以通过提高功耗为代价予以减 轻。另一方面，gm-C滤波器通常提供比SC滤波器更低的噪声和消耗更少的功率，但是在SC 滤波器工作良好的领域内表现不佳。因为在gm-C滤波器内的时间常数由gm和C确定，因 而频率响应敏感于处理变化、温度漂移和电源变化。需要校准环路来消除这些影响，但是这 使设计明显复杂化。因为这些原因，难以构造非常高阶高精度的gm-C型滤波器。这两种滤 波器类型都存在生成区域有效的FIR滤波器的困难。最近，已经尝试另一种模拟滤波器。它涉及根据输入电压信号生成一个电流或多 个电流，在预定时间间隔上选择性地将该一个或多个电流积分到一对电容器(如在美国专 利6829311中的例子)或者多个电容器上，随后抽样在电容器上积聚的电荷，再为下一个电 流积分周期进行复位。该选择性的电流积分操作实现了有限脉冲响应(FIR)滤波器。在一 份参考文献中，生成多个电流以选择性地积分在电容器上。以该电流正比于输入信号和期 望FIR滤波器的抽头系数的方式生成电流。通过使多个跨导放大器具有与抽头系数对应的 增益，实现该电流生成。因为放大器的跨导取决于处理变化、温度漂移和电源变化，所以如 同常规模拟滤波器的情况，结果滤波器频率响应敏感于这些变化。在US6829311中，将自输 入电压信号转换的单个电流发送给一对电容器。由该参考文献教导的FIR滤波器显著地降 低了上述的敏感性问题，因为其频率响应仅取决于电流积分电容器的时钟频率和匹配精确 度。然而，其限制于抽头系数包括0和1的滤波器，这阻碍它实现任意的FIR滤波器。通过 使用德尔塔-西格玛技术量化任意一组的抽头系数可以逐步地解决该限制。因为仅存在两 种量化电平0或1，在滤波器频率响应中的结果量化误差可能非常高，这需要附加滤波器将 其降低至可接受的电平。还应当指出在现有技术中的抽样滤波器存在当应用于现实应用时其有效性降低的缺陷。现有技术的抽样滤波器没有公开脉冲响应长于输出抽样频率周期的滤波器。这不 允许需要长脉冲响应的窄带滤波器的高抽样频率。本抽样滤波器的另一缺点在于当德尔塔_西格玛量化抽头系数时，它们需要额外 滤波来消除在抽头系数内的量化误差。它们还非常敏感于在抽头电流内的模拟失配。最后，在抽样滤波器内，在每个给定的预定间隔上，在任一给定电流积分电路上的 抽头电流自零增加至最终值。然而，因为抽头电流切换瞬变，这将失真引入滤波器传输函数 或者噪声。因此，需要一种具有良好控制频率响应但是具有在传输函数中的最小量化误差的 模拟滤波器。此外，需要避免或减缓现有技术缺陷的方法和设备
技术实现思路
本专利技术提供用于形成输入信号的滤波形式的一系列样本的方法和设备。多个抽头 电流单元分别根据信号生成抽头电流。多个积分装置(或积分器)积分它们接收到的抽头 电流，这些积分装置(或积分器)形成样本。以预定顺序将所生成的抽头电流分别发送给 每个积分装置。积分器分别使用积分和抽样相位。在积分相位期间，积分装置按顺序接收 抽头电流，而在休眠相位期间，不接收抽头电流，并且抽样电路内容和复位积分器装置。在第一方面，本专利技术提供一种用于滤波和抽样输入信号的滤波器，该滤波器包 括-多个抽头电流单元，每个抽头电流单元用于根据所述输入信号生成至少一个抽 头电流；-多个电流积分单元，每个电流积分单元用于接收和积分抽头电流；-抽样装置，用于执行所述电流积分单元内容的抽样；-电流分配装置，用于耦合所述抽头电流单元与所述电流积分单元；其中所述电流分配装置由至少一个第一时钟信号控制，并且所述抽样装置由至少一个 第二时钟信号控制。在第二方面，本专利技术提供一种用于滤波信号的方法，该方法由具有多个积分装置 的设备使用，该方法包括a)接收所述信号；b)根据所述信号生成多个抽头电流；c)在所述多个积分装置中的特定一个的积分相位中，以预定顺序将所述多个抽头 电流中的每个发送给所述多个积分装置的所述特定一个；d)在所述多个积分装置中的所述特定一个的抽样相位期间，抽样所述多个积分装 置中的所述特定一个；e)为所述多个积分装置中的每个重复步骤C)和d)；其中所述抽样相位是没有将所述抽头电流发送给所述多个积分装置中的所述特 定一个时的相位。在第三方面，本专利技术提供一种用于滤波和抽样输入信号的滤波器，该滤波器包 括-多个抽头电流单元，每个抽头电流单元用于根据所述输入信号生成至少一个抽头电流；-多个电流积分单元，每个电流积分单元用于接收和积分抽头电流；-抽样装置，用于抽样所述电流积分单元的内容；-电流分配装置，用于耦合所述抽头电流单元与所述电流积分单元；其中所述电流分配装置由至少一个第一时钟信号控制，所述抽样装置由至少一个第二 时钟信号控制，并且至少一个积分装置同时接收多个抽头电流。在第四方面，本专利技术提供一种滤波信号的方法，该方法由具有多个积分装置的设 备使用，该方法包括a)接收所述信号；b)根据所述信号生成多个抽头电流；c)在所述多个积分装置中的特定一个的积分相位期间，以预定顺序将所述多个抽 头电流中的每个发送给所述多个积分装置中的所述特定一个；d)在所述多个积分装置中的所述特定一个的抽样相位期间，抽样所述多个积分装 置中的所述特定一个内的电荷；e)为所述多个积分装置中的每个重复步骤C)和d)；其中所述抽样相位是没有将所述抽头电流发送给所述多个积分装置中的所述特 定一个时的相位，并且在所述积分相位期间，将多个抽头电流同时发送给所述特定积分装置。附图说明通过参考附图，阅读下述详细描述，将更好地理解本专利技术，在附图中图1是使用旋转抽头电流的本专利技术第一实施例的示意图。图2是可以由图1所示的实施例使用的3个时钟总线的状态改变的时序图。图3图示图2所示时序图的三个时钟总线状态的旋转。图4是在图1的实施例内四个抽头电流的积分和休眠相位的时序图。图5是使用旋转抽头系数的本专利技术第二实施例的示意图。图6是使用旋转抽头系数的本专利技术第二实施例变型的示意图。图7是本专利技术另一实施例的示意图，其中通过以预定顺序旋转抽头电流来卷积抽 头电流与第二组抽头系数。图8图示在图7的实施例中在哪些时间间隔上将哪些抽头电流发送给哪些积分装 置的预定顺序。图9图示在图7的实施例中用于实现抽头电流旋转的时钟总线状态的旋转。图10图示用于实现图7实施例变型的时钟总线状态的旋转。图11是本专利技术另一实施例的示意图，其中一组中间抽头系数生成与第二组抽头 系数卷积的抽头电流，其中通过旋转该组中间抽头系数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于滤波和抽样输入信号的滤波器，该滤波器包括：多个抽头电流单元，每个抽头电流单元用于根据所述输入信号生成至少一个抽头电流；用于每个电流积分单元的多个积分装置，用于接收和积分抽头电流；电流抽样装置，用于抽样和复位所述电流积分单元的内容；电流分配装置，用于耦合所述抽头电流单元与所述电流积分单元；其中所述电流分配装置由至少一个第一时钟信号控制，并且所述电流抽样装置由至少一个第二时钟信号控制。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-11-15 60/996,408一种用于滤波和抽样输入信号的滤波器，该滤波器包括多个抽头电流单元，每个抽头电流单元用于根据所述输入信号生成至少一个抽头电流；用于每个电流积分单元的多个积分装置，用于接收和积分抽头电流；电流抽样装置，用于抽样和复位所述电流积分单元的内容；电流分配装置，用于耦合所述抽头电流单元与所述电流积分单元；其中所述电流分配装置由至少一个第一时钟信号控制，并且所述电流抽样装置由至少一个第二时钟信号控制。2.根据权利要求1所述的滤波器，其中所述电流分配装置是开关网络，当相关开关被 关闭时，所述开关网络耦合至少一个所述抽头电流单元与至少一个所述电流积分单元，所 述开关根据基于所述第一时钟信号的预定模式被打开和关闭。3.根据权利要求1所述的滤波器，其中所述电流分配装置包括导体网络，每个导体耦 合抽头电流单元与至少一个电流积分单元，所述电流分配装置还包括具有以环形配置设置 的多个元件的移位寄存器，所述元件用于存储系数，其确定哪个抽头电流是有效的，多个所 述元件耦合至抽头电流单元，以便将在所述耦合的元件内存储的系数施加给所述抽头电流 单元。4.根据权利要求1所述的滤波器，其中所述电流抽样装置是抽样开关和抽样器网络， 特定抽样开关的关闭耦合所述抽样器与所述电流积分单元中的特定一个，所述抽样开关根 据基于所述第二时钟信号的预定模式被打开和关闭。5.根据权利要求1所述的滤波器，其中每个电流积分单元包括运算放大器和耦合在所 述运算放大器的输出与所述运算放大器的负输入之间的电容器。6.根据权利要求1所述的滤波器，其中所述抽样装置还包括耦合至所述电流积分单元 的多个复位开关，每个复位开关耦合至相应的电流积分单元，以便关闭所述复位开关复位 所述电流积分单元。7.根据权利要求3所述的滤波器，其中根据预定模式在所述寄存器内移位在所述元件 内存储的系数。8.根据权利要求1所述的滤波器，还包括定位在两个电流积分单元之间的至少一个接 地，以类似于所述电流积分单元的方式耦合所述至少一个接地。9.根据权利要求3所述的滤波器，其中至少一个填充元件未耦合至抽头电流单元，所 述填充单元是所述移位寄存器的一部分。10.一种滤波信号的方法，该方法由具有多个积分装置的设备使用，该方法包括a)接收所述信号；b)根据所述信号生成多个抽头电流；c)在所述多个积分装置中的特定一个的积分相位期间，以预定顺序将所述多个抽头电 流中的每个发送给所述多个积分装置中的特定一个；d)在所述多个积分装置中的所述特定一个的抽样相位中，抽样所述多个积分装置中的 所述特定一个内的电流；e)为所述多个积分装置中的每个重复步骤c)和d)；其中所述抽样相位是没有将所述抽头电流发送给所述多个积分装置中的所述特定一 个时的相位。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤姆赖利，卿鸿杜，萨米卡沃恩，
申请(专利权)人：卡贝无线硅股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]