[发明专利]滤波电路和半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及滤波电路和包括滤波电路的半导体装置，更具体地说，本 发明涉及滤波电路的校准功能。

背景技术

在通信半导体装置中，因为对所接收的信号进行处理的IF电路中的滤 波器的特性由于制造过程而改变，故解调后的信号极大偏离理想信号，这 恶化了比特误码率并因此使得有必要对滤波器的特性进行校准。

作为用于对滤波器的特性进行校准的传统技术，已知这样一种方法， 其中利用滤波器的复制电路(replica circuit)来形成振荡电路，控制该复 制电路的特性使得振荡电路具有恒定的振荡频率，并且和控制复制电路的 特性类似地控制滤波器的特性(第一传统技术：例如参见公开号为2002- 100962的日本未审查专利申请，以及P.Quinlan等人的“A Multimode 0.3- 200-kb/s Transceiver for the 433/868/915-MHz Bands in 0.25-μm CMOS”， IEEE J.Solid-State Circuits，vol.39，no.12，Dec.2004)。作为另一传统 技术，已知这样一种方法，其中控制滤波器的特性，使得包括滤波器的电 路的延迟时间变得恒定(第二传统技术：例如参见公开号为2006-287900 的日本未审查专利申请)。作为又一传统技术，已知这样一种方法，其中 带通滤波器充当闭环振荡电路，并且带通滤波器的特性受到控制，使得振 荡电路具有恒定的振荡频率(第三传统技术：例如参见公开号为2001- 274654的日本未审查专利申请)。

在第一传统技术中，由于需要提供复制电路，安装有滤波器的半导体 装置的芯片尺寸和功耗增大。另外，因为基于利用复制电路间接获得的信 息来控制滤波器的特性，所以校准精度低于基于从滤波器直接获得的信息 来控制滤波器特性的时候。

在第二传统技术中，使用了延迟时间测量，但是当数字电路按照相同 时钟频率工作时，延迟时间测量的使用会导致降低的校准精度，这是因为 高度精确地执行延迟时间测量比执行频率测量更加困难。还存在另一问 题，即该技术不能直接应用于复合带通滤波器(complex band-pass filter)。

在第三传统技术中，带通滤波器的中心频率和Q值(它们决定带通滤 波器的频率特性)必须被分别校准，这是因为带通滤波器的增益和Q值需 要具有比例关系。另外，必须提供幅度检测电路来校准带通滤波器的Q 值，这增大了带通滤波器的电路规模。

发明内容

安装在半导体装置上的滤波电路包括低通滤波器和校准该低通滤波器 的频率特性的校准电路。该校准电路包括负反馈电路和控制电路。当滤波 电路处于校准模式时，负反馈电路向低通滤波器提供负反馈以形成环路， 并且将该环路的增益设为大于一以使该环路振荡。当滤波电路处于校准模 式时，控制电路控制低通滤波器的频率特性，以使得环路的振荡频率属于 预定范围内。

根据本发明的一个方面，提供了一种滤波电路，包括低通滤波器以及 对低通滤波器的频率特性进行校准的校准电路，其中校准电路包括：负反 馈电路，其在滤波电路处于校准模式时向低通滤波器提供负反馈以形成环 路并且将环路的增益设为大于一以使环路振荡；以及控制电路，其在滤波 电路处于校准模式时控制低通滤波器的频率特性以使得环路的振荡频率属 于预定范围内。所述负反馈电路包括：比较器，其根据低通滤波器的输出 信号生成数字输出信号；缓冲器，其根据比较器的数字输出信号生成反馈 信号；以及开关电路，其在滤波电路处于正常模式时选择输入信号以将该 输入信号作为低通滤波器的输入信号输出，并且在滤波电路处于校准模式 时选择反馈信号以将反馈信号作为低通滤波器的输入信号输出。所述控制 电路包括：计数器，其当滤波电路处于校准模式时在预定周期期间执行计 数操作，预定周期是基于比较器的数字输出信号的周期而设置的；以及调 节电路，其当滤波电路处于校准模式时将计数器的计数值和基准值进行比 较，以根据比较结果来调节低通滤波器的频率特性。