[发明专利]有源RC滤波器自动频率调谐电路

说明书

技术领域

本发明涉及有源RC滤波器，具体涉及有源RC滤波器自动频率调谐电路。

背景技术

有源RC滤波器可以获得较好的噪声性能、较好的动态范围以及较好的线性度，且其实现方法简单，因而广泛的应用于零中频或低中频的射频接收机中，为使有源RC滤波器频率特性的精度和稳定性满足接收机的系统要求，要求构成该滤波器的电阻值和电容值具有足够的精度和稳定性，但在集成电路制造过程中，由于工艺的容差会导致元器件参数偏离设计值，同时其还会随工作环境的变化而变化。一般情况下，集成电路中相同类型元件的比值可以比较精确和稳定，如电阻的比值误差可达1％或更小，电容的比值误差可达到0.1％或更小，但是电阻和电容的绝对值误差都很大，可高达30％以上，这些误差会引起滤波器频率的偏移，将可能导致有用信号的衰减和干扰信号的放大。因此，就需要设计自动频率调谐电路来补偿工艺和环境所带来的RC网络的变化，去稳定滤波器的截止频率。

现有的技术方案为采用如图1所示的频率调谐电路，包括RC振荡器、限幅放大器、外部参考时钟、分频器以及数字逻辑电路。其中RC振荡器由若干级固定的电阻和电容阵列以及运算放大器组成，如图2所示，电阻和电容阵列的类型与滤波器中的相同，这使得滤波器与RC振荡器具有类似的RC时间常数。将RC振荡器产生的振荡频率与固定的时钟参考频率进行比较，当振荡频率与时钟参考频率存在偏差的时候，通过数字逻辑电路的运算，控制电容阵列进行变化，最终将使得振荡频率和时钟参考频率趋于相等，达到调谐的效果。

现有技术相当于一个数字锁相环，电路比较复杂，RC振荡器的振荡频率较大时，RC振荡器的振荡频率会出现误差，将很难保证RC振荡器的精度，使得整个电路的调节精度受到了限制；当RC振荡器为了获得越小的振荡频率时，电阻或电容值将越大，使得调谐电路的面积会变得越来越大，有时候甚至会和滤波器的主体部分相当，而且其功耗也比较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供有源RC滤波器自动频率调谐电路。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是，有源RC滤波器自动频率调谐电路，包括比较器、恒流源、参考电压产生电路、开关电容电路和数字逻辑控制电路；其特征在于：

所述参考电压产生电路产生第一参考电压、第二参考电压和第三参考电压分别输入第一比较器、运算放大器以及第二比较器；

所述开关电容电路包括电容阵列；所述恒流源通过开关管二对所述开关电容电路充电，所述开关管二的通断由时钟信号一控制，该时钟信号一为时钟信号三的反相延迟信号；所述恒流源在所述开关电容电路上产生的电压输入所述运算放大器；

所述运算放大器将所述开关电容电路上产生的电压与第二参考电压进行放大处理，所述运算放大器的输出电压通过开关管三对电容二进行充电，该开关管三的通断由所述时钟信号三控制，且所述电容二上产生的电压同时输入所述第一比较器和所述第二比较器；

所述第一比较器将所述电容二上的电压与所述第一参考电压进行比较，所述第一比较器将比较结果输出到所述数字逻辑控制电路；

所述第二比较器将所述电容二上的电压与第三参考电压进行比较，所述第二比较器将比较结果输出到所述数字逻辑控制电路；

所述数字逻辑控制电路接收所述第一比较器和所述第二比较器输出的信号，进行运算处理后，输出控制码到所述开关电容电路，调整所述开关电容电路的等效电容。

根据本发明所述的有源RC滤波器自动频率调谐电路的一种优选方案，所述开关管三为MOS管，该MOS管的栅极接收所述时钟信号三，所述运算放大器的输出电压通过该MOS管的漏极和源极对所述电容二进行充电，该MOS管的源极同时与所述第一比较器和所述第二比较器的输入端连接。

根据本发明所述的有源RC滤波器自动频率调谐电路的一种优选方案，所述运算放大器由放大器、电容三、MOS开关管一构成，其中：所述MOS开关管一的栅极接收时钟信号一，所述MOS开关管一的源极连接放大器的输出，所述MOS开关管一的漏极连接放大器的反相输入端；放大器的同相输入端接收第二参考电压；所述电容三连接在所述MOS开关管一的漏极与源极之间。