[实用新型]多模式可配置滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种滤波器，尤其是一种多模式可配置滤波器。

背景技术

滤波器是模拟电路中最重要的模块之一，在电信设备和各类控制系统中的应用极为广泛。一个产品的优劣，往往取决于这个产品电路中滤波器性能。

目前，集成电路滤波器主要使用连续时间滤波器和开关电容滤波器这两种。其中，连续时间模拟滤波器能够应用到较高的频率，它的传输函数系数由跨导和电容值来决定，精度和线性度不好，零极点控制复杂，受工艺影响大；而开关电容滤波器传输函数取决于电容比，与工艺参数无关，传输函数精度高，且用较小电容实现大电阻，节省面积，利于集成，满足高集成度、高精度、低功耗等设计方向。可配置多模滤波器，相对于普通滤波器，具有可以通过控制使同一电路工作在低通、带通等不同模式的优点。

现有的可配置多模滤波器，只能配置工作在简单的低通、带通工作，其工作模式非常单一。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种多模式可配置滤波器，解决现有的可配置多模滤波器，只能配置工作在简单的低通、带通等单一工作模式的不足。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种多模式可配置滤波器，所述可配置多模滤波器由模拟信号处理中心、数字控制中心和参考电压电流源组成，所述模拟信号处理中心由低通带通复用滤波器、迟滞比较器、输入级和输出级构成，所述低通带通复用滤波器连接有迟滞比较器、输入级和输出级；所述数字控制中心由SPI、时钟模块、逻辑控制单元、采样时钟选择单元、计数器和存储寄存器构成，所述逻辑控制单元连接有SPI、采样时钟选择单元和存储寄存器，所述采样时钟选择单元和逻辑控制单元均与模拟信号处理中心中的低通带通复用滤波器相连，所述时钟模块连接有计数器和存储寄存器，所述计数器与存储寄存器和模拟信号处理中心中的迟滞比较器连接。

优选的，所述低通带通复用滤波器是由两个低Q值二阶开关电容电路级联而成的四阶巴特沃斯滤波器。

优选的，所述迟滞比较器中设有正反两条反馈通路，当正反馈系数大于负反馈系数时，迟滞电压才产生。

优选的，所述输入级采用双采样结构设计，用于消除放大器失调影响和降低1/f噪声。

优选的，所述输出级是一个AB类运算放大器，其静态电流对工艺变化不敏感。

优选的，所述存储寄存器中设有一个迟滞比较值，当计数器结果变动小于该值时，判定是由环境噪声造成的，保持配置多模滤波器工作状态不变；当计数结果变动大于迟滞比较值时，判定变化是由输入信号基频变动造成的，配置多模滤波器自适应地跟随变化输入信号基频率改变工作状态。

本实用新型可配置多模滤波器有两种工作模式即固定模式和自适应模式，其是通过SPI来进行配置的：

(1)当工作在固定模式时，可配置多模滤波器可配置为旁路工作模式、低通滤波器、Q＝2的带通滤波器和Q＝4的带通滤波器共四种模式的一种，滤波器的带宽或中心频率可根据需要通过SPI配置为8kHz，10kHz、12。5kHz、16kHz、20kHz、25kHz、32kHz和40kHz的一种频率。输入信号V_in通过输入级输入到多模滤波器，处理后直接通过输出级输出V_out。

(2)当工作在自适应模式时，可以根据输入信号的频率来选择合适的低通或带通滤波器来对输入信号进行处理，此时，输入信号V_in通过输入级到多模滤波器，输出信号V_out通过输出级输出，同时由迟滞比较器、计数器、存储寄存器组成的实时反馈回路反馈到逻辑控制单元，选择低通或带通，跟随输入信号基频变化自适应低通的截止频率或带通滤波器中心频率，来滤除信号的低频噪声和高频噪声。

本实用新型的有益效果是：

采用数字控制中心对滤波器模式进行配置，可以使滤波器工作在旁路模式、低通、带通和自适应模式，采用迟滞比较器和存储寄存器提高了抗干扰能力，性能良好。

附图说明

图1是本实用新型的可配置多模滤波器的结构框图；

图2是本实用新型的低通带通复用滤波器的电路图；

图3是本实用新型的迟滞比较器的电路图；

图4是本实用新型的输入级的电路图；

图5是本实用新型的输出级的电路图。