CN102624356B - 窄带带通滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种窄带带通滤波器，包括第一低通滤波器，窄带开关电容滤波器，和第二低通滤波器，其中，所述第一低通滤波器的输入为需要过滤的信号；所述第一低通滤波器的输出作为所述窄带开关电容滤波器的输入，所述窄带开关电容滤波器的输出作为所述第二低通滤波器的输入，所述第二低通滤波器的输出即为过滤后的信号。本发明实施例所提供的窄带带通滤波器能够在窄带系统中实现较好的滤波功能。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种窄带带通滤波器。
背景技术
随着无线通信的迅猛发展，为了节省频带资源，提高抗干扰能力，各种电路系统对滤波器性能的要求越来越高。传统的滤波器如模拟滤波器、数字滤波器在功耗、面积、成本、对噪声的抑制等方面已逐步无法满足实际工程的需要，因此急需研制出性能更好的新型滤波器。
在无线通讯系统中，尤其是窄带系统对滤波器的要求就要很高。传统连续的带通滤波器由于工艺的偏差仿真的中频与实际测试应用中的中频偏差较大。图1是传统蓝牙(bluetooth)滤波器，第一电阻RLP、第一电容CLP、第一放大器、第一电阻R1F、第二电阻RLP、第二电容CLP、第二放大器、第二电阻R1F并联后，与第三电阻R0、第四电阻R0串联。这种结构的滤波器带宽比较宽，能满足宽带系统中的应用，比如2.4G频率下的应用。
但是上述滤波器无法实现在窄带系统中的应用，因为窄带系统带宽比较窄，如果要实现滤波就要求电阻R和电容C较大，采用传统的滤波系统，如果单纯增加R、C的数值，就会产生如下问题：
1)制成的滤波器面积比较大，成本较高；
2)R、C的匹配不够好，中心频率会随工艺的变化而变化；
3)对带外的抑制较弱。
发明内容
为解决现有的滤波器无法在窄带系统中应用的不足，本发明实施例提供了一种窄带带通滤波器。
本发明实施例提供了一种窄带带通滤波器，包括第一低通滤波器，窄带开关电容滤波器，和第二低通滤波器，其中，所述第一低通滤波器的输入为需要过滤的信号；所述第一低通滤波器的输出作为所述窄带开关电容滤波器的输入，所述窄带开关电容滤波器的输出作为所述第二低通滤波器的输入，所述第二低通滤波器的输出即为过滤后的信号。
本发明实施例所提供的窄带带通滤波器，可以实现滤波器面积小，成本低；R、C的匹配较好，中心频率不会随工艺的变化；对带外的抑制较强。
附图说明
图1是现有技术中滤波器的电路图；
图2是本发明实施例窄带带通滤波器的结构图；
图3是本发明实施例窄带带通滤波器的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例所提供的方法和装置进行详细的描述。
本发明实施例提供了一种窄带带通滤波器，参照附图2，包括第一低通滤波器100，窄带开关电容滤波器200，和第二低通滤波器300，其中，所述第一低通滤波器100的输出作为窄带开关电容滤波器200的输入，所述窄带开关电容滤波器200的输出作为第二低通滤波器300的输入。
在该窄带带通滤波器中，所述第一低通滤波器100用于滤除信号中的高频噪声；所述窄带开关电容滤波器200用于滤除信号外的噪声，所述第二低通滤波器300用于滤除时钟噪声。
第一低通滤波器在低频时C1、Cf1看作开路，信号直接通过放大器到输出。高频时C1、Cf1看作短路，高频信号在放大器的输入端直接接地。在拐点频率附近(这个拐点频率是由C1、C2、R1、R2决定的)，通过调反馈的C2可以提高Q且增强信号。
窄带开关电容滤波器200有两个剪切频率f1和f2，(f1＞f2)，这两个频率[f1，f2]之间的增益比较大，在这两个频率范围之外(大于f1或者小于f2)的增益相对来说比较小，滤波器的带宽就是这两个频率的差值(f1-f2)。只要信号是在这个带宽内，就可以通过，相反在带宽外就会被衰减，所以这个带宽外的信号造成就会被过滤。
第二低通滤波器300的带宽要大于第一低通滤波器100，具体的可以远大于第一低通滤波器的带宽。因为采样频率(即时钟频率)要远大于信号的频率，所以第二低通滤波器的带宽相对比较大，就能保证把时钟频率滤掉。
其中第一低通滤波器100和第二低通滤波器300均可以是有源(Sallen-key)滤波器。
参照附图3，第一低通滤波器100包括：电阻R1、电阻R2、电容Cf1，第三放大器102、电容C1，其中，R1的一端接收需要过滤的信号，另外一端与R2的一端相连接，R2的另外一端与第三放大器102的高电平输入端、电容C1的一端相连，Cf1与电阻R1和R2相连接，Cf1的另外一端与窄带开关电容滤波器相连接；电容C1的另外一端接地，第三放大器102的输出端和低电平输入端和窄带开关电容滤波器200相连接。
窄带开关电容滤波器200包括第一开关电容201和第二开关电容202、电容Cf2、电容Cf3、第五放大器206、第六放大器205、第三开关电容203、第四开关电容204。其中，第一开关电容201、第二开关电容202与第一低通滤波器的第三放大器102的输出端相连，第一开关电容201的另外一端与电容Cf2、第五放大器206的低电平输入端、第三开关电容203相连；第二开关电容202的另外一端与电容Cf2、第六放大器205的低电平输入端、第四开关电容204相连，第四开关电容204与第五放大器206的输出相连，第三开关电容203与第六放大器205的输出端相连，第五放大器206的高电平输入端和第六放大器205的高电平输入端相连；第五放大器206的输出端与第二低通滤波器300的电阻R3相连。
第二低通滤波器300包括电阻R3、R4、电容Cf4、C2，第七放大器301，其中，电阻R3的一端与窄带开关电容滤波器200的输出相连接，R3的另外一端与电阻R4的一端、电容Cf4的一端相连，R4的另外一端与电容C2、第七放大器301的高电平输入端相连，电容C2的另外一端接地，电容Cf4的另外一端与第七放大器301的输出端和第七放大器301的低电平输入端相连接，第七放大器301的输出端输出过滤后的信号。
其中，电容Cf2和开关电容(第一开关电容201、第二开关电容202、第三开关电容203和第四开关电容204)中所用的电容成比例，所以中频不会随工艺的变化而变化。另外，第一开关电容201合第二开关电容202，与第三开关电容203何第四开关电容204所用的时钟φ1和φ2必须是互不相交的时钟。
以上是本发明实施例一些较佳的实施方式而已，任何人在熟悉本领域技术的前提下，在不背离本发明的精神和不超出本发明涉及的技术范围的前提下，可以对本发明描述的细节作各种补充和修改。本发明的保护范围不限于实施例所列举的范围，本发明的保护范围以权利要求为准。
Claims (5)
1.一种窄带带通滤波器，其特征在于，包括第一低通滤波器，窄带开关电容滤波器，和第二低通滤波器，其中，所述第一低通滤波器的输入为需要过滤的信号；所述第一低通滤波器的输出作为所述窄带开关电容滤波器的输入，所述窄带开关电容滤波器的输出作为所述第二低通滤波器的输入，所述第二低通滤波器的输出即为过滤后的信号；
所述窄带开关电容滤波器包括第一开关电容和第二开关电容、电容Cf2、电容Cf3、第五放大器、第六放大器、第三开关电容、第四开关电容；其中，所述第一开关电容的一端、所述第二开关电容的一端与所述第一低通滤波器的输出相连，所述第一开关电容的另外一端与所述Cf2的一端、所述第五放大器的低电平输入端、所述第三开关电容的一端相连；所述第二开关电容的另外一端与所述Cf3的一端、所述第六放大器的低电平输入端、所述第四开关电容的一端相连，所述第四开关电容的另外一端与所述第五放大器的输出端相连，所述第三开关电容的另外一端与所述第六放大器的输出端相连，所述第五放大器的高电平输入端和所述第六放大器的高电平输入端相连；所述第五放大器的输出端与所述第二低通滤波器的输入相连。
2.根据权利要求1所述的窄带带通滤波器，其特征在于，所述第一低通滤波器用于滤除信号中的高频噪声；所述窄带开关电容滤波器用于滤除信号外的噪声，所述第二低通滤波器用于滤除时钟噪声。
3.根据权利要求1或2任一所述的窄带带通滤波器，其特征在于，所述第一低通滤波器包括：电阻R1、电阻R2、电容Cf1，第三放大器、电容C1，其中，所述R1的一端接收需要过滤的信号，另外一端与所述R2的一端相连接，所述R2的另外一端与所述第三放大器的高电平输入端、所述C1的一端相连，所述Cf1的一端与所述R1的另外一端、所述R2的一端相连接，所述Cf1的另外一端与所述窄带开关电容滤波器的输入相连接；所述C1的另外一端接地，所述第三放大器的输出端、低电平输入端和所述窄带开关电容滤波器的输入相连接。
4.根据权利要求1或2任一所述的窄带带通滤波器，其特征在于，所述第二低通滤波器包括电阻R3、R4、电容Cf4、C2，第七放大器，
其中，所述R3的一端与所述窄带开关电容滤波器的输出相连接，所述R3的另外一端与所述R4的一端、所述Cf4的一端相连，所述R4的另外一端与所述C2的一端、所述第七放大器的高电平输入端相连，所述C2的另外一端接地，所述Cf4的另外一端与所述第七放大器的输出端、所述第七放大器的低电平输入端相连接，所述第七放大器的输出端输出过滤后的信号。
5.根据权利要求1或2任一所述的窄带带通滤波器，其特征在于，
所述窄带开关电容滤波器有两个剪切频率f1和f2，其中f1>f2，频率大于f1或者小于f2的信号的噪声会被过滤；
所述第二低通滤波器的带宽大于第一低通滤波器的带宽。
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| 基于双二阶的CMOS集成SC滤波器的研究和设计;林莉;《万方数据学位论文》;20041125;第51-55页、图7.4-7.9 * |
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