CN112104337A - Mfb有源滤波器和nfc芯片 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种MFB有源滤波器和NFC芯片,本申请提出了一种新的MFB滤波器结构,在现有MFB滤波器结构的基础上,在第一可调电阻和第二可调电阻之间的两条信号线之间增加了一个并联的第三可调电阻,使MFB滤波器的增益可以通过调整第一可调电阻和第二可调电阻实现。并且由于第一可调电阻,第二可调电阻和第三可调电阻的调整均会影响MFB滤波器Q值变化,所以在MFB滤波器进行增益调整时,通过调整第三可调电阻,可以使MFB滤波器Q值维持不变。本申请中的MFB有源滤波器可以搭载在本申请中的NFC芯片上同时实现可变增益放大器和低通滤波器的功能。
Description
技术领域
本申请涉及滤波器和NFC芯片技术领域,尤其涉及一种MFB(Multiple Feedback,多端负反馈电路)有源滤波器和NFC(Near Field CommunicaTIon,近距离无线通讯技术)芯片。
背景技术
现有技术中的MFB有源滤波器,当通过可调电阻调整增益时,滤波器的Q值也会跟着变化,Q值的变化会导致滤波器幅频曲线的变化,Q值过大会导致尖峰的出现,过小会导致-3dB带宽的减小,这种变化使传统的MFB滤波器不能实现增益可调的同时保持滤波器的幅频曲线不变。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题,本申请提供一种MFB有源滤波器和NFC芯片。
本申请的方案如下:
根据本申请实施例的第一方面,提供一种MFB有源滤波器,包括:
滤波器元件,第一固定电阻,第二固定电阻,第三固定电阻,第四固定电阻,第一电容,第二电容,第三电容,第一可调电阻,第二可调电阻和第三可调电阻;
所述滤波器元件包括:P极输入端,P极输出端,N极输入端和N极输出端;
所述第一固定电阻第一端分别连接所述滤波器元件的P极输入端和所述第一电容;第二端分别连接所述第三固定电阻,第三电容,第一可调电阻和第三可调电阻;
所述第二固定电阻第一端分别连接所述滤波器元件的N极输入端和所述第二电容;第二端分别连接所述第四固定电阻,第三电容,第一可调电阻和第二可调电阻;
所述第三固定电阻第一端分别连接所述第三电容,第一可调电阻和第三可调电阻;第二端连接所述滤波器元件的N极输出端;
所述第四固定电阻第一端分别连接所述第三电容,第二可调电阻和第三可调电阻;第二端连接所述滤波器元件的P极输出端;
所述第一电容两端分别连接所述滤波器元件的P极输入端和N极输出端;
所述第二电容两端分别连接所述滤波器元件的N极输入端和P极输出端;
所述第三电容第一端连接所述第一可调电阻;第二端连接所述第二可调电阻;且所述第三电容与所述第三可调电阻并联;
所述第一可调电阻还连接所述第三可调电阻;
所述第二可调电阻还连接所述第三可调电阻。
优选的,在本申请一种可实现的方式中,所述第一可调电阻和所述第二可调电阻阻值相同;所述第三固定电阻和所述第四固定电阻阻值相同。
优选的,在本申请一种可实现的方式中,通过调整所述第一可调电阻和所述第二可调电阻的阻值调整所述MFB有源滤波器的增益。
优选的,在本申请一种可实现的方式中,所述MFB有源滤波器的增益表达公式为:
优选的,在本申请一种可实现的方式中,所述第一电容和所述第二电容的电容值相同,所述第一固定电阻和所述第二固定电阻阻值相同。
优选的,在本申请一种可实现的方式中,通过调整所述第一可调电阻,所述第二可调电阻和所述第三可调电阻的阻值调整所述MFB有源滤波器的Q值。
优选的,在本申请一种可实现的方式中,所述MFB有源滤波器的Q值表达公式为:
其中,Q表示所述MFB有源滤波器的Q值,表示所述第一固定电阻和所述第二固定电阻的阻值,表示所述第三固定电阻和所述第四固定电阻的阻值,表示所述第一可调电阻和所述第二可调电阻的阻值,表示所述第三可调电阻的阻值,表示所述第一电容和所述第二电容的电容值,表示所述第三电容的电容值。
根据本申请实施例的第二方面,提供一种NFC芯片,包括:
天线,射频放大器,解调电路,调制电路,以及如以上任一项所述的MFB有源滤波器;
所述天线连接所述射频放大器;
所述射频放大器还连接所述MFB有源滤波器;
所述MFB有源滤波器还连接所述解调电路;
所述解调电路还连接所述调制电路;
所述调制电路还连接所述天线。
优选的,在本申请一种可实现的方式中,NFC芯片还包括:数字处理电路;
所述解调电路通过所述数字处理电路连接所述调制电路。
优选的,在本申请一种可实现的方式中,NFC芯片还包括:功放电路;
所述调制电路通过所述功放电路连接所述天线。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果:本申请提出了一种新的MFB滤波器结构,在现有MFB滤波器结构的基础上,在第一可调电阻和第二可调电阻之间的两条信号线之间增加了一个并联的第三可调电阻,使MFB滤波器的增益可以通过调整第一可调电阻和第二可调电阻实现。并且由于第一可调电阻,第二可调电阻和第三可调电阻的调整均会影响MFB滤波器Q值变化,所以在MFB滤波器进行增益调整时,通过调整第三可调电阻,可以使MFB滤波器Q值维持不变。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是本申请一个实施例提供的一种MFB有源滤波器的电路结构示意图;
图2是本申请一个实施例提供的一种NFC芯片的电路结构示意图。
附图标记:滤波器元件-1;第一固定电阻-21;第二固定电阻-22;第三固定电阻-23;第四固定电阻-24;第一电容-31;第二电容-32;第三电容-33;第一可调电阻-41;第二可调电阻-42;第三可调电阻-43;天线-51;射频放大器-52;解调电路-53;调制电路-54;MFB有源滤波器-55;数字处理电路-56;功放电路-57;P极输入端-61;P极输出端-62;N极输入端-63;N极输出端-64。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
一种MFB有源滤波器55,参照图1,包括:
滤波器元件1,第一固定电阻21,第二固定电阻22,第三固定电阻23,第四固定电阻24,第一电容31,第二电容32,第三电容33,第一可调电阻41,第二可调电阻42和第三可调电阻43;
滤波器元件1包括:P极输入端61,P极输出端62,N极输入端63和N极输出端64;
第一固定电阻21第一端分别连接滤波器元件1的P极输入端61和第一电容31;第二端分别连接第三固定电阻23,第三电容33,第一可调电阻41和第三可调电阻43;
第二固定电阻22第一端分别连接滤波器元件1的N极输入端63和第二电容32;第二端分别连接第四固定电阻24,第三电容33,第一可调电阻41和第二可调电阻42;
第三固定电阻23第一端分别连接第三电容33,第一可调电阻41和第三可调电阻43;第二端连接滤波器元件1的N极输出端64;
第四固定电阻24第一端分别连接第三电容33,第二可调电阻42和第三可调电阻43;第二端连接滤波器元件1的P极输出端62;
第一电容31两端分别连接滤波器元件1的P极输入端61和N极输出端64;
第二电容32两端分别连接滤波器元件1的N极输入端63和P极输出端62;
第三电容33第一端连接第一可调电阻41;第二端连接第二可调电阻42;且第三电容33与第三可调电阻43并联;
第一可调电阻41还连接第三可调电阻43;
第二可调电阻42还连接第三可调电阻43。
本实施例中的MFB有源滤波器55基于传统的MFB有源滤波器55进行改进,在第一可调电阻41和第二可调电阻42之间的两条信号线之间增加了一个并联的第三可调电阻43,使MFB滤波器的增益可以通过调整第一可调电阻41和第二可调电阻42实现。并且由于第一可调电阻41,第二可调电阻42和第三可调电阻43的调整均会影响MFB滤波器Q值变化,所以在MFB滤波器进行增益调整时,通过调整第三可调电阻43,可以使MFB滤波器Q值维持不变。
具体推导过程如下:
一般的,
第一可调电阻41和第二可调电阻42阻值相同;
第一固定电阻21和第二固定电阻22阻值相同;
第三固定电阻23和第四固定电阻24阻值相同;
第一电容31和第二电容32的电容值相同。
MFB有源滤波器55的增益表达公式为:
基于上式可以得知,通过调整第一可调电阻41和第二可调电阻42的阻值调整MFB有源滤波器55的增益。
MFB有源滤波器55的Q值表达公式为:
其中,Q表示所述MFB有源滤波器的Q值,表示所述第一固定电阻和所述第二固定电阻的阻值,表示所述第三固定电阻和所述第四固定电阻的阻值,表示所述第一可调电阻和所述第二可调电阻的阻值,表示所述第三可调电阻的阻值,表示所述第一电容和所述第二电容的电容值,表示所述第三电容的电容值。
基于上式可以得知,通过调整第一可调电阻41,第二可调电阻42和第三可调电阻43的阻值调整MFB有源滤波器55的Q值。
一种NFC芯片,包括:
天线51,射频放大器52,解调电路53,调制电路54,数字处理电路56,功放电路57,以及如以上任一实施例中的MFB有源滤波器55;
其中,天线51连接射频放大器52,射频放大器52还连接MFB有源滤波器55,MFB有源滤波器55还连接解调电路53,解调电路53通过数字处理电路56连接调制电路54,调制电路54通过功放电路57连接天线51。
NFC芯片主要包括接收和发射两部分。接收部分主要包括射频放大器52,可变增益放大器、低通滤波器、解调电路53和自动增益控制等;发射部分主要包括调制电路54和功放电路57。接收信号时,天线51线圈接收读卡器等发出的信号,经过射频放大器52和可变增益放大器放大,然后经过低通滤波器滤波后进入解调电路53解调,解调后的数据进入数字处理电路56部分进行处理。发射信号时,数据经过调制电路54调制到载波上,然后经过功率放大器放大后到天线51线圈,最终将调制信号发射给接收设备。NFC芯片由于应用环境通常要求低功耗和小面积,因此其电路设计通常以这两个因素为主导,传统的NFC接收机架构模块较多,必然消耗更多的功耗和面积。
本实施例中的MFB有源滤波器55可用一个运放实现两阶滤波器,相比其他的有源滤波器结构(如双二阶结构)实现两阶滤波器需要两个运放,减小了一个运放,符合NFC芯片设计低功耗和小面积的要求。
并且,本实施例中的MFB有源滤波器55同时实现了可变增益放大器和低通滤波器的功能,使NFC芯片的面积和功耗进一步降低。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是,在本申请的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解,本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种MFB有源滤波器,其特征在于,包括:
滤波器元件,第一固定电阻,第二固定电阻,第三固定电阻,第四固定电阻,第一电容,第二电容,第三电容,第一可调电阻,第二可调电阻和第三可调电阻;
所述滤波器元件包括:P极输入端,P极输出端,N极输入端和N极输出端;
所述第一固定电阻第一端分别连接所述滤波器元件的P极输入端和所述第一电容;第二端分别连接所述第三固定电阻,第三电容,第一可调电阻和第三可调电阻;
所述第二固定电阻第一端分别连接所述滤波器元件的N极输入端和所述第二电容;第二端分别连接所述第四固定电阻,第三电容,第一可调电阻和第二可调电阻;
所述第三固定电阻第一端分别连接所述第三电容,第一可调电阻和第三可调电阻;第二端连接所述滤波器元件的N极输出端;
所述第四固定电阻第一端分别连接所述第三电容,第二可调电阻和第三可调电阻;第二端连接所述滤波器元件的P极输出端;
所述第一电容两端分别连接所述滤波器元件的P极输入端和N极输出端;
所述第二电容两端分别连接所述滤波器元件的N极输入端和P极输出端;
所述第三电容第一端连接所述第一可调电阻;第二端连接所述第二可调电阻;且所述第三电容与所述第三可调电阻并联;
所述第一可调电阻还连接所述第三可调电阻;
所述第二可调电阻还连接所述第三可调电阻。
2.根据权利要求1所述的MFB有源滤波器,其特征在于,所述第一可调电阻和所述第二可调电阻阻值相同;所述第三固定电阻和所述第四固定电阻阻值相同。
3.根据权利要求2所述的MFB有源滤波器,其特征在于,通过调整所述第一可调电阻和所述第二可调电阻的阻值调整所述MFB有源滤波器的增益。
5.根据权利要求2所述的MFB有源滤波器,其特征在于,所述第一电容和所述第二电容的电容值相同,所述第一固定电阻和所述第二固定电阻阻值相同。
6.根据权利要求5所述的MFB有源滤波器,其特征在于,通过调整所述第一可调电阻,所述第二可调电阻和所述第三可调电阻的阻值调整所述MFB有源滤波器的Q值。
8.一种NFC芯片,其特征在于,包括:
天线,射频放大器,解调电路,调制电路,以及如权利要求1-7任一项所述的MFB有源滤波器;
所述天线连接所述射频放大器;
所述射频放大器还连接所述MFB有源滤波器;
所述MFB有源滤波器还连接所述解调电路;
所述解调电路还连接所述调制电路;
所述调制电路还连接所述天线。
9.根据权利要求8所述的NFC芯片,其特征在于,还包括:数字处理电路;
所述解调电路通过所述数字处理电路连接所述调制电路。
10.根据权利要求9所述的NFC芯片,其特征在于,还包括:功放电路;
所述调制电路通过所述功放电路连接所述天线。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20201218 |