CN115189671A - 一种新型低功耗的高镜像抑制有源cmos复数滤波器电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路，包括：陷波滤波电路、双二阶低通滤波电路、线性频移电路、I通路差分输入电压端、I通路差分输出端、Q通路差分输入电压端和Q通路差分输出端，通过在复数带通滤波器的基础上引入复数陷波滤波技术，实现了在镜像信号频点陷波、在有用信号频点带通的效果，相较于现有的复数带通滤波器，本发明在不增加电路面积和功耗的情况下，既具有在有用信号频点处选频的能力、又可以在单级电路结构下具有较好的镜像抑制效果，避免了多级级联的形式，进而大大减少电路的总功耗和面积损耗，同时也避免了正交失配的问题。此外，本发明所提出的复数滤波器还可用于其他低中频接收机中，适用范围广。

Description

一种新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路

技术领域

本发明属于射频接收机技术领域，具体涉及一种新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路。

背景技术

目前，射频接收机芯片采用的架构主要有三种：超外差结构、零中频结构和低中频结构。其中，超外差结构并不能完全集成到芯片上，通常需要片外滤波器且功耗较大，一般不能用于小型化、低功耗的应用；零中频结构可以用于小型化的应用，但存在直流失调及线性度低等问题，不适用于线性度要求较高的系统；低中频结构同样可以用于小型化的应用，而且在功耗、线性度等方面都具有良好的系统性能，相比于前两种架构更适合应用于射频接收机芯片。

镜像抑制滤波器在低中频结构射频接收机中起到了抑制镜像信号、提高信噪比的作用。镜像抑制滤波器一般分为无源镜像抑制滤波器和有源镜像抑制滤波器，且应用较多的是有源镜像抑制滤波器，其具有低功耗、小面积、高镜像抑制等优点。相关技术中，大多数电路方案中采用的是有源镜像抑制滤波器，如复数陷波滤波器或复数带通滤波器。然而，复数陷波滤波器不能在有用信号频点提供带通滤波效果，因此还需级联带通滤波器，复数带通滤波器虽然能在有用信号频点提供带通滤波效果，但要实现较好的镜像抑制效果还需要采用级联结构，这会存在功耗大、面积损耗大、正交失配导致镜像抑制变差等问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供一种新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路，包括：陷波滤波电路、双二阶低通滤波电路、线性频移电路、I通路差分输入电压端、I通路差分输出端、Q通路差分输入电压端和Q通路差分输出端，所述双二阶低通滤波电路包括：I通路双二阶低通滤波电路和Q通路双二阶低通滤波电路；其中，

所述陷波滤波电路的差分输入电压端分别与所述I通路差分输入电压端和所述Q通路差分输入电压端连接，所述陷波滤波电路的I通路差分电流输出端与所述I通路双二阶低通滤波电路的差分输入电流端同相连接，所述陷波滤波电路的Q通路差分电流输出端与所述Q通路双二阶低通滤波电路的差分输入电流端反相连接；

所述I通路双二阶低通滤波电路和Q通路双二阶低通滤波电路均包括第一节点及第二节点，所述第一节点和所述第二节点均与所述线性频移电路连接；所述双二阶低通滤波电路的差分输出端为所述I通路差分输出端和所述Q通路差分输出端。

在本发明的一个实施例中，所述I通路差分输入电压端包括输入电压端V_{II_P}和输入电压端V_{II_N}，所述Q通路差分输入电压端包括输入电压端V_{IQ_P}和输入电压端V_{IQ_N}；

所述输入电压端V_{II_P}的相位与所述输入电压端V_{II_N}的相位相差180°，所述输入电压端V_{IQ_P}的相位与所述输入电压端V_{IQ_N}的相位相差180°，所述输入电压端V_{II_P}的相位与所述输入电压端V_{IQ_P}的相位相差90°，所述输入电压端V_{II_N}的相位与所述输入电压端V_{IQ_N}的相位相差90°。

在本发明的一个实施例中，所述陷波滤波电路还包括：高通低通跨导级、I通路差分电流输出端和Q通路差分电流输出端，所述高通低通跨导级包括I通路高通低通跨导级和Q通路高通低通跨导级；其中，

所述高通低通跨导级的差分输入电压端包括差分电压正输入端+V和差分电压负输入端-V，所述I通路高通低通跨导级的差分输入电压端与所述I通路差分输入电压端连接，所述Q通路高通低通跨导级的差分输入电压端与所述Q通路差分输入电压端连接；

所述高通低通跨导级的差分电流输出端包括高通差分电流正输出端+I_H、高通差分电流负输出端-I_H、低通差分电流正输出端+I_L和低通差分电流负输出端-I_L，所述I通路高通低通跨导级的低通差分电流正输出端+I_L与所述Q通路高通低通跨导级的高通差分电流负输出端-I_H通过第一预设节点连接，所述第一预设节点作为所述I通路差分电流输出端的正端；所述I通路高通低通跨导级的低通差分电流负输出端-I_L与所述Q通路高通低通跨导级的高通差分电流正输出端+I_H通过第二预设节点连接，所述第二预设节点作为所述I通路差分电流输出端的负端；所述I通路高通低通跨导级的高通差分电流正输出端+I_H与所述Q通路高通低通跨导级的低通差分电流正输出端+I_L通过第三预设节点连接，所述第三预设节点作为所述Q通路差分电流输出端的正端；所述I通路高通低通跨导级的高通差分电流负输出端-I_H与所述Q通路高通低通跨导级的低通差分电流负输出端-I_L通过第四预设节点连接，所述第四预设节点作为所述Q通路差分电流输出端的负端。

在本发明的一个实施例中，所述I通路双二阶低通滤波电路包括：跨导器OTA₁、OTA₂、OTA₃、负载电容C_L1、C_L2、C_L3、C_L4、I通路差分输入电流端及I通路差分输出电压端；

所述I通路差分输入电流端分别与OTA₁的输入端和OTA₃的输入端同相连接，OTA₁的输出端与OTA₂的输入端反相连接，OTA₂的输出端与OTA₁的输入端同相连接，OTA₃的输出端与OTA₃的输入端反相连接，所述I通路双二阶低通滤波电路的第二节点为所述I通路差分输出电压端；C_L1、C_L2的上极板与所述I通路双二阶低通滤波电路的第一节点连接、下极板接地；C_L3、C_L4的上极板与所述I通路双二阶低通滤波电路的第二节点连接、下极板接地。

在本发明的一个实施例中，所述Q通路双二阶低通滤波电路包括：跨导器OTA₆、OTA₇、OTA₈、负载电容C_L5、C_L6、C_L7、C_L8、Q通路差分输入电流端及Q通路差分输出电压端；

所述Q通路差分输入电流端分别与OTA₆的输入端和OTA₈的输入端同相连接，OTA₆的输出端与OTA₇的输入端反相连接，OTA₇的输出端与OTA₆的输入端同相连接，OTA₈的输出端与OTA₈的输入端反相连接，所述Q通路双二阶低通滤波电路的第二节点为所述Q通路差分输出电压端；C_L5、C_L6的上极板与所述Q通路双二阶低通滤波电路的第一节点连接、下极板接地；C_L7、C_L8的上极板与所述Q通路双二阶低通滤波电路的第二节点连接、下极板接地。

在本发明的一个实施例中，所述Q通路差分输入电流端的相位与所述I通路差分输入电流端的相位相差90°。

在本发明的一个实施例中，所述线性频移电路包括跨导器OTA₄、OTA₅、OTA₉、OTA₁₀；

其中，OTA₄的差分输入端分别与所述I通路双二阶低通滤波电路的第一节点同相连接、与OTA₉的差分输出端反相连接，OTA₄的差分输出端分别与所述Q通路双二阶低通滤波电路的第一节点和OTA₉的差分输入端同相连接；OTA₅的差分输入端分别与所述I通路双二阶低通滤波电路的第二节点同相连接、与OTA₁₀的差分输出端反相连接；OTA₅的差分输出端分别与所述Q通路双二阶低通滤波电路的第二节点和OTA₁₀的差分输入端同相连接。

在本发明的一个实施例中，所述I通路高通低通跨导级包括晶体管：M₁、M₂、M₃、M₄、M₅、M₆、M₇、M₈、M₉、M₁₀、M₁₁、M₁₂、M₁₃、M₁₄、M₁₅和M₁₆、负载电容：C_H1、C_H2、I通路差分输入电压端、I通路差分电流输出端、偏置电压输入端V_B、V_b和电源电压V_DD；其中，

M₁、M₃、M₆的栅极连接所述I通路差分输入电压端的正端，M₂、M₄、M₅的栅极连接所述I通路差分输入电压端的负端；M₇、M₈、M₉、M₁₀、M₁₁和M₁₂的栅极连接所述偏置电压输入端V_B，M₁₃、M₁₄、M₁₅和M₁₆的栅极连接所述偏置电压输入端V_b；M₁的源极分别与M₇的漏极和C_H1的上极板连接，M₂的源极分别与M₈的漏极和C_H1的下极板连接，M₃的源极分别与M₉的漏极和C_H2的上极板连接，M₄的源极分别与M₁₀的漏极和C_H2的下极板连接，M₅的源极分别与M₆的源极和M₁₁、M₁₂的漏极连接；M₇、M₈、M₉、M₁₀、M₁₁和M₁₂的源极接地，M₁₃、M₁₄、M₁₅和M₁₆的源极与所述电源电压V_DD连接；M₃的漏极与M₅的漏极连接，M₄的漏极与M₆的漏极连接；M₁₃的漏极连接所述陷波滤波电路的I通路差分电流输出端的正端，M₁₄的漏极连接所述陷波滤波电路的I通路差分电流输出端的负端，M₁₅的漏极连接所述陷波滤波电路的Q通路差分电流输出端的正端，M₁₆的漏极连接所述陷波滤波电路的Q通路差分电流输出端的负端。

在本发明的一个实施例中，跨导器OTA₁、OTA₂、OTA₃、OTA₄、OTA₅、OTA₆、OTA₇、OTA₈、OTA₉、OTA₁₀的结构相同。

在本发明的一个实施例中，OTA₁包括晶体管：M₁₇、M₁₈、M₁₉、M₂₀和M₂₁、第一差分输入电压端、第一差分电流输出端、偏置电压输入端V′_B、V′_b和电源电压V_DD；其中，

M₁₇的栅极连接所述第一差分输入电压端的正端，M₁₈的栅极连接所述第一差分输入电压端的负端；M₁₉、M₂₀的栅极与所述偏置电压输入端V′_b连接，M₂₁的栅极与所述偏置电压输入端V′_B连接，M₁₇的源极分别与M₁₈的源极和M₂₁的漏极连接；M₁₉、M₂₀的源极与所述电源电压V_DD连接，M₂₁的源极接地，M₁₇的漏极通过第五预设节点连接至M₁₉的漏极，所述第五预设节点作为第一差分电流输出端的负端-I_O；M₁₈的漏极通过第六预设节点连接至M₂₀的漏极，所述第六预设节点作为第一差分电流输出端的正端+I_O。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路，包括：陷波滤波电路、双二阶低通滤波电路、线性频移电路、I通路差分输入电压端、I通路差分输出端、Q通路差分输入电压端和Q通路差分输出端，通过在现有复数带通滤波器的基础上引入复数陷波滤波技术，实现了在镜像信号频点陷波、在有用信号频点带通的效果，相较于现有技术中的复数带通滤波器，本发明在不增加电路面积和功耗的情况下，既具有在有用信号频点处选频的能力、又可以在单级电路结构下具有较好的镜像抑制效果，避免了多级级联的形式，进而大大减少电路的总功耗和面积损耗，同时也避免了正交失配的问题。

此外，本发明所提出的复数滤波器还可用于其他低中频接收机中，适用范围广。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是现有技术中有源CMOS复数带通滤波器电路的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路的一种结构示意图；

图3是本发明实施例提供的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路中高通低通跨导级的一种电路图；

图4是本发明实施例提供的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路中跨导器OTA₁的一种电路图；

图5是本发明实施例提供的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路的理论分析结果示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

图1是现有技术中有源CMOS复数带通滤波器电路的结构示意图。请参见图1，复数带通滤波器先通过跨导器将输入电压信号转换为电流信号，再利用带通滤波电路实现镜像滤波的功能。但是，现有技术中复数滤波器的镜像抑制较低，因此通常需要多级级联来提高镜像抑制，这一过程会导致复数滤波器的功耗和面积增加；此外，还会存在正交失配的问题，进而削弱镜像抑制的效果。

有鉴于此，本发明提供一种新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路。

图2是本发明实施例提供的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路的一种结构示意图。如图2所示，本发明实施例提供一种新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路，包括：陷波滤波电路、双二阶低通滤波电路、线性频移电路、I通路差分输入电压端、I通路差分输出端、Q通路差分输入电压端和Q通路差分输出端，双二阶低通滤波电路包括：I通路双二阶低通滤波电路和Q通路双二阶低通滤波电路；其中，

陷波滤波电路的差分输入电压端分别与I通路差分输入电压端和Q通路差分输入电压端连接，陷波滤波电路的I通路差分电流输出端与I通路双二阶低通滤波电路的差分输入电流端同相连接，陷波滤波电路的Q通路差分电流输出端与Q通路双二阶低通滤波电路的差分输入电流端反相连接；

I通路双二阶低通滤波电路和Q通路双二阶低通滤波电路均包括第一节点及第二节点，第一节点N1和第二节点N2均与线性频移电路连接；双二阶低通滤波电路的差分输出端为I通路差分输出端和Q通路差分输出端。

可选地，I通路差分输入电压端包括输入电压端V_{II_P}和输入电压端V_{II_N}，Q通路差分输入电压端包括输入电压端V_{IQ_P}和输入电压端V_{IQ_N}；

输入电压端V_{II_P}的相位与输入电压端V_{II_N}的相位相差180°，输入电压端V_{IQ_P}的相位与输入电压端V_{IQ_N}的相位相差180°，输入电压端V_{II_P}的相位与输入电压端V_{IQ_P}的相位相差90°，输入电压端V_{II_N}的相位与输入电压端V_{IQ_N}的相位相差90°。

可选地，I通路双二阶低通滤波电路包括：跨导器OTA₁、OTA₂、OTA₃、负载电容C_L1、C_L2、C_L3、C_L4、I通路差分输入电流端及I通路差分输出电压端；

I通路差分输入电流端分别与OTA₁的输入端和OTA₃的输入端同相连接，OTA₁的输出端与OTA₂的输入端反相连接，OTA₂的输出端与OTA₁的输入端同相连接，OTA₃的输出端与OTA₃的输入端反相连接，I通路双二阶低通滤波电路的第二节点N2为I通路差分输出电压端；C_L1、C_L2的上极板与I通路双二阶低通滤波电路的第一节点N1连接、下极板接地；C_L3、C_L4的上极板与I通路双二阶低通滤波电路的第二节点N2连接、下极板接地。

需要说明的是，本实施例中跨导器OTA₁的输入端记为I通路双二阶低通滤波电路的第一节点、跨导器OTA₁的输出端记为I通路双二阶低通滤波电路的第二节点。

可选地，Q通路双二阶低通滤波电路包括：跨导器OTA₆、OTA₇、OTA₈、负载电容C_L5、C_L6、C_L7、C_L8、Q通路差分输入电流端及Q通路差分输出电压端；

Q通路差分输入电流端分别与OTA₆的输入端和OTA₈的输入端同相连接，OTA₆的输出端与OTA₇的输入端反相连接，OTA₇的输出端与OTA₆的输入端同相连接，OTA₈的输出端与OTA₈的输入端反相连接，Q通路双二阶低通滤波电路的第二节点N2为Q通路差分输出电压端；C_L5、C_L6的上极板与Q通路双二阶低通滤波电路的第一节点N1连接、下极板接地；C_L7、C_L8的上极板与Q通路双二阶低通滤波电路的第二节点N2连接、下极板接地。

需要说明的是，本实施例中Q通路差分输入电流端的相位与I通路差分输入电流端的相位相差90°，跨导器OTA₆的输入端记为Q通路双二阶低通滤波电路的第一节点，跨导器OTA₆的输出端记为Q通路双二阶低通滤波电路的第二节点。

图3是本发明实施例提供的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路中高通低通跨导级的一种电路图。请结合图2-3，陷波滤波电路还包括：高通低通跨导级g_mHL、I通路差分电流输出端和Q通路差分电流输出端，高通低通跨导级g_mHL包括I通路高通低通跨导级和Q通路高通低通跨导级；其中，

高通低通跨导级的差分输入电压端包括差分电压正输入端+V_I和差分电压负输入端-V_I，I通路高通低通跨导级的差分输入电压端与I通路差分输入电压端连接，Q通路高通低通跨导级的差分输入电压端与Q通路差分输入电压端连接；

高通低通跨导级的差分电流输出端包括高通差分电流正输出端+I_H、高通差分电流负输出端-I_H、低通差分电流正输出端+I_L和低通差分电流负输出端-I_L，I通路高通低通跨导级的低通差分电流正输出端+I_L与Q通路高通低通跨导级的高通差分电流负输出端-I_H通过第一预设节点连接，第一预设节点作为I通路差分电流输出端的正端；I通路高通低通跨导级的低通差分电流负输出端-I_L与Q通路高通低通跨导级的高通差分电流正输出端+I_H通过第二预设节点连接，第二预设节点作为I通路差分电流输出端的负端；I通路高通低通跨导级的高通差分电流正输出端+I_H与Q通路高通低通跨导级的低通差分电流正输出端+I_L通过第三预设节点连接，第三预设节点作为Q通路差分电流输出端的正端；I通路高通低通跨导级的高通差分电流负输出端-I_H与Q通路高通低通跨导级的低通差分电流负输出端-I_L通过第四预设节点连接，第四预设节点作为Q通路差分电流输出端的负端。

如图3所示，I通路高通低通跨导级包括晶体管：M₁、M₂、M₃、M₄、M₅、M₆、M₇、M₈、M₉、M₁₀、M₁₁、M₁₂、M₁₃、M₁₄、M₁₅和M₁₆、负载电容：C_H1、C_H2、I通路差分输入电压端、I通路差分电流输出端、偏置电压输入端V_B、V_b和电源电压V_DD；其中，

M₁、M₃、M₆的栅极连接I通路差分输入电压端的正端，M₂、M₄、M₅的栅极连接I通路差分输入电压端的负端；M₇、M₈、M₉、M₁₀、M₁₁和M₁₂的栅极连接偏置电压输入端V_B，M₁₃、M₁₄、M₁₅和M₁₆的栅极连接偏置电压输入端V_b；M₁的源极分别与M₇的漏极和C_H1的上极板连接，M₂的源极分别与M₈的漏极和C_H1的下极板连接，M₃的源极分别与M₉的漏极和C_H2的上极板连接，M₄的源极分别与M₁₀的漏极和C_H2的下极板连接，M₅的源极分别与M₆的源极和M₁₁、M₁₂的漏极连接；M₇、M₈、M₉、M₁₀、M₁₁和M₁₂的源极接地，M₁₃、M₁₄、M₁₅和M₁₆的源极与电源电压V_DD连接；M₃的漏极与M₅的漏极连接，M₄的漏极与M₆的漏极连接；M₁₃的漏极连接陷波滤波电路的I通路差分电流输出端的正端，M₁₄的漏极连接陷波滤波电路的I通路差分电流输出端的负端，M₁₅的漏极连接陷波滤波电路的Q通路差分电流输出端的正端，M₁₆的漏极连接陷波滤波电路的Q通路差分电流输出端的负端。

应当理解，M₁、M₂的漏极输出高通差分电流-I_H和+I_H，M₅的漏极输出低通差分电流+I_L，M₆的漏极输出低通差分电流-I_L。

另外，在本发明提供的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路中，Q通路高通低通跨导级结构相同，故此处不再赘述。

请继续参见图2，线性频移电路包括跨导器OTA₄、OTA₅、OTA₉、OTA₁₀；

其中，OTA₄的差分输入端分别与I通路双二阶低通滤波电路的第一节点N1同相连接、与OTA₉的差分输出端反相连接，OTA₄的差分输出端分别与Q通路双二阶低通滤波电路的第一节点N1和OTA₉的差分输入端同相连接；OTA₅的差分输入端分别与I通路双二阶低通滤波电路的第二节点N2同相连接、与OTA₁₀的差分输出端反相连接；OTA₅的差分输出端分别与Q通路双二阶低通滤波电路的第二节点N2和OTA₁₀的差分输入端同相连接。

图4是本发明实施例提供的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路中跨导器OTA₁的一种电路图。如图4所示，OTA₁包括晶体管：M₁₇、M₁₈、M₁₉、M₂₀和M₂₁、第一差分输入电压端、第一差分电流输出端、偏置电压输入端V′_B、V′_b和电源电压V_DD；其中，

M₁₇的栅极连接所述第一差分输入电压端的正端，M₁₈的栅极连接所述第一差分输入电压端的负端；M₁₉、M₂₀的栅极与所述偏置电压输入端V′_b连接，M₂₁的栅极与所述偏置电压输入端V′_B连接，M₁₇的源极分别与M₁₈的源极和M₂₁的漏极连接；M₁₉、M₂₀的源极与所述电源电压VD_D连接，M₂₁的源极接地，M₁₇的漏极通过第五预设节点连接至M₁₉的漏极，所述第五预设节点作为第一差分电流输出端的负端-I_O；M₁₈的漏极通过第六预设节点连接至M₂₀的漏极，所述第六预设节点作为第一差分电流输出端的正端+I_O。

需要说明的是，本实施例中跨导器OTA₂、OTA₃、OTA₄、OTA₅、OTA₆、OTA₇、OTA₈、OTA₉和OTA₁₀均与跨导器OTA₁的结构相同，故此处不再赘述。

进一步地，实现本发明的复数滤波器的传递函数可以表示为：

其中，

具体而言，将传递函数看作两项相乘，前一项表示复数陷波滤波器的传递函数，后一项表示复数带通滤波器的传递函数。在前一项式中，A_L、A_H和ω_L、ω_H分别为一阶低通滤波器和一阶高通滤波器的增益和极点频率，在低中频接收机中，镜像信号和有用信号通过正交本振下变频为频率相同但序列相反的两个信号，即正频信号和负频信号。镜像信号和有用信号以差分和正交相位显示。由传递函数可知，有用的负频信号(s＝-jω_p)落在陷波滤波器的通频带内，而正频(s＝jω_p)的镜像信号被抑制。如果低通和高通滤波器的增益和极点频率完全匹配，则有用信号和镜像信号在ω_p处的增益分别为

和0，即陷波滤波电路完全排斥镜像信号。后一项式中，是一个典型的二阶低通滤波器在复频域上先向右频移ωI_F，再对输入取反得到的。二阶低通滤波器在复频域上向右频移ω_IF得到带通滤波器，中心频率为ω_IF，这样正频的有用信号(s＝jω_p)落在带通滤波器的通频带内，而负频(s＝-jω_p)的镜像信号被抑制。由以上分析可知，陷波滤波电路和带通滤波电路的通频带不同，分别在负频和正频，所以将带通滤波电路的输入进行取反，从而实现有用信号落在两个滤波电路的通频带内，而镜像信号始终被抑制。如果ω_L、ω_H和ω_IF完全匹配，即完全相同，则镜像抑制效果达到最好，即复数滤波器完全排斥镜像信号。

图5是本发明实施例提供的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路的理论分析结果示意图。请参见图5，本发明提供的滤波器电路的镜像抑制效果相较于传统复数带通滤波器有明显的提升。

通过上述各实施例可知，本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路，包括：陷波滤波电路、双二阶低通滤波电路、线性频移电路、I通路差分输入电压端、I通路差分输出端、Q通路差分输入电压端和Q通路差分输出端，通过在现有复数带通滤波器的基础上引入复数陷波滤波技术，实现了在镜像信号频点陷波、在有用信号频点带通的效果，相较于现有技术中的复数带通滤波器，本发明在不增加电路面积和功耗的情况下，既具有在有用信号频点处选频的能力、又可以在单级电路结构下具有较好的镜像抑制效果，避免了多级级联的形式，进而大大减少电路的总功耗和面积损耗，同时也避免了正交失配的问题。

此外，本发明所提出的复数滤波器还可用于其他低中频接收机中，适用范围广。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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发明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必须针对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。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路，其特征在于，包括：陷波滤波电路、双二阶低通滤波电路、线性频移电路、I通路差分输入电压端、I通路差分输出端、Q通路差分输入电压端和Q通路差分输出端，所述双二阶低通滤波电路包括：I通路双二阶低通滤波电路和Q通路双二阶低通滤波电路；其中，

所述陷波滤波电路的差分输入电压端分别与所述I通路差分输入电压端和所述Q通路差分输入电压端连接，所述陷波滤波电路的I通路差分电流输出端与所述I通路双二阶低通滤波电路的差分输入电流端同相连接，所述陷波滤波电路的Q通路差分电流输出端与所述Q通路双二阶低通滤波电路的差分输入电流端反相连接；

所述I通路双二阶低通滤波电路和Q通路双二阶低通滤波电路均包括第一节点及第二节点，所述第一节点和所述第二节点均与所述线性频移电路连接；所述双二阶低通滤波电路的差分输出端为所述I通路差分输出端和所述Q通路差分输出端。

2.根据权利要求1所述的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路，其特征在于，所述I通路差分输入电压端包括输入电压端V_{II_P}和输入电压端V_{II_N}，所述Q通路差分输入电压端包括输入电压端V_{IQ_P}和输入电压端V_{IQ_N}；

所述输入电压端V_{II_P}的相位与所述输入电压端V_{II_N}的相位相差180°，所述输入电压端V_{IQ_P}的相位与所述输入电压端V_{IQ_N}的相位相差180°，所述输入电压端V_{II_P}的相位与所述输入电压端V_{IQ_P}的相位相差90°，所述输入电压端V_{II_N}的相位与所述输入电压端V_{IQ_N}的相位相差90°。

3.根据权利要求1所述的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路，其特征在于，所述陷波滤波电路还包括：高通低通跨导级、I通路差分电流输出端和Q通路差分电流输出端，所述高通低通跨导级包括I通路高通低通跨导级和Q通路高通低通跨导级；其中，

所述高通低通跨导级的差分输入电压端包括差分电压正输入端+V_I和差分电压负输入端-V_I，所述I通路高通低通跨导级的差分输入电压端与所述I通路差分输入电压端连接，所述Q通路高通低通跨导级的差分输入电压端与所述Q通路差分输入电压端连接；

所述高通低通跨导级的差分电流输出端包括高通差分电流正输出端+I_H、高通差分电流负输出端-I_H、低通差分电流正输出端+I_L和低通差分电流负输出端-I_L，所述I通路高通低通跨导级的低通差分电流正输出端+I_L与所述Q通路高通低通跨导级的高通差分电流负输出端-I_H通过第一预设节点连接，所述第一预设节点作为所述I通路差分电流输出端的正端；所述I通路高通低通跨导级的低通差分电流负输出端-I_L与所述Q通路高通低通跨导级的高通差分电流正输出端+I_H通过第二预设节点连接，所述第二预设节点作为所述I通路差分电流输出端的负端；所述I通路高通低通跨导级的高通差分电流正输出端+I_H与所述Q通路高通低通跨导级的低通差分电流正输出端+I_L通过第三预设节点连接，所述第三预设节点作为所述Q通路差分电流输出端的正端；所述I通路高通低通跨导级的高通差分电流负输出端-I_H与所述Q通路高通低通跨导级的低通差分电流负输出端-I_L通过第四预设节点连接，所述第四预设节点作为所述Q通路差分电流输出端的负端。

4.根据权利要求3所述的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路，其特征在于，所述I通路双二阶低通滤波电路包括：跨导器OTA₁、OTA₂、OTA₃、负载电容C_L1、C_L2、C_L3、C_L4、I通路差分输入电流端及I通路差分输出电压端；

所述I通路差分输入电流端分别与OTA₁的输入端和OTA₃的输入端同相连接，OTA₁的输出端与OTA₂的输入端反相连接，OTA₂的输出端与OTA₁的输入端同相连接，OTA₃的输出端与OTA₃的输入端反相连接，所述I通路双二阶低通滤波电路的第二节点为所述I通路差分输出电压端；C_L1、C_L2的上极板与所述I通路双二阶低通滤波电路的第一节点连接、下极板接地；C_L3、C_L4的上极板与所述I通路双二阶低通滤波电路的第二节点连接、下极板接地。

5.根据权利要求4所述的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路，其特征在于，所述Q通路双二阶低通滤波电路包括：跨导器OTA₆、OTA₇、OTA₈、负载电容C_L5、C_L6、C_L7、C_L8、Q通路差分输入电流端及Q通路差分输出电压端；

所述Q通路差分输入电流端分别与OTA₆的输入端和OTA₈的输入端同相连接，OTA₆的输出端与OTA₇的输入端反相连接，OTA₇的输出端与OTA₆的输入端同相连接，OTA₈的输出端与OTA₈的输入端反相连接，所述Q通路双二阶低通滤波电路的第二节点为所述Q通路差分输出电压端；C_L5、C_L6的上极板与所述Q通路双二阶低通滤波电路的第一节点连接、下极板接地；C_L7、C_L8的上极板与所述Q通路双二阶低通滤波电路的第二节点连接、下极板接地。

6.根据权利要求5所述的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路，其特征在于，所述Q通路差分输入电流端的相位与所述I通路差分输入电流端的相位相差90°。

7.根据权利要求5所述的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路，其特征在于，所述线性频移电路包括跨导器OTA₄、OTA₅、OTA₉、OTA₁₀；

其中，OTA₄的差分输入端分别与所述I通路双二阶低通滤波电路的第一节点同相连接、与OTA₉的差分输出端反相连接，OTA₄的差分输出端分别与所述Q通路双二阶低通滤波电路的第一节点和OTA₉的差分输入端同相连接；OTA₅的差分输入端分别与所述I通路双二阶低通滤波电路的第二节点同相连接、与OTA₁₀的差分输出端反相连接；OTA₅的差分输出端分别与所述Q通路双二阶低通滤波电路的第二节点和OTA₁₀的差分输入端同相连接。

8.根据权利要求3所述的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路，其特征在于，所述I通路高通低通跨导级包括晶体管：M₁、M₂、M₃、M₄、M₅、M₆、M₇、M_a、M₉、M₁₀、M₁₁、M₁₂、M₁₃、M₁₄、M₁₅和M₁₆、负载电容：C_H1、C_H2、I通路差分输入电压端、I通路差分电流输出端、偏置电压输入端V_B、V_b和电源电压V_DD；其中，

M₁、M₃、M₆的栅极连接所述I通路差分输入电压端的正端，M₂、M₄、M₅的栅极连接所述I通路差分输入电压端的负端；M₇、M₈、M₉、M₁₀、M₁₁和M₁₂的栅极连接所述偏置电压输入端V_B，M₁₃、M₁₄、M₁₅和M₁₆的栅极连接所述偏置电压输入端V_b；M₁的源极分别与M₇的漏极和C_H1的上极板连接，M₂的源极分别与M₈的漏极和C_H1的下极板连接，M₃的源极分别与M₉的漏极和C_H2的上极板连接，M₄的源极分别与M₁₀的漏极和C_H2的下极板连接，M₅的源极分别与M₆的源极和M₁₁、M₁₂的漏极连接；M₇、M₈、M₉、M₁₀、M₁₁和M₁₂的源极接地，M₁₃、M₁₄、M₁₅和M₁₆的源极与所述电源电压V_DD连接；M₃的漏极与M₅的漏极连接，M₄的漏极与M₆的漏极连接；M₁₃的漏极连接所述陷波滤波电路的I通路差分电流输出端的正端，M₁₄的漏极连接所述陷波滤波电路的I通路差分电流输出端的负端，M₁₅的漏极连接所述陷波滤波电路的Q通路差分电流输出端的正端，M₁₆的漏极连接所述陷波滤波电路的Q通路差分电流输出端的负端。

9.根据权利要求7所述的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路，其特征在于，跨导器OTA₁、OTA₂、OTA₃、OTA₄、OTA₅、OTA₆、OTA₇、OTA₈、OTA₉、OTA₁₀的结构相同。

10.根据权利要求9所述的新型低功耗的高镜像抑制有源CMOS复数滤波器电路，其特征在于，OTA₁包括晶体管：M₁₇、M₁₈、M₁₉、M₂₀和M₂₁、第一差分输入电压端、第一差分电流输出端、偏置电压输入端V′_B、V′_b和电源电压V_DD；其中，

M₁₇的栅极连接所述第一差分输入电压端的正端，M₁₈的栅极连接所述第一差分输入电压端的负端；M₁₉、M₂₀的栅极与所述偏置电压输入端V′_b连接，M₂₁的栅极与所述偏置电压输入端V′_B连接，M₁₇的源极分别与M₁₈的源极和M₂₁的漏极连接；M₁₉、M₂₀的源极与所述电源电压V_DD连接，M₂₁的源极接地，M₁₇的漏极通过第五预设节点连接至M₁₉的漏极，所述第五预设节点作为第一差分电流输出端的负端-I_O；M₁₈的漏极通过第六预设节点连接至M₂₀的漏极，所述第六预设节点作为第一差分电流输出端的正端+I_O。

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