CN1613121B

CN1613121B - 开关电流积分器

Info

Publication number: CN1613121B
Application number: CN028268830A
Authority: CN
Inventors: J·B·休斯
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2022-12-11
Also published as: JP4130410B2; KR100959430B1; CN1613121A; JP2005514724A; US20050104648A1; GB0200289D0; TWI291135B; WO2003058640A1; US7057439B2; AU2002353324A1; TW200303487A; KR20040077867A; EP1466332A1

Abstract

一种复数开关电流双线性积分器(100)形成为一对交叉耦合的实数双线性积分器，并具有用于同相(I)和正交相位(Q)信号差分对的输入(10，11，12，13)和输出(14，15，16，17)，以及采样保持电路(20，30，40，50)与耦合的定标电路(70，71，80，81)的设置。通过差分信号通道中定标电路的互换，动态元件匹配用来减小定标电路间的失配。为了防止差分信号通路间的信号串扰，耦合到采样保持电路的定标电路的改变限制在仅仅出现于由该采样保持电路的采样操作开始的时候。

Description

开关电流积分器

技术领域

本发明涉及一种适用于例如无线电接收器的复数信道滤波器的开关电流积分器，还涉及包含这种积分器的装置。

背景技术

低IF结构对于集成无线电接收器是一种有吸引力的结构，因为它使得信道滤波器具有高级别的集成度。为了能够抑制镜像频率，用于低IF接收器的信道滤波器的频率响应必须是关于零频率非对称的，因此需要具有同相和正交相位输入和输出的复数多相滤波器。参见，例如，“A Low-IF，Polyphase Receiver for DECT”，B.J.Minniset al，pp.I-60 to I-63，IEEE Int.Symposium on Circuits andSystems，May 28-31，2000。此外，为了提供防止冲击噪声的保护，差分输入和输出也是所希望的。

设计一个滤波器的基本构件块是积分器；参见，例如，“Top-downdesign of aswitched-current video filter”，J.B.Hughes，pp.73-81，IEE Proc.Circuits Devices Syst，Vol 147，No.1，Feb.2000.众所周知，双线性形式的积分器相对于其他形式的积分器具有性能上的优势。

为了减少成本，希望用CMOS集成电路(IC)来实现无线电接收器或收发器。在这样的接收器或收发器中，模拟和数字电路是在同一个集成电路中实现的，而不是在采用单独工艺制造的分离集成电路中。由于CMOS元件尺寸被缩小以获得更高的集成度，需要的电源电压也减小了。开关电流采样模拟电路非常适合于这样的情况，由于其提供低功耗并在低电压下具有良好的表现。

因此要求具有差分输入和输出的复数开关电流双线性积分器。一种具有差分输入和输出的实数开关电流双线性积分器公开于专利申请EP 94306540.9，但不是复数版本。

当设计用于处理复数信号的电路时，同相(I)和正交相位(Q)相位信号通道之间的高度匹配一般是必要的。多相滤波器中同相和正交相位信号通道之间的失配会限制镜像抑制性能。因此，需要具有保护防止信号通道之间的失配的复数开关电流双线性积分器。

一种已知的可以用来补偿信号通道之间失配的技术是动态元件匹配(DEM)，其中电路元件在信号通道之间动态互换，使得不同信号通道经历同样的平均电路特性。例如，参见“A Quadrature Data-Dependent DEM Algorithm to Improve Image Rejection of aComplex∑ΔModulator”，L.C.Breems et al，2001 IEEE Int.SolidState Circuits Conf.，paper 3.3。在专利US 5,059,832中建议了使用动态元件匹配用于开关电流积分器，但该专利中未公开实际的实现方式，也没有考虑将动态元件匹配应用于开关电流电路时可能引起的问题。

发明公开

本发明的目的是提供具有保护以防止同相和正交相位信号通道之间失配效应的复数开关电流双线性积分器。

根据本发明的第一个方面，提供一种复数开关电流双线性积分器包括：第一和第二输入用于同相输入信号的差分对，第三和第四输入用于正交相位输入信号的差分对，第一和第二输出用于同相输出信号的差分对，第三和第四输出用于正交相位输出信号的差分对，耦合输入和输出的采样保持电路的设置与耦合定标电路(scalingcircuit)，及用于动态元件匹配的装置，由此至少一些定标电路根据预设的开关序列互换，并由此带来了出现在采样保持电路的采样操作开始处的耦合到任意采样保持电路的定标电路的改变。

本发明基于如下认识，即当应用于开关电流电路时，动态元件匹配能引起不同信号通道中信号之间的串扰。串扰由开关电流电路元件的固有电容性质引起，其导致了当电路元件在信号通道之间动态互换时，信号的被存储部分在信号通道间传输。

本发明进一步基于如下认识，在采用采样保持电路的积分器电路中，如果耦合于采样保持电路的电路元件仅在采样操作开始处被互换，则信号通道之间的串扰可以避免。

本发明还基于如下认识，复数双线性积分器可以实现为一对交叉耦合的实数双线性积分器。

本发明还基于如下认识，通过使用采样保持电路对交替地采样和交替地保持从而提供了连续的积分，包含每个采样保持电路的两个采样保持周期的四态开关序列能被设计为，用以通过防止同相和正交相位信号混合的方式，使得构成同相和正交相位信号通道的差分对的四信号通道中电路元件的性能平均。

本发明还涉及包括根据本发明第一方面的复数开关电流双线性积分器的装置。

本发明还涉及包含根据本发明第一方面的复数开关电流双线性积分器的滤波器。

本发明进一步涉及包括含有根据本发明第一方面的复数开关电流双线性积分器的滤波器的无线电接收器。

本发明进一步涉及一种集成电路，体现根据本发明第一方面的复数开关电流双线性积分器，或者体现包含根据本发明第一方面的复数开关电流双线性积分器的滤波器，或者体现包括含有根据本发明第一方面的复数开关电流双线性积分器的滤波器的无线电接收器。

附图简述

参照相应的附图，本发明现在仅通过实例的方式进行描述，其中：

图1为具有动态元件匹配的复数开关电流积分器的电路示意图，

图2为积分器内核电路的示意图，

图3为积分器内核电路的电路图，

图4为第一开关装置的示意图，

图5为显示重复开关序列的时序图，

图6为定标电路的电路图，

图7为第二开关装置的示意图，

图8为通过第二开关装置进行耦合的列表，

图9为第三和第四开关装置的示意图，

图10为通过第三和第四装置进行耦合的列表，

图11为Φ₁、Φ₂、Φ₃和Φ₄时段期间输出信号电流I_o ^-，I_o ⁺，Q_o ^-和Q_o ⁺的导出列表。

图12为Φ₁、Φ₂、Φ₃和Φ₄时段期间反馈电流Q_f ⁺，Q_f ^-，I_f ⁺和I_f ^-的导出列表。

图13为复数积分器的s域的信号流图，

图14为复数双线性积分器的z域信号流图，

图15显示了附加定标因子的实现，

图16为包含根据本发明的复数开关电流双线性积分器的滤波器的示意图，

图17为包括含有根据本发明第一方面的复数开关电流双线性积分器的滤波器的无线电接收器的示意图。

实现本发明的方式

复数积分器的s域信号流图显示于图13，包括同相(I)和正交相位(Q)正向通道。在同相正向通道中，同相输入信号I_i和正交相位反馈信号Q_f通过应用因子1/s积分；积分信号随后通过因子1/τ₁定标，以提供输出同相信号I_o；积分信号也通过因子-ω₀定标，以提供同相反馈信号I_f。在正交相位正向通道中，正交相位输入信号Q_i和同相反馈信号I_f通过应用因子1/s积分；积分信号随后通过因子1/τ₁定标，以提供输出正交相位信号Q_o；积分信号也提供因子ω₀定标，以提供正交相位反馈信号Q_f。τ₁是积分器时间常数，而ω₀是积分器的极点频率，以弧度表示。每个同相(I)和正交相位(Q)信号通道的传输函数为应用双线性z变换：

和设置

与其中T为采样间隔，结果为如图14显示的信号流图。图14中的每个正向通路具有包括积分级和输出级的实数双线性积分器的形式，其通过因子α₁定标积分信号。因此复数双线性积分器可以实现为具有分别通过因子-α₀和α₀定标的积分信号交叉耦合的一对实数双线性积分器。为了结合差分信号通道，使用了两对这样的带有定标电路的交叉耦合实数双线性积分器。需要应用定标因子-α₀的本发明通过互换正和负差分反馈通道来提供。

参看图1，显示了具有动态元件匹配(DEM)100的复数开关电流双线性积分器，具有第一和第二信号输入10、11用于同相输入信号电流(I_i ⁺，I_i ^-)的差分对，第三和第四信号输入12、13用于正交相位输入信号电流(Q_i ^-，Q_i ⁺)的差分对，第一和第二信号输出14、15用于传送积分同相输出信号电流(I₀ ^-，I₀ ⁺)的差分对，第三和第四信号输出16、17用于传送积分正交相位输出信号电流(Q₀ ^-，Q₀ ⁺)的差分对。每个差分对电流是相等的且方向相反，即，I_i ⁺＝-I_i ^-＝I_i，Q_i ⁺＝-Q_i ^-＝Q_i，I₀ ⁺＝-I₀ ^-＝I₀，及Q₀ ⁺＝-Q₀ ^-＝Q₀。

具有DEM100的复数开关电流双线性积分器包括第一、第二、第三和第四积分器内核电路20、30、40、50。每个积分器内核电路20、30、40、50包括第一和第二开关电流采样保持电路20A和20B、30A和30B、40A和40B、50A和50B，如图2所示，与第一和第二开关电流采样保持电路对共有的各自的输入21、31、41、51，各自的第一开关电流采样保持电路20A、30A、40A、50A的各自的第一输出22、32、42、52，及各自的第二开关电流采样保持电路20B、30B、40B、50B的各自的第二输出23、33、43、53。

具有DEM100的复数开关电流双线性积分器具有第一开关装置60，详细示于图4，其依照具有连续的时段Φ₁、Φ₂、Φ₃、Φ₄的如图5所示的预设重复开关序列工作，以在时段Φ₁和Φ₃耦合：

第一信号输入10到第一积分内核电路输入21，

第二信号输入11到第二积分内核电路输入31，

第三信号输入12到第四积分内核电路输入51，

及第四信号输入13到第三积分内核电路输入41，

及在时段Φ₂和Φ₄：

第一信号输入10到第二积分内核电路输入31，

第二信号输入11到第一积分内核电路输入21，

第三信号输入12到第三积分内核电路输入41，及

第四信号输入13到第四积分内核电路输入51。

时段Φ₁、Φ₂、Φ₃和Φ₄为持续时间T的连续时段。每个时段Φ₁、Φ₂、Φ₃和Φ₄的过渡时间在图5中被夸大了，并与相邻时段Φ₁、Φ₂、Φ₃或Φ₄的上升和下降时间重叠，以提供信号输入10、11、12、13连续耦合到积分内核电路20、30、40、50。

参看图2，将描述第一积分器内核电路20，第二、第三和第四积分器内核电路30、40、50具有同样的结构。每个开关电流采样保持电路20A和20B包括具有跨导-G的跨导体，在跨导体的输入和输出之间耦合的采样开关，及耦合到跨导体输入的电容器。跨导体实现为形成的AB类存储单元的NMOS/PMOS晶体管对，具有耦合到输入21的连接的漏极，以及分别耦合到第一或第二输出，22或23的连接的栅极，如图3所示。可以使用替换的跨导体配置。采样开关物理上以MOS晶体管实现。电容器物理上使用电路的寄生电容来实现，尤其是栅极电容，而且，如果必要的话，使用附加的直接电容器。开关电流采样保持电路20A和20B交替的执行采样操作。对于开关电流采样保持电路20A和20B的采样操作，采样开关关闭，电流在输入21处以及在保持电路和采样电路之间流动，而此电流最初在各个跨导体的栅极中流过。栅电流导致各个跨导体的晶体管的栅电容被充电，从而增加了各个输出22或23的栅电压。结果，漏级开始传导电流而电流停止在栅极中流动，使栅电容被充电。在此状态中，各个采样保持电路20A或20B通过采样结合的输入电流进行积分，并保持相反的采样保持电路20A或20B的电流。当不进行采样操作时，开关电流采样保持电路20A和20B进行保持操作。对于保持操作，各个采样开关打开，且栅电压保持在相应的输出，22或23，因此保持之前采样的漏级电流。每次采样操作和每次保持操作的持续时间为T。第一和第二开关电流采样保持电路20A、20B通过交替地采样和交替地保持来提供连续采样。当开关电流采样保持电路20A、20B之一保持的时候，另一个对保持电流和流过输入21的电流之和进行采样。用这种方法，流过输入21的电流被积分。每次第一和第二开关电流采样保持电路20A、20B交换积分和保持的角色时，流过输入21的电流需要改变方向。

每个积分器内核电路20、30、40、50中的采样开关依据如图5的开关序列进行操作，因而在连续的时段Φ₁’、Φ₂’、Φ₃’、Φ₄’中，每个持续时间稍短于T，下列状态序列被建立：

在时段Φ₁’和Φ₃’中，第一开关电流采样保持电路20A、30A、40A和50A采样，而第二开关电流采样保持电路20B、30B、40B和50B保持；

在时段Φ₂’和Φ₄’中，第一开关电流采样保持电路20A、30A、40A和50A保持，而第二开关电流采样保持电路20B、30B、40B和50B采样。

在图5中，开关序列中的高电平对应关闭开关，而低电平对应打开开关。开关序列的过渡时间被夸大。特别地，在每一个积分内核电路20、30、40、50中，在对应的时段Φ₁、Φ₂、Φ₃或Φ₄结束时传送到该开关电流采样保持电路的输入电流被第一开关装置中断之前，时段Φ₁’、Φ₂’、Φ₃’或Φ₄’中每个开关电流采样保持电路的采样操作中止，因此确保了正确的采样。

上述对于第一开关装置60的开关操作与积分器内核电路20、30、40、50的采样操作的开始同步，所以交换每个信号电流差分对的电流，即交换I_i ^-和I_i ⁺和交换Q_i ^-和Q_i ⁺，使得输入信号电流I_i ^-、I_i ⁺、Q_i ^-和Q_i ⁺连续的积分。

耦合到积分内核电路20、30、40、50的第一和第二输出22、32、42、52、23、33、43、53的是定标电路的第一设置，包括图1中的70和71，其将第一定标因子α₁应用到在这些输出处传送的信号。定标电路的第一设置70、71包括八个这样的定标电路701、702、703、704、711、712、713、714，它们实现为具有跨导-α₁G的跨导体。

同样耦合到积分内核电路20、30、40、50的第一和第二输出22、32、42、52、23、33、43、53的是定标电路的第二设置，包括图1中的80和81，其将第二定标因子α₀应用到在这些输出处传送的信号。定标电路的第二设置80、81包括八个这样的定标电路801、802、803、804、811、812、813、814，它们实现为具有跨导-α₀G的跨导体。

定标电路的第一和第二设置70、71、80、81的每个跨导体实现为NMOS/PMOS晶体管对，具有在它们连接的栅级处的输入和在它们连接的漏级处的输出，对定标电路701如图6所示。定标因子α₁和α₀由定标电路中晶体管的宽长比确定。另一种可选择的跨导体配置可以用于定标电路70、71、80、81，如同对于开关电流采样保持电路20A、20B、30A、30B、40A、40B、50A、50B。

积分内核电路20、30、40、50的第一和第二输出22、32、42、52、23、33、43、53耦合到定标电路的第一和第二设置70、71、80、81是通过第二开关装置实现的，包括图1中的90和91，其依照图5所示的开关序列工作，以便产生在时间Φ₁₂、Φ₂₃、Φ₃₄和Φ₄₁时图8中列表所示并在图7中指明的耦合，其由以下关系定义：Φ₁₂＝Φ₁+Φ₂，Φ₂₃＝Φ₂+Φ₃，Φ₃₄＝Φ₃+Φ₄和Φ₄₁＝Φ₄+Φ₁。对于每一个第一和第二开关电流采样保持电路20A、20B、30A、30B、40A、40B、50A、50B，耦合定标电路的改变仅仅出现在采样时段的开始，因此同样的定标电路在该采样时段和接下来的保持时段始终维持不变。

第一、第二、第三和第四信号输出14、15、16、17借助第三开关装置耦合到定标电路的第一设置70、71，包括图1中的92、93，其依照图5所示的开关序列工作，以便产生在时间Φ₁₂、Φ₂₃、Φ₃₄和Φ₄₁时图10中列表所示并在图9中指明的耦合。

第二和第三开关装置90、91、92、93的操作的组合结果是在Φ₁、Φ₂、Φ₃、Φ₄时段，从开关电流采样保持电路20A、20B、30A、30B、40A、40B、50A、50B和如图11列表所示的定标电路701-704和711-714中导出输出信号电流I₀ ^-、I₀ ⁺、Q₀ ^-和Q₀ ⁺。图11中，在开关电流采样保持电路的参照数字之后包含了后缀S，以标明开关电流采样保持电路正在采样，而后缀H标明开关电流采样保持电路正在保持。对于每个时段Φ₁、Φ₂、Φ₃和Φ₄，每个同相输出信号电流I₀ ^-、I₀ ⁺为从第一和第二积分器内核电路20、30汲取的、和通过定标电路第一设置70、71所定标的电流之和，其中I₀ ^-通过70定标而I₀ ⁺通过71定标，而每个正交相位输出信号电流Q₀ ^-、Q₀ ⁺为从第三和第四积分器内核电路40、50汲取的、和通过定标电路的第一设置70、71所定标的电流之和，其中Q₀ ^-通过70定标而Q₀ ⁺通过71定标。在四个时段Φ₁、Φ₂、Φ₃、Φ₄的完整序列之上，每个输出信号电流I₀ ^-和Q₀ ^-通过定标电路的第一设置70、71的部分70中所有四个定标电路701、702、703、704以相等的时间段T所定标，每个输出信号电流I₀ ⁺和Q₀ ⁺通过定标电路的第一设置70、71的部分71中所有四个定标电路711、712、713、714以相等的时间段T所定标。因此，在完整序列Φ₁、Φ₂、Φ₃、Φ₄之上，701到704四个定标电路的组中失配效应对I₀ ^-和Q₀ ^-进行平均，而在完整序列Φ₁、Φ₂、Φ₃、Φ₄之上，711到714四个定标电路的组中失配效应对I₀ ⁺和Q₀ ⁺进行平均。换句话说，输出信号电流I₀ ^-和Q₀ ^-每个都经历了第一定标因子α₁的四个值的相同平均，而输出信号电流I₀ ⁺和Q₀ ⁺每个都经历了第一定标因子α₁的不同四个值的相同平均。差分输出信号电流I₀ ⁺-I₀ ^-和Q₀ ⁺-Q₀ ^-均在定标电路的第一设置70、71的所有八个定标电路上进行平均。

因为第一和第二积分器内核电路20、30仅提供同相输出信号电流(I₀ ^-，I₀ ⁺)，而第三和第四积分器内核电路40、50仅提供正交相位输出信号电流(Q₀ ^-，Q₀ ⁺)，因此，存储在积分器内核电路20、30、40、50中的信号不在同相和正交相位信号通道之间传输。

定标电路的第二设置80、81提供第一、第二、第三和第四反馈电流Q_f ⁺、Q_f ^-、I_f ⁺、Q_f ^-耦合到借助第四开关装置94、95耦合的相应的第一、第二、第三和第四信号输入10、11、12、13，其在时间Φ₁₂、Φ₂₃、Φ₃₄和Φ₄₁产生图10的列表中定义的、并在图9中指明的耦合。

第二和第四开关装置90、91、94、95操作的组合结果是在时段Φ₁、Φ₂、Φ₃和Φ₄期间，从图12的列表所示的开关电流采样保持电路20A、20B、30A、30B、40A、40B、50A、50B和定标电路801-804与811-814提供第一、第二、第三和第四反馈电流Q_f ⁺、Q_f ^-、I_f ⁺、I_f ^-到相应的第一、第二、第三和第四信号输入10、11、12、13。在图12中，在开关电流采样保持电路的参照数字之后包含了后缀S，以标明开关电流采样保持电路正在采样，而后缀H标明开关电流采样保持电路正在保持。对于每个时段Φ₁、Φ₂、Φ₃和Φ₄，每个反馈回相应的第一和第二信号输入10、11的电流Q_f ⁺、Q_f ^-为从第三和第四积分器内核电路40、50汲取的、和通过定标电路第二设置80、81所定标的电流之和，其中Q_f ⁺通过81定标而Q_f ^-通过80定标，而每个反馈回相应的第三和第四信号输入12、13的电流I_f ⁺、I_f ^-为从第三和第四积分器内核电路40、50汲取的、和被定标电路第二设置80、81所定标的电流之和，其中I_f ⁺通过81定标而I_f ^-通过80定标。反馈回相应的第一和第二信号输入10、11的电流Q_f ⁺、Q_f ^-产生自将正交相位输入信号电流Q_i ⁺、Q_i ^-进行积分的第三和第四积分器内核电路40、50，而反馈回相应的第三和第四信号输入12、13的电流I_f ⁺、I_f ^-产生自将同相输入信号电流I_i ⁺、I_i ^-进行积分的第一和第二积分器内核电路20、30。因此同相和正交相位反馈电流之间存在交叉耦合。

在四个时段Φ₁、Φ₂、Φ₃和Φ₄的完整序列之上，每个反馈电流I_f ^-和Q_f ^-通过定标电路的第二设置80、81的部分80中所有四个定标电路801、802、803、804以相等的时间段T进行定标，每个反馈电流I_f ⁺和Q_f ⁺通过定标电路的第二设置80、81的部分81中所有四个定标电路811、812、813、814以相等的时间段T进行定标。因此，在Φ₁、Φ₂、Φ₃和Φ₄的完整序列之上，801到804四个定标电路的组中失配效应对I_f ^-和Q_f ^-进行平均，而在Φ₁、Φ₂、Φ₃和Φ₄的完整序列之上，811到814四个定标电路的组中失配效应对I_f ⁺和Q_f ⁺进行平均。换句话说，反馈电流I_f ^-和Q_f ^-每个都经历了第二定标因子α₀的四个值的相同平均，而反馈电流I_f ⁺和Q₀ ⁺每个都经历了第二定标因子α₀的不同四个值的相同平均。

在任一时段Φ₁、Φ₂、Φ₃和Φ₄期间，每一个积分器内核电路20、30、40、50与耦合到相应的积分器内核电路的第一定标电路701-704联合工作，从而在每个Φ₁、Φ₂、Φ₃和Φ₄时段中形成实数双线性积分器。这些实数双线性积分器，与反馈电流I_f ^-、I_f ⁺、Q_f ^-和Q_f ^-与互换的正和负差分同相反馈电流I_f ^-和I_f ⁺的交叉耦合结合，在每个Φ₁、Φ₂、Φ₃和Φ₄时段中形成了复数开关电流双线性积分器。为清晰起见，这种互换意味着I_f ⁺在第三信号输入12处与Q_i ^-求和，而I_f ^-在第四信号输入13处与Q_i ⁺求和，而Q_f ⁺在第一信号输入10处与I_i ⁺求和，Q_f ^-在第二信号输入11处与I_i ^-求和。

可选择地，可以使用另外形式的积分器内核电路20、30、40、50。

可选择地，可以使用另外形式的定标电路。

可选择地，可以使用另外的开关序列，它在采样操作开始处改变定标电路到开关电流采样保持电路的耦合。

可选择地，可以使用另外的开关序列，它具有不同于四个采样时段的重复时段，例如八个采样时段。

可选择地，求平均可以在定标电路的子集上执行，虽然可能具有降低的匹配性能。例如，求平均可以仅在定标电路的第一或第二设置70、71、80、81中的定标电路上执行，或者在定标电路的第一或第二设置中的定标电路的子集上执行。

根据本发明，一种滤波器可以通过一个或者多个具有DEM 100的复数开关电流双线性积分器来构造。在这样的滤波器中，根据希望的频率响应，可能有必要提供已被不同定标因子值定标的附加输出信号电流。这样的附加输出信号电流通过复制定标电路的第一设置70、71提供，虽然以不同的定标因子，该复制也被耦合到第二开关装置90、91，而复制第三开关装置92、93耦合到复制定标电路的第一设置70、71。图15显示了被不同定标因子α_k，k＝1..n定标的输出信号电流I₀ ^-(α_k)、Q₀ ^-(α_k)是如何从第二开关装置90、91的部分90中产生的。模块70、70’和70”中的定标电路除了定标因子外都是相同的；模块70应用定标因子α₁，模块70’应用定标因子α₂，模块70”应用定标因子α_n。模块93、93’、93”是相同的。技术人员将很容易认识到，被定标因子α_k，k＝1..n定标的输出信号电流I ₀ ⁺(α_k)，、Q₀ ⁺(α_k)可以以等价的方式产生自第二开关装置90、91的部分91。

图16显示了包含有五个复数开关电流双线性积分器100a、100b、100c、100d、100e的级联的滤波器600，其中至少一个是依照本发明的。滤波器同相输入信号I_input被耦合到此级联的第一复数开关电流双线性积分器100a的第一和第二信号输入10、11，而滤波器正交相位输入信号Q_input被耦合到此级联的第一复数开关电流双线性积分器100a的第三和第四信号输入12、13。在图16中，为了清晰起见，差分信号的正和负分量没有分开标识，互连的正和负差分分量也没有分开标识。级联的第一复数开关电流双线性积分器100a传送分别被定标因子α₁和α₂定标的信号输出I₀(α₁)、Q₀(α₁)和I₀(α₂)、Q₀(α₂)。级联中积分器100a-100e的每一个都传送根据公知设计方法选择的定标因子定标的输出信号，以从滤波器600获得期望的频率响应。存在根据公知设计方法选择的级联中积分器100a-100e之间的反馈和前馈耦合。滤波的信号I_output、Q_output在滤波器的输出处从级联的最后积分器级100e中传送。滤波器600可以实现为集成电路。

图17显示了具有低IF结构并包括含有根据本发明的复数开关电流双线性积分器的滤波器的无线电接收器900，如上面参考图16描述的。接收器900被耦合以接收来自天线901的无线电信号。接收的信号在RF天线滤波器910中被滤波，然后在低噪声放大器920中放大。低噪声放大器920被耦合以传送平衡的信号到第一混频器930的第一输入和第二混频器935的第一输入。第一混频器930的第二输入接收来自本地振荡器950的本地振荡器信号，并传送平衡的同相低IF信号到多相低IF滤波器970，其包含根据本发明的具有动态元件匹配100的复数开关电流双线性积分器。第二混频器935的第二输入接收通过90°相移器940的来自本地振荡器950的本地振荡器信号，并传送平衡的正交相位低IF信号到多相低IF滤波器970。多相低IF滤波器970传送平衡的同相和正交相位滤波低IF信号到数据解调器980，其在输出990处传送解调的数据。无线电接收器900可以实现为集成电路。

工业可应用性

使用开关电流技术的电子电路，例如用于无线电接收器的信道滤波器。

Claims

1.一种复数开关电流双线性积分器，包括：

用于同相输入信号差分对的第一和第二输入；

用于正交相位输入信号差分对的第三和第四输入；

用于同相输出信号差分对的第一和第二输出；

用于正交相位输出信号差分对的第三和第四输出；

采样保持电路，所述采样保持电路耦合到所述输入；

定标电路，所述定标电路耦合到所述采样保持电路，所述采样保持电路和定标电路的设置耦合到所述输入和输出；以及

用于动态元件匹配的装置，由此至少一部分定标电路根据预设的开关序列互换，而且由此耦合到任一采样保持电路的定标电路的改变出现在由该采样保持电路操作的采样的开始。

2.如权利要求1中所述的复数开关电流双线性积分器，其中所述采样保持电路和定标电路的设置提供了：用于对第一、第二、第三和第四输入的每一个输入处出现的信号进行积分的装置；通过第一定标因子定标每个积分信号的装置；以及通过第二定标因子定标每个积分信号的装置；

还包括将通过第二定标因子定标的积分信号耦合到第一、第二、第三和第四输入的装置，由此同相和正交相位信号交叉耦合。

3.如权利要求2中所述的复数开关电流双线性积分器，其中至少一部分应用第一定标因子的定标电路互换，或者至少一部分应用第二定标因子的定标电路互换。

4.如权利要求2中所述的复数开关电流双线性积分器，其中至少一部分应用第一定标因子的定标电路互换，且至少一部分应用第二定标因子的定标电路互换。

5.如权利要求4中所述的复数开关电流双线性积分器，其中互换引起四个第一定标因子的平均化和/或引起四个第二定标因子的平均化。

6.如权利要求5中所述的复数开关电流双线性积分器，其中预设的开关序列具有四个采样操作的重复时段。

7.如权利要求2到6中任一所述的复数开关电流双线性积分器，其中用于积分的装置包括一对所述采样保持电路，所述一对采样保持电路交替进行采样操作和交替进行保持操作，所述采样操作包括通过所述一对采样保持电路中的一个同时对在第一、第二、第三和第四输入中的其中一个输入处出现的信号和由该对采样保持电路的另一个保持的信号进行采样。

8.如权利要求7中所述的复数开关电流双线性积分器，包括开关装置，用来交换第一和第二输入处的信号和用来交换第三和第四输入处的信号，此交换与耦合到相应输入的所述采样保持电路的交替采样操作和保持操作同步。

9.一种滤波器，包括如权利要求1到8中任一所述的复数开关电流双线性积分器。

10.一种无线电接收器，包括如权利要求9中所述的滤波器。

11.一种集成电路，包括如权利要求1到8任一所述的复数开关电流双线性积分器。

12.一种集成电路，包括如权利要求9所述的滤波器。

13.一种集成电路，包括如权利要求10所述的无线电接收器。

14.包括如权利要求1到8任一所述的复数开关电流双线性积分器的装置。