DE102013106125B4

DE102013106125B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Kerbfilterung

Info

Publication number: DE102013106125B4
Application number: DE102013106125.7A
Authority: DE
Inventors: Fazil Ahmad
Original assignee: Analog Devices Inc
Current assignee: Analog Devices Inc
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2013-06-12
Publication date: 2016-10-13
Anticipated expiration: 2033-06-13
Also published as: US8638166B2; CN103490746B; DE102013106125A1; US20130335144A1; CN103490746A

Abstract

Verstärker (1, 110, 119, 120), der Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Verstärkerstufen (2), die so konfiguriert sind, dass sie ein differentielles Eingangsspannungssignal verstärken, um ein Ausgangssignal zu erzeugen; einen Zerhackerblock (3), der so konfiguriert ist, dass er ein verstärktes differentielles Signal der Vielzahl von Verstärkerstufen (2) mit einer Zerhackerfrequenz zerhackt, um ein zerhacktes Signal zu erzeugen; und einen Kerbfilter (4, 10, 20, 30), der so konfiguriert ist, dass er das zerhackte Signal mit der Zerhackerfrequenz dämpft, um ein gefiltertes Signal zu erzeugen, wobei der Kerbfilter (4, 10, 20, 30) Folgendes umfasst: einen ersten Filter (12a, 32a) mit endlicher Impulsantwort (FIR), der so konfiguriert ist, dass er das zerhackte Signal abtastet, um eine erste Vielzahl von Abtastungen als Ausgabe zu erzeugen; einen zweiten FIR-Filter (12b, 32b), der so konfiguriert ist, dass er das zerhackte Signal abtastet, um eine zweite Vielzahl von Abtastungen als Ausgabe zu erzeugen, wobei mindestens ein Teil der ersten Vielzahl von Abtastungen in Bezug auf die zweite Vielzahl von Abtastungen zeitversetzt ist; und und einen Filter (13, 33) mit unendlicher Impulsantwort (IIR), der so konfiguriert ist, dass er das gefilterte Signal zumindest teilweise erzeugt, indem er die Ausgabe des ersten FIR-Filters (12a, 32a) und die Ausgabe des zweiten FIR-Filters (12b, 32b) integriert.

Description

HINTERGRUND
Gebiet der Erfindung
Ausführungsformen der Erfindung betreffen elektronische Geräte und insbesondere Kerbfilter.
Beschreibung der verwandten Technologie
Ein Verstärker, wie ein Operationsverstärker, kann eine Zerhackerschaltung und einen Kerbfilter umfassen, um zur Reduzierung der Eingangsoffsetspannung des Verstärkers beizutragen. Beispielsweise kann der Verstärker eine erste Zerhackerschaltung umfassen, die dazu verwendet wird, den positiven und den negativen Eingang der Eingangsstufe des Verstärkers regelmäßig mit einer Zerhackerfrequenz zu wechseln oder zu zerhacken, und eine zweite Zerhackerschaltung, die dazu verwendet wird, den positiven und den negativen Ausgang der Eingangsstufe des Verstärkers regelmäßig mit der Zerhackerfrequenz zu wechseln oder zu zerhacken. Zudem kann ein Kerbfilter dazu verwendet werden, ein gefiltertes Signal zu erzeugen, indem Frequenzkomponenten des Ausgangssignals der zweiten Zerhackerschaltung gedämpft werden, die bei der Zerhackerfrequenz liegen. Danach kann das gefilterte Signal verstärkt werden, um das Ausgangssignal des Verstärkers zu erzeugen.
Die zweite Zerhackerschaltung kann bewirken, dass die Eingangsoffsetspannung der Eingangsstufe des Verstärkers von Gleichstrom auf die Zerhackerfrequenz hochgeschaltet wird, bei der sie vom Kerbfilter gedämpft werden kann. Da das Frequenzspektrum des Eingangssignals von der ersten Zerhackerschaltung hochgeschaltet und von der zweiten Zerhackerschaltung heruntergeschaltet werden kann, kann das Eingangssignal ohne Dämpfung durch den Kerbfilter passieren.
Obwohl der Verstärker so konzipiert ist, dass er die Zerhackerschaltung umfasst, und der Kerbfilter die Eingangsoffsetspannung des Verstärkers reduzieren kann, kann ein Mismatchfehler im Kerbfilter dazu führen, dass der Verstärker dennoch ein Offset aufweist und/oder dass das Ausgangssignal des Verstärkers bei der Zerhackerfrequenz und deren Oberschwingungen Welligkeit aufweist.
US 7,292,095 B2 zeigt einen Zerhacker-stabilisieten Verstärker, der einen ersten Transkonduktanz-Verstärker aufweist. Der Verstärker hat einen Eingangszerhacker und einen Ausgangszerhacker. Ein Kerbfilter mit geschalteten Kondensatoren filtert das zerhackte Ausgangssignal synchron zu der Zerhackerfrequenz, um eine Brummspannung zu entfernen.
DE 101 31 224 C1 zeigt ein elektrisches Tiefpassfilter mit Sperrverhalten für eine vorbestimmte Sperrfrequenz. Das Filter weist eine Reihenschaltung von einem FIR-Filter und einem IIR-Filter auf, wobei die Parameter des FIR-Filters auf das Sperrverhalten und die Parameter des IIR-Filters auf das Tiefpassverhalten abgestimmt sind. Das Filter soll mit relativ geringem Schaltungsaufwand und hoher Stabilität gegenüber einer Schwingneigung ein gutes Tiefpassverhalten realisieren.
Es werden Kerbfilter mit verbesserter Leistung benötigt. Zudem werden zerhackerstabilisierte Verstärker benötigt, die eine reduzierte Eingangsoffsetspannung und/oder reduzierte Ausgangsspannungswelligkeit aufweisen.
KURZDARSTELLUNG
In einer Ausführungsform umfasst ein Verstärker eine Vielzahl von Verstärkerstufen, die so konfiguriert sind, dass sie ein differentielles Eingangsspannungssignal verstärken, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, einen Zerhackerblock, der so konfiguriert ist, dass er ein verstärktes differentielles Signal der Vielzahl von Verstärkerstufen mit einer Zerhackerfrequenz zerhackt, um ein zerhacktes Signal zu erzeugen, und einen Kerbfilter, der so konfiguriert ist, dass er das zerhackte Signal mit der Zerhackerfrequenz dämpft, um ein gefiltertes Signal zu erzeugen. Der Kerbfilter umfasst einen ersten Filter mit endlicher Impulsantwort (FIR), der so konfiguriert ist, dass er das zerhackte Signal abtastet, um eine erste Vielzahl von Abtastungen als Ausgabe zu erzeugen, einen zweiten FIR-Filter, der so konfiguriert ist, dass er das zerhackte Signal abtastet, um eine zweite Vielzahl von Abtastungen als Ausgabe zu erzeugen, und einen Filter mit unendlicher Impulsantwort (IIR), der so konfiguriert ist, dass er das gefilterte Signal zumindest teilweise erzeugt, indem er die Ausgabe des ersten FIR-Filters und die Ausgabe des zweiten FIR-Filters integriert. Mindestens ein Teil der ersten Vielzahl von Abtastungen sind in Bezug auf die zweite Vielzahl von Abtastungen zeitversetzt.
In einer anderen Ausführungsform umfasst ein Kerbfilter einen ersten FIR-Filter, der so konfiguriert ist, dass er ein Eingangssignal regelmäßig abtastet, um eine erste Vielzahl von Abtastungen als Ausgabe zu erzeugen, einen zweiten FIR-Filter, der so konfiguriert ist, dass er das Eingangssignal regelmäßig abtastet, um eine zweite Vielzahl von Abtastungen als Ausgabe zu erzeugen, und einen IIR-Filter, der so konfiguriert ist, dass er ein Ausgangssignal zumindest teilweise erzeugt, indem er die Ausgabe des ersten FIR-Filters und die Ausgabe des zweiten FIR-Filters integriert. Mindestens ein Teil der ersten Vielzahl von Abtastungen sind in Bezug auf die zweite Vielzahl von Abtastungen zeitversetzt.
In einer andern Ausführungsform ist ein Verfahren zur Filterung vorgesehen. Das Verfahren umfasst das Erzeugen einer ersten Vielzahl von Abtastungen eines Eingangssignals mithilfe eines ersten FIR-Filters, das Erzeugen einer zweiten Vielzahl von Abtastungen des Eingangssignals mithilfe eines zweiten FIR-Filters, das Mitteln der ersten Vielzahl der Abtastungen während einer ersten Taktsignalphase, um eine erste gemittelte Abtastung zu erzeugen, das Integrieren der ersten gemittelten Abtastung auf einen Integrationskondensator eines IIR-Filters während der ersten Taktsignalphase, das Mitteln der zweiten Vielzahl der Abtastungen während einer zweiten Taktsignalphase, um eine zweite gemittelte Abtastung zu erzeugen, und das Integrieren der zweiten gemittelten Abtastung auf den Integrationskondensator während der zweiten Taktsignalphase. Mindestens ein Teil der ersten Vielzahl von Abtastungen sind in Bezug auf die zweite Vielzahl von Abtastungen zeitversetzt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 ein schematisches Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verstärkers darstellt.
2A ein schematisches Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Kerbfilters darstellt.
2B ein schematisches Blockdiagramm, das eine andere Ausführungsform eines Kerbfilters darstellt.
3A einen Schaltplan, der eine Ausführungsform eines Kerbfilters darstellt.
3B eine Grafik, die ein Beispiel für ein Taktdiagramm für den Kerbfilter in 3A darstellt.
4A–4D schematische Blockdiagramme, die verschiedene Ausführungsformen von Verstärkern darstellen.
5A ein schematisches Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform eines Kerbfilters.
5B ein schematisches Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform eines Kerbfilters.
6 eine Grafik von Amplitude über Frequenz für ein Beispiel für den Kerbfilter in 5A.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende ausführliche Beschreibung bestimmter Ausführungsformen legt verschiedene Beschreibungen bestimmter Ausführungsformen der Erfindung dar. Die Erfindung kann jedoch auf viele verschiedene Weisen ausgeführt werden, die durch die Ansprüche festgelegt und abgedeckt sind. In dieser Beschreibung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, wobei gleiche Bezugsnummern gleiche oder in der Funktion ähnliche Elemente anzeigen.
Es ist eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Kerbfilterung vorgesehen. In bestimmten Umsetzungen umfasst ein Verstärker Verstärkerstufen zur Bereitstellung einer Signalverstärkung, eine Zerhackerschaltung zum Erzeugen eines zerhackten Signals, indem ein verstärktes Signal der Verstärkerstufen mit einer Zerhackerfrequenz zerhackt wird, und einen zeitversetzten Kerbfilter mit endlicher Impulsantwort (FIR) für Kerbfrequenzkomponenten des zerhackten Signals nahe der Zerhackerfrequenz. Der zeitversetzte FIR-Kerbfilter umfasst mehrere FIR-Filter, die so konfiguriert sind, dass sie das zerhackten Signal mit einer Abtastfrequenz abtasten, die ungefähr doppelt so hoch wie die Zerhackerfrequenz ist. Das Abtasten der FIR-Filter erfolgt zeitversetzt, um Abtastfehler zu reduzieren. Zudem umfasst der zeitversetzte FIR-Kerbfilter einen Filter mit unendlicher Impulsantwort (IIR), der so konfiguriert ist, dass er die von den FIR-Filtern durchgeführten Abtastungen mittelt und integriert, um das Ausgangssignal des zeitlich versetzten FIR-Kerbfilters zu erzeugen. In einer Ausführungsform sind die FIR-Filter und die IIR-Filter in der analogen Domäne umgesetzt. In bestimmten Umsetzungen ist der zeitversetzte FIR-Kerbfilter im Hauptsignalpfad des Verstärkers angeordnet. In anderen Umsetzungen ist der zeitversetzte FIR-Kerbfilter jedoch in einer Rückkopplungs- und/oder Vorsteuerungs-Konfiguration bereitgestellt.
1 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Verstärkers 1 darstellt. Der Verstärker 1 umfasst die Verstärkerstufen 2, die Zerhackerschaltung oder einen Zerhackerblock 3 und einen zeitversetzten FIR-Kerbfilter 4. Der Verstärker 1 umfasst einen positiven oder nicht-invertierten Eingangsspannungsanschluss V_IN+, einen negativen oder invertierten Eingangsspannungsanschluss V_IN– und einen Ausgangspannungsanschluss V_OUT.
Der Verstärker 1 kann zwischen dem positiven und dem negativen Eingangsspannungsanschluss V_IN+, V_IN– ein differentielles Eingangsspannungssignal empfangen und das differentiale Eingangsspannungssignal unter Verwendung der Verstärkerstufen 2 verstärken, um am Ausgangsspannungsanschluss V_OUT ein Ausgangsspannungssignal zu erzeugen. Obwohl 1 eine Konfiguration zeigt, in der der Verstärker 1 ein asymmetrisches Ausgangsspannungssignal erzeugt, kann der Verstärker 1 so konzipiert sein, dass er andere Ausgangssignale erzeugt, einschließlich beispielsweise ein differentielles Ausgangsspannungssignal und/oder ein asymmetrisches oder ein differentielles Ausgangsstromsignal. Zudem kann, obwohl 1 den Verstärker 1 in einer Konfiguration mit offener Schleife zeigt, der Verstärker 1 in Umsetzungen mit geschlossener Schleife verwendet werden.
Die Verstärkerstufen 2 können mehrere Verstärkerschaltungen oder -stufen umfassen, um eine gewünschte Gesamtverstärkung und -leistung des Verstärkers 1 zu erzielen. Beispielsweise kann der Verstärker 1 so konfiguriert sein, dass er eine Verstärkung aufweist, die ungefähr gleich dem Produkt der Verstärkung aller Verstärkerschaltungen der Verstärkerstufen 2 ist. Die Verwendung mehrerer Verstärkerschaltungen kann auch zur Erhöhung der Eingangsimpedanz und/oder Verminderung der Ausgangsimpedanz des Verstärkers 1 im Vergleich zu einem Verstärker beitragen, der nur eine Stufe verwendet.
Die Zerhackerschaltung 3 kann dazu verwendet werden, das Zerhacken für den Verstärker 1 vorzusehen, um Fehlern im Ausgangsspannungssignal der Eingangsoffsetspannung des Verstärkers zu reduzieren. Im Folgenden kann sich Eingangsoffsetspannung auf eine Gleichstromspannung zwischen dem positiven und dem negativen Eingangsspannungsanschluss V_IN+, V_IN– beziehen, die einer Ausgangsspannung von ungefähr 0 V entspricht. Die Zerhackerschaltung 3 kann dazu verwendet werden, die Polarität des den Verstärkerstufen 2 bereitgestellten differentiellen Eingangsspannungssignals regelmäßig umzukehren, das zwischen dem positiven und dem negativen Eingangsspannungsanschluss V_IN+, V_IN– empfangen wird. Um die Signalpolarität des Ausgangssignals des Verstärkers aufrechtzuerhalten, kann die Zerhackerschaltung 3 auch dazu verwendet werden, ein verstärktes differentielles Signal der Verstärkerstufen 2 zu zerhacken, wie positive und negative Ausgaben aus einer der Verstärkerschaltungen der Verstärkerstufen 2.
Der Verstärker 1 umfasst ferner den zeitversetzten Kerbfilter 4 mit endlicher Impulsantwort (FIR), der dazu verwendet werden kann, den Eingangsoffsetspannungsfehler des Verstärkers zu reduzieren oder zu entfernen. Der zeitversetzte FIR-Kerbfilter 4 umfasst mehrere FIR-Filter und einen Filter mit unendlicher Impulsantwort (IIR), und kann zum Dämpfen eines zerhackten Signals verwendet werden, das von der Zerhackerschaltung 3 mit der Zerhackerfrequenz erzeugt wird. Beispielsweise kann jeder FIR-Filter das zerhackte Signal mit einer Abtastfrequenz abtasten, die ungefähr doppelt so hoch wie die Zerhackerfrequenz ist, und der IIR-Filter kann so konfiguriert sein, dass er von FIR-Filtern durchgeführte Abtastungen mittelt und die gemittelten Abtastungen integriert, um die Ausgabe des zeitversetzten FIR-Kerbfilters zu erzeugen. Das Abtasten der FIR-Filter kann zeitversetzt erfolgen, so dass das zerhackte Signal selbst dann abgetastet werden kann, wenn der IIR-Filter die Abtastungen eines bestimmten FIR-Filters mittelt und integriert. Wie unten mit Bezug auf die 4A–4D beschreiben, kann der zeitversetzte FIR-Kerbfilter 4 in mehreren verschiedenen Konfigurationen verwendet werden, einschließlich in Umsetzungen, bei denen der zeitversetzte FIR-Kerbfilter 4 im Signalpfad des Verstärkers angeordnet ist und in Konfigurationen, bei denen der zeitversetzte FIR-Kerbfilter 4 in einem Vorsteuerungs- und/oder Rückkopplungs-Offsetkorrekturpfad verwendet wird.
2A ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines zeitversetzten FIR-Kerbfilters oder Kerbfilter 10 darstellt. Der Kerbfilter 10 umfasst einen ersten FIR-Filter 12a, einen zweiten FIR-Filter 12b, einen dritten FIR-Filter 12c und einen IIR-Filter 13. Obwohl 2A eine Konfiguration des Kerbfilters 10 zeigt, bei der drei FIR-Filter 12a–12c verwendet werden, können mehr oder weniger FIR-Filter einbezogen werden, um einen gewünschten Abtastfehler zu erzielen. Beispielsweise kann der Kerbfilter 10 zwei FIR-Filter oder vier oder mehr FIR-Filter umfassen.
Der Kerbfilter 10 umfasst einen Eingangsanschluss NF_IN und einen Ausgangsanschluss NF_OUT. Der Eingangsanschluss NF_IN ist elektrisch mit einem Eingang des ersten FIR-Filters 12a, mit einem Eingang des zweiten FIR-Filters 12b und mit einem Eingang des dritten FIR-Filters 12c verbunden. Der Ausgangsanschluss NF_OUT ist elektrisch mit einem Ausgang des IIR-Filters 13 verbunden. Der IIR-Filter 13 umfasst ferner einen ersten Eingang, der elektrisch mit einem Ausgang des ersten FIR-Filters 12a verbunden ist, einen zweiten Eingang, der elektrisch mit einem Ausgang des zweiten FIR-Filters 12b verbunden ist, und einen dritten Eingang, der elektrisch mit einem Ausgang des dritten FIR-Filters 12c verbunden ist.
Der Eingangsanschluss NF_IN kann ein Kerbfilter-Eingangssignal empfangen, wie beispielsweise ein zerhacktes Signal, das von einer Zerhackerschaltung eines Verstärkers erzeugt wird. Der Kerbfilter 10 kann Frequenzkomponenten des Kerbfilter-Eingangssignals mit einer Kerbfrequenz F_NOTCH dämpfen, um am Ausgangsanschluss NF_OUT ein Kerbfilter-Ausgangssignal zu erzeugen. In bestimmten Umsetzungen ist das Kerbfilter-Eingangssignal ein zerhacktes Signal, das von der Zerhackerschaltung des Verstärkers erzeugt wird, und die Kerbfrequenz F_NOTCH ist so gewählt, dass sie ungefähr gleich der Zerhackerfrequenz ist, die zum Erzeugen des zerhackten Signals verwendet wird.
Ein FIR-Filter kann eine Impulsantwortfunktion aufweisen, die von endlicher Dauer ist, während ein IIR-Filter eine Impulsantwortfunktion von unendlicher Daueraufweisen kann, wie eine abfallende exponentielle Antwortfunktion im Zusammenhang mit der Ladungsintegration auf einen Kondensator. In bestimmten Umsetzungen erzeugt jeder der FIR-Filter 12a–12c ein Ausgangssignal, das eine gewichtete Summe einer endlichen Anzahl früherer Werte oder Abtastungen des Kerbfilter-Eingangssignal ist. Beispielsweise kann jeder der FIR-Filter 12a–12c so konfiguriert sein, dass er ein Ausgangssignal erzeugt, das ein Mittelwert der Abtastungen des Kerbfilter-Eingangssignals ist, die mit einer Abtastfrequenz durchgeführt wurden, die ungefähr doppelt so hoch wie die Kerbfrequenz F_NOTCH ist.
Das Abtasten eines Eingangssignals und Mitteln der Abtastungen, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, kann das Dämmen von Frequenzkomponenten des Eingangssignals bewirken, die eine Frequenz aufweisen, die ungefähr die Hälfte der Abtastfrequenz beträgt. Beispielsweise kann ein Kerbfilter, der so konfiguriert ist, dass er ein Ausgangssignal erzeugt, das einen gleitenden Mittelwert von Abtastungen von einem Eingangssignal darstellt, eine Übertragungsfunktion von Null bei einer Frequenz von ungefähr F_SAMPLE/2 aufweisen, wobei F_SAMPLE die Abtastfrequenz ist.
Der erste bis dritte FIR-Filter 12a–12c können zeitversetzt und so konfiguriert sein, dass sie das Kerbfilter-Eingangssignal mit ungefähr der doppelten Kerbfrequenz F_NOTCH abtasten, um Abtastungen zu erzeugen. In bestimmten Umsetzungen ist der IIR-Filter 13 so konfiguriert, dass er von den jeweiligen ersten bis dritten FIR-Filtern 12a–12c durchgeführte Abtastungen mittelt und die gemittelten Abtastungen integriert, um das Kerbfilter-Ausgangssignal zu erzeugen. Indem die FIR-Filter 12a–12c zum Abtasten bei der doppelten Kerbfrequenz F_NOTCH verwendet werden und der IIR-Filter 13 zum Mitteln und Integrieren der Abtastungen verwendet wird, kann der zeitversetzte FIR-Kerbfilter 10 ein Kerbfilter-Ausgangssignal mit gedämmten Frequenzkomponenten mit der Kerbfrequenz F_NOTCH erzeugen. Zudem kann das Kerbfilter-Eingangssignal durch Zeitversetzung der FIR-Filter 12a–12c selbst dann abgetastet werden, wenn der IIR-Filter 13 die Abtastungen eines bestimmten der FIR-Filter 12a–12c mittelt und integriert. Auf diese Weise können Abtastfehler am Kerbfilter 10 reduziert werden.
Der Kerbfilter 10 kann so konfiguriert sein, dass er einen geeigneten Sperrbereich aufweist, wie einen Sperrbereich, der Signale dämpft, die innerhalb ungefähr +/–10 % der Kerbfrequenz F_NOTCH bei mindestens ungefähr 40 dB liegen. In bestimmten Umsetzungen kann der zeitversetzte FIR-Kerbfilter 10 so konfiguriert sein, dass er im Wesentlichen Signale mit einer Frequenz außerhalb des Sperrbereichs ohne Dämpfung passieren lässt. Obwohl ein Beispiel für Signaldämpfungswerte beschrieben wurde, kann der Durchschnittsfachmann leicht andere geeignete Dämpfungswerte ermitteln.
2B ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine andere Ausführungsform eines zeitversetzten FIR-Kerbfilters oder Kerbfilter 20 darstellt. Der Kerbfilter 20 umfasst den ersten bis dritten FIR-Filter 12a–12c und den IIR-Filter 13.
Der Kerbfilter 20 in 2B gleicht dem Kerbfilter 10 in 2A mit der Ausnahme, dass der Kerbfilter 20 in 2B eine differentielle Umsetzung des Kerbfilters 10 in 2A darstellt. Beispielsweise umfasst der Kerbfilter 20 einen positiven oder nicht-invertierten Eingangsanschluss NF_IN+, einen negativen oder invertierten Eingangsanschluss NF_IN–, einen positiven oder nicht-invertierten Ausgangsanschluss NF_OUT+ und einen negativen oder invertierten Ausgangsanschluss NF_OUT–. Der positive und der negative Eingangsanschluss NF_IN+, NF_IN– sind elektrisch mit einem differentiellem Eingang des ersten FIR-Filters 12a, mit einem differentiellen Eingang des zweiten FIR-Filters 12b und mit einem differentiellen Eingang des dritten FIR-Filters 12c verbunden. Der positive und der negative Ausgangsanschluss NF_OUT+, NF_OUT– sind elektrisch mit einem differentiellen Ausgang des IIR-Filters 13 verbunden. Der IIR-Filter 13 umfasst ferner einen ersten differentiellen Eingang, der elektrisch mit einem differentiellen Ausgang des ersten FIR-Filters 12a verbunden ist, einen zweiten differentiellen Eingang, der elektrisch mit einem differentiellen Ausgang des zweiten FIR-Filters 12b verbunden ist, und einen dritten differentiellen Eingang, der elektrisch mit einem differentiellen Ausgang des dritten FIR-Filters 12c verbunden ist. Weitere Angaben zum Kerbfilter 20 in 2B können den oben mit Bezug auf den Kerbfilter 10 in 2A beschriebenen Details gleichen.
3A ist ein Schaltplan, der eine Ausführungsform eines zeitversetzten FIR-Kerbfilters oder Kerbfilter 30 darstellt. Der Kerbfilter 30 umfasst einen ersten FIR-Filter 32a, einen zweiten FIR-Filter 32b, einen dritten FIR-Filter 32c und einen IIR-Filter 33. The notch filter 30 further includes a positive input terminal NF_IN+, a negative input terminal NF_IN–, a positive output terminal NF_OUT+, and a negative output terminal NF_OUT–. Obwohl 3A eine Konfiguration zeigt, bei der drei FIR-Filter verwendet werden, kann der Kerbfilter 30 so konzipiert sein, dass er mehr oder weniger FIR-Filter umfasst. Das Konfigurieren des Kerbfilters 30 mit zusätzlichen FIR-Filtern kann zur Reduzierung der Einschwingzeit des Kerbfilters beitragen, wodurch der Phasenrand und/oder die Phasenstabilität verbessert werden kann, wenn der Kerbfilter 30 in einer Konfiguration mit geschlossener Schleife verwendet wird.
Der erste FIR-Filter 32a umfasst erste bis achte n-Typ-Metalloxid-Halbleiter-(NMOS-)Transistoren 41–48 und erste bis vierte Abtastkondensatoren 71–74. Der zweite FIR-Filter 32b umfasst neunte bis sechzehnte NMOS-Transistoren 49–56 und fünfte bis achte Abtastkondensatoren 75–78. Der dritte FIR-Filter 32c umfasst siebzehnte bis vierundzwanzigste NMOS-Transistoren 57–64 und neunte bis zwölfte Abtastkondensatoren 79–82. Der IIR-Filter 33 umfasst einen ersten Integrationskondensator 88 und einen zweiten Integrationskondensator 89. Im Folgenden und wie der Durchschnittsfachmann versteht, können MOS-Transistoren Gates aufweisen, die aus Nichtmetallmaterialien wie Polysilicium gefertigt sind, und dielektrische Bereiche aufweisen können, die nicht nur mit Siliciumoxid sondern auch mit anderen dielektrischen Stoffen wie High-k-Dielektrika ausgeführt sein können. Zudem können, obwohl 3A eine Konfiguration der FIR-Filter zeigt, bei der NMOS-Transistoren eingesetzt werden, die FIR-Filter ganz oder teilweise unter Verwendung anderer Transistorstrukturen ausgeführt werden, einschließlich beispielsweise P-Typ-Metalloxid-Halbleiter-(PMOS-)Transistoren.
Der positive Eingangsanschluss NF_IN+ ist elektrisch mit einer Source des jeweils ersten, dritten, neunten, elften, siebzehnten und neunzehnten NMOS-Transistor 41, 43, 49, 51, 57, 59 verbunden. Der negative Eingangsanschluss NF_IN– ist elektrisch mit einer Source des jeweils fünften, siebten, dreizehnten, fünfzehnten, einundzwanzigsten und dreiundzwanzigsten NMOS-Transistor 45, 47, 53, 55, 61, 63 verbunden. Der positive Ausgangsanschluss NF_OUT+ ist elektrisch mit einem ersten Ende des ersten Integrationskondensator 88 und einem Drain des jeweils zweiten, vierten, zehnten, zwölften, achtzehnten und zwanzigsten NMOS-Transistor 42, 44, 50, 52, 58, 60 verbunden. Der negative Ausgangsanschluss NF_OUT– ist elektrisch mit einem ersten Ende des zweiten Integrationskondensator 89 und einem Drain des jeweils sechsten, achten, vierzehnten, sechzehnten, zweiundzwanzigsten und vierundzwanzigsten NMOS-Transistor 46, 48, 54, 56, 62, 64 verbunden. Der erste und der zweite Integrationskondensator 88, 89 umfassen ferner jeweils ein zweites Ende, das elektrisch mit einer ersten Spannung V₁ verbunden ist, die beispielsweise eine Erdung oder leistungsschwache Anschlussspannung sein kann. Der erste, fünfte, zehnte, zwölfte, vierzehnte, sechzehnte, neunzehnte und dreiundzwanzigste NMOS-Transistor 41, 45, 50, 52, 54, 56, 59, 63 umfassen jeweils ein Gate, das so konfiguriert ist, dass es eine erste Abtast-Taktsignalphase ϕ₁ eines Abtast-Taktsignals empfängt. Der dritte, siebte, neunte, dreizehnte, achtzehnte, zwanzigste, zweiundzwanzigste und vierundzwanzigste NMOS-Transistor 43, 47, 49, 53, 58, 60, 62, 64 umfassen jeweils ein Gate, das so konfiguriert ist, dass es eine zweite Abtast-Taktsignalphase ϕ₂ des Abtast-Taktsignals empfängt. Der zweite, vierte, sechste, achte, elfte, fünfzehnte, siebzehnte und einundzwanzigste NMOS-Transistor 42, 44, 46, 48, 51, 55, 57, 61 umfassen jeweils ein Gate, das so konfiguriert ist, dass es eine dritte Abtast-Taktsignalphase ϕ₃ des Abtast-Taktsignals empfängt.
Der erste NMOS-Transistor 41 umfasst ferner einen Drain, der elektrisch mit einer Source des zweiten NMOS-Transistors 42 und einem ersten Ende des ersten Abtastkondensators 71 verbunden ist. Der dritte NMOS-Transistor 43 umfasst ferner einen Drain, der elektrisch mit einer Source des vierten NMOS-Transistors 44 und einem ersten Ende des zweiten Abtastkondensators 72 verbunden ist. Der fünfte NMOS-Transistor 45 umfasst ferner einen Drain, der elektrisch mit einer Source des sechsten NMOS-Transistors 46 und einem ersten Ende des dritten Abtastkondensators 73 verbunden ist. Der siebte NMOS-Transistor 47 umfasst ferner einen Drain, der elektrisch mit einer Source des achten NMOS-Transistors 48 und einem ersten Ende des vierten Abtastkondensators 74 verbunden ist. Der neunte NMOS-Transistor 49 umfasst ferner einen Drain, der elektrisch mit einer Source des zehnten NMOS-Transistors 50 und einem ersten Ende des fünften Abtastkondensators 75 verbunden ist. Der elfte NMOS-Transistor 51 umfasst ferner einen Drain, der elektrisch mit einer Source des zwölften NMOS-Transistors 52 und einem ersten Ende des sechsten Abtastkondensators 76 verbunden ist. Der dreizehnte NMOS-Transistor 53 umfasst ferner einen Drain, der elektrisch mit einer Source des vierzehnten NMOS-Transistors 54 und einem ersten Ende des siebten Abtastkondensators 77 verbunden ist. Der fünfzehnte NMOS-Transistor 55 umfasst ferner einen Drain, der elektrisch mit einer Source des sechzehnten NMOS-Transistors 56 und einem ersten Ende des achten Abtastkondensators 78 verbunden ist. Der siebzehnte NMOS-Transistor 57 umfasst ferner einen Drain, der elektrisch mit einer Source des achtzehnten NMOS-Transistors 58 und einem ersten Ende des neunten Abtastkondensators 79 verbunden ist. Der neunzehnte NMOS-Transistor 59 umfasst ferner einen Drain, der elektrisch mit einer Source des zwanzigsten NMOS-Transistors 60 und einem ersten Ende des zehnten Abtastkondensators 80 verbunden ist. Der einundzwanzigste NMOS-Transistor 61 umfasst ferner einen Drain, der elektrisch mit einer Source des zweiundzwanzigsten NMOS-Transistors 62 und einem ersten Ende des elften Abtastkondensators 81 verbunden ist. Der dreiundzwanzigste NMOS-Transistor 63 umfasst ferner einen Drain, der elektrisch mit einer Source des vierundzwanzigsten NMOS-Transistors 64 und einem ersten Ende des zwölften Abtastkondensators 82 verbunden ist. Der erste bis zwölfte Abtastkondensator 71–82 umfassen ferner jeweils ein zweites Ende, das elektrisch mit der ersten Spannung V₁ verbunden ist.
Der erste bis dritte FIR-Filter 32a–32c sind so konfiguriert, dass sie zeitversetzte Abtastungen eines differentiellen Kerbfilter-Eingangssignal erzeugen, die zwischen dem positiven und dem negativen Kerbfilter-Eingangsanschluss NF_IN+, NF_IN– empfangen werden. Beispielsweise kann der erste FIR-Filter 32a das differentielle Kerbfilter-Eingangssignal auf den ersten und und dritten Abtastkondensator 71, 73 auf einer fallende Flanke der ersten Abtast-Taktsignalphase ϕ₁ abtasten, und das differentielle Kerbfilter-Eingangssignal auf den zweiten und und vierten Abtastkondensator 72, 74 auf einer fallende Flanke der zweiten Abtast-Taktsignalphase ϕ₂ abtasten. Zudem kann der zweite FIR-Filter 32b das differentielle Kerbfilter-Eingangssignal auf den fünften und und siebten Abtastkondensator 75, 77 auf einer fallende Flanke der zweiten Abtast-Taktsignalphase ϕ₂ abtasten, und das differentielle Kerbfilter-Eingangssignal auf den sechsten und und achten Abtastkondensator 76, 78 auf einer fallenden Flanke der dritten Abtast-Taktsignalphase ϕ₃ abtasten. Weiterhin kann der dritte FIR-Filter 32c das differentielle Kerbfilter-Eingangssignal auf den neunten und und elften Abtastkondensator 79, 81 auf einer fallenden Flanke der dritten Abtast-Taktsignalphase ϕ₃ abtasten, und das differentielle Kerbfilter-Eingangssignal auf den zehnten und und zwölften Abtastkondensator 80, 82 auf einer fallenden Flanke der ersten Abtast-Taktsignalphase ϕ₁ abtasten. Demnach können die dargestellten FIR-Filter 32a–32c für jede Periode des Abtast-Taktsignals jeweils eine erste differentielle Abtastung und eine zweite differentielle Abtastung des differentiellen Kerbfilter-Eingangssignal durchführen. Zudem sind die von jedem der FIR-Filter 32a–32c durchgeführten Abtastungen verschoben oder überlappen zeitlich zumindest teilweise nicht.
Der IIR-Filter 33 kann dazu verwendet werden, die erste und zweite vom jeweiligen FIR-Filter 32a–32c durchgeführte differentielle Abtastung zu mitteln und die gemittelten Abtastungen zu integrieren, um ein differentielles Kerbfilter-Ausgangssignal zwischen dem positiven und dem negativen Kerbfilter-Ausgangsanschluss NF_OUT+, NF_OUT– zu erzeugen. Beispielsweise kann der erste FIR-Filter 32a eine erste differentielle Abtastung des Kerbfilter-Eingangssignal auf der fallenden Flanke der ersten Abtast-Taktsignalphase ϕ₁, und eine zweite differentielle Abtastung der fallenden Flanke der zweiten Abtast-Taktsignalphase ϕ₂ erfassen. Während der dritten Abtast-Taktsignalphase ϕ₃ kann der IIR-Filter 33 das Paar differentieller Abtastungen mitteln, die vom ersten FIR-Filter 32a durchgeführt wurden, und die gemittelte differentielle Abtastung auf den ersten und den zweiten Integrationskondensator 88, 89 integrieren. Ähnlich kann der IIR-Filter 33 während der ersten Abtast-Taktsignalphase ϕ₁ das Paar differentieller Abtastungen mitteln, die vom zweiten FIR-Filter 32b durchgeführt wurden, und die gemittelte Abtastungen auf den ersten und den zweiten Integrationskondensator 88, 89 integrieren. Weiterhin kann der IIR-Filter 33 während der zweiten Abtast-Taktsignalphase ϕ₂ das Paar differentieller Abtastungen mitteln, die vom dritten FIR-Filter 32c vorgenommen wurden, und die gemittelte Abtastungen auf den ersten und den zweiten Integrationskondensator 88, 89 integrieren.
Obwohl 3A eine Ausführungsform des FIR-Filters und des IIR-Filters zeigt, können Varianten und/oder alternative Umsetzungen der FIR-Filter und/oder des IIR-Filter verwendet werden.
3B ist eine Grafik, die ein Beispiel für ein Taktdiagramm 90 für den Kerbfilter 30 in 3A darstellt. Das Taktdiagramm 90 umfasst eine erste Aufzeichnung 91 der ersten Abtast-Taktsignalphase ϕ₁, eine zweite Aufzeichnung 92 der zweiten Abtast-Taktsignalphase ϕ₂, und eine dritte Aufzeichnung 93 der dritten Abtast-Taktsignalphase ϕ₃. Das Taktdiagramm 90 umfasst ferner eine vierte Aufzeichnung 94 eines Zerhackungstaktsignals CLK_CHOP, das dazu verwendet wird, ein zerhacktes Signal zu erzeugen, das dem Kerbfilter 30 als Kerbfilter-Eingangssignal zugeführt wird.
Wie zuvor beschrieben, kann der Kerbfilter 30 in 3A Abtastungen des Kerbfilter-Eingangssignals auf fallenden Flanken der ersten bis dritten Abtast-Taktsignalphase ϕ₁–ϕ₃ erfassen. Da für jede Zerhackerperiode T_CHOP des Zerhackungstaktsignals CLK_CHOP zwei fallende Flanken der Abtast-Taktsignalphasen ϕ₁–ϕ₃ auftreten, ist die Abtastfrequenz des Kerbfilters 30 ungefähr doppelt so hoch wie die der Zerhackerfrequenz des Zerhackungstaktsignals CLK_CHOP. Zudem können die von jedem der Filter 32a–32c durchgeführte erste und zweite Abtastung von ungefähr der Hälfte der Zerhackerperiode T_CHOP getrennt werden, und der Kerbfilter 30 kann eine Kerbfrequenz aufweisen, die ungefähr gleich der Zerhackerfrequenz des Zerhackungstaktsignals CLK_CHOP ist.
Das Taktdiagramm 90 wurde annotiert, um Operationsdaten für den Filter 95 einzubeziehen, die den Operationsstand des ersten bis dritten FIR-Filters 32a–32c von 3A im Zeitverlauf zeigen. Beispielsweise zeigen die Operationsdaten 95, wann der erste FIR-Filter 32a (F₁), der zweite FIR-Filter 32b (F₂) und der dritte FIR-Filter 32c (F₃) die erste Abtastung durchführen und die zweite Abtastung durchführen, oder wann die erste und die zweite Abtastung vom IIR-Filter 33 gemittelt und integrierte werden. Wie von den Filteroperationsdaten 95 gezeigt, ist der Kerbfilter 30 so konfiguriert, dass er zeitversetzt arbeitet, wobei die erste Abtastung, die zweite Abtastung sowie das Mitteln und Integrieren zeitlich in Bezug auf den ersten bis dritten FIR-Filter 32a–32c gestaffelt sind.
Obwohl 3B ein Beispiel für ein Taktschema für den Kerbfilter 30 in 3A darstellt, kann der Kerbfilter 30 so konfiguriert sein, dass andere Taktkonfigurationen verwendet werden. Zudem kann, obwohl der Kerbfilter 30 für eine Konfiguration gezeigt ist, bei der drei FIR-Filter verwendet werden, der Kerbfilter 30 so konzipiert sein, dass er mehr oder weniger FIR-Filter umfasst. Werden beispielsweise zwei FIR-Filter verwendet, kann der Kerbfilter zwei Abtast-Taktsignalphasen verwenden, werden vier FIR-Filter verwendet, kann der Kerbfilter vier Abtast-Taktsignalphasen verwenden.
4A–4D sind schematische Blockdiagramme, die verschiedene Ausführungsformen von Verstärkern darstellen.
4A ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Verstärkers 100. Der Verstärker 100 umfasst den zeitversetzten FIR-Kerbfilter oder Kerbfilter 4, eine Eingangszerhackerschaltung 101, eine Ausgangszerhackerschaltung 102, eine erste Verstärkerstufe 105 und eine zweite Verstärkerstufe 106. Der Verstärker 100 umfasst ferner einen positiven Eingangsspannungsanschluss V_IN+, einen negativen Eingangsspannungsanschluss V_IN–, einen positiven Ausgangsspannungsanschluss V_OUT+ und einen negativen Ausgangsspannungsanschluss V_OUT–.
Die Eingangszerhackerschaltung 101 umfasst einen Takteingang, der so konfiguriert ist, dass er ein Zerhackungstaktsignal CLK_CHOP empfängt, einen differentiellen Eingang, der elektrisch mit dem positiven und dem negativen Eingangsspannungsanschluss V_IN+, V_IN– verbunden ist, und einen differentiellen Ausgang, der elektrisch mit einem differentiellen Eingang der ersten Verstärkerstufe 105 verbunden ist. Die Ausgangszerhackerschaltung 102 umfasst einen Takteingang, der so konfiguriert ist, dass er das Zerhackungstaktsignal CLK_CHOP empfängt, einen differentiellen Eingang, der elektrisch mit einem differentiellen Ausgang der ersten Verstärkerstufe 105 verbunden ist, und einen differentiellen Ausgang, der elektrisch mit einem differentiellen Eingang des Kerbfilters 4 verbunden ist. Die zweite Verstärkerstufe 106 umfasst einen differentiellen Eingang, der elektrisch mit einem differentiellen Ausgang des Kerbfilters 4 verbunden ist, und einen differentiellen Ausgang, der elektrisch mit dem positiven und dem negativen Ausgangsspannunganschluss V_OUT+, V_OUT– verbunden ist.
Die Eingangszerhackerschaltung 101 kann dazu verwendet werden, den differentiellen Eingang der ersten Verstärkerstufe 5 zu zerhacken, indem der positive und der negative Eingangsspannungsanschluss V_IN+, V_IN– regelmäßig mit der Zerhackerfrequenz des Zerhackungstaktsignals CLK_CHOP gewechselt oder zerhackt wird. Beispielsweise kann die Eingangszerhackerschaltung 101 dazu verwendet werden, die Polarität des der ersten Verstärkerstufe 105 bereitgestellten differentiellen Eingangsspannungssignals umzukehren, das zwischen dem positiven und dem negativen Eingangsspannungsanschluss V_IN+, V_IN– empfangen wird. Zudem kann die Ausgangszerhackerschaltung 102 dazu verwendet werden, die differentielle Ausgabe der ersten Verstärkerstufe 105 zu zerhacken. Die Eingangszerhackerschaltung 101 kann bewirken, dass der Frequenzinhalt oder das Frequenzspektrum des Eingangssignals des Verstärkers von der Zerhackerfrequenz hochgeschaltet wird, und die Ausgangszerhackerschaltung 102 kann bewirken, dass der Frequenzinhalt oder das Frequenzspektrum Eingangssignals des Verstärkers von der Zerhackerfrequenz heruntergeschaltet wird.
Die Stärke des differentiellen Ausgangssignals, das von der ersten Verstärkerstufe 105 erzeugt wird, kann nahe der Zerhackerfrequenz liegen, die proportional zur Eingangsoffsetspannung des Verstärkers 100 ist. Beispielsweise kann bei fehlendem Eingangssignal an der ersten Verstärkerstufe 105 das differentielle Ausgangssignal der ersten Verstärkerstufe 105 ein Rechteckwellensignal von einer Stärke, die proportional zur Eingangsoffsetspannung des Verstärkers ist, und einer Frequenz, die ungefähr gleich der Zerhackerfrequenz ist, sein. Da solche Rechteckwellensignale gleichwertig durch eine Fourierreihe von Sinuswellen mit der Zerhackerfrequenz und mit ungeradzahligen Oberschwingungen davon dargestellt werden können, kann das differentiellen Ausgangssignals der ersten Verstärkerstufe 105 nahe der Zerhackerfrequenz von einer Stärke sein, die sich proportional zur Eingangsoffsetspannung des Verstärkers 100 ändert. Der Kerbfilter 4 kann das differentielle Ausgangssignal der Ausgangszerhackerschaltung 102 mit der Zerhackerfrequenz filtern und somit die Eingangsoffsetspannung des Verstärkers reduzieren oder beseitigen. Das Eingangssignal des Verstärkers kann jedoch von der Eingangszerhackerschaltung 101 hochgeschaltet und von der Ausgangszerhackerschaltung 102 heruntergeschaltet werden und so im Wesentlichen ohne Dämpfung durch den Kerbfilter 4 passieren.
4B ist einen Schaltplan, der eine andere Ausführungsform eines Verstärkers 110 darstellt. Der Verstärker 110 umfasst den Kerbfilter 4, eine Eingangszerhackerschaltung 111, eine Ausgangszerhackerschaltung 112, eine Rückkopplungs-Zerhackerschaltung 113, eine erste Verstärkerstufe 115, eine zweite Verstärkerstufe 116 und eine Rückkopplungs-Verstärkerstufe 117. Der Verstärker 110 umfasst ferner einen positiven Eingangsspannungsanschluss V_IN+, einen negativen Eingangsspannungsanschluss V_IN–, einen positiven Ausgangsspannungsanschluss V_OUT+ und einen negativen Ausgangsspannungsanschluss V_OUT–.
Die Eingangszerhackerschaltung 111 umfasst einen Takteingang, der so konfiguriert ist, dass er ein Zerhackungstaktsignal CLK_CHOP empfängt, einen differentiellen Eingang, der elektrisch mit dem positiven und dem negativen Eingangsspannungsanschluss V_IN+, V_IN– verbunden ist, und einen differentiellen Ausgang, der elektrisch mit einem differentiellen Eingang der ersten Verstärkerstufe 115 verbunden ist. Die Ausgangszerhackerschaltung 112 umfasst einen Takteingang, der so konfiguriert ist, dass er das Zerhackungstaktsignal CLK_CHOP empfängt, einen differentiellen Eingang, der elektrisch mit einem differentiellen Ausgang der ersten Verstärkerstufe 115 verbunden ist, und einen differentiellen Ausgang, der elektrisch mit einem differentiellen Eingang der zweiten Verstärkerstufe 116 und mit einem differentiellen Eingang der Rückkopplungsverstärkerstufe 117 verbunden ist. Die zweite Verstärkerstufe 116 umfasst ferner einen differentiellen Ausgang, der elektrisch mit dem positiven und dem negativen Ausgangsspannunganschluss V_OUT+, V_OUT– verbunden ist. Die Rückkopplungszerhackerschaltung 113 umfasst einen Takteingang, der so konfiguriert ist, dass er das Zerhackungstaktsignal CLK_CHOP empfängt, einen differentiellen Eingang, der elektrisch mit einem differentiellen Ausgang der ersten Rückkopplungs-Verstärkerstufe 117 verbunden ist, und einen differentiellen Ausgang, der elektrisch mit einem differentiellen Eingang des Kerbfilters 4 verbunden ist. Der Kerbfilter 4 umfasst ferner einen differentiellen Ausgang, der elektrisch mit einem differentiellen Offsetkorrektureingang der ersten Verstärkerstufe 115 verbunden ist.
Der Verstärker 110 wurde so konfiguriert, dass er eine Rückkopplungs-Offsetkorrekturschaltung umfasst, die aus der Rückkopplungs-Verstärkerstufe 117, der Rückkopplungs-Zerhackerschaltung 113 und dem Kerbfilter 4 besteht. Das differentielle Ausgangssignal der Ausgangszerhackerschaltung 112 kann von der Rückkopplungs-Verstärkerstufe 117 verstärkt, von der Rückkopplungs-Zerhackerschaltung 113 zerhackt und vom Kerbfilter 4 gefiltert werden, um ein differentielles Rückkopplungssignal zu erzeugen, das dazu verwendet werden kann, die Eingangsoffsetspannung des Verstärkers zu reduzieren, indem Ausgangssignalwelligkeiten bei der Zerhackerfrequenz der Eingangsoffsetspannung des Verstärkers unterdrückt werden. Insbesondere kann die Rückkopplungs-Offsetkorrekturschaltung die Eingangsoffsetspannung dadurch reduzieren, dass Rückkopplung zum Dämpfen von Frequenzkomponenten im Ausgangssignal des Verstärkers verwendet wird, die bei oder nahe der Zerhackerfrequenz liegen.
4C ist einen Schaltplan, der eine andere Ausführungsform eines Verstärkers 119 darstellt. Der Verstärker 119 umfasst den Kerbfilter 4, eine Eingangszerhackerschaltung 111, die Ausgangszerhackerschaltung 112, die Rückkopplungs-Zerhackerschaltung 113, die erste Verstärkerstufe 115, die zweite Verstärkerstufe 116, die Rückkopplungs-Verstärkerstufe 117 den positiven Eingangsspannungsanschluss V_IN+, den negativen Eingangsspannungsanschluss V_IN–, den positiven Ausgangsspannungsanschluss V_OUT+ und den negativen Ausgangsspannungsanschluss V_OUT–. Der Verstärker 119 in 4C gleicht dem Vestärker 110 in 4B mit der Ausnahme, dass der Verstärker 119 eine Konfiguration darstellt, bei der der differentielle Eingang der Rückkopplungs-Verstärkerstufe 117 elektrisch mit dem positiven und dem negativen Ausgangsspannunganschluss V_OUT+, V_OUT– und nicht dem differentiellen Ausgang der Ausgangszerhackerschaltung 112 verbunden ist. Weitere Angaben zum Verstärker 119 in 4C können den oben mit Bezug auf den Verstärker 110 in 4B beschriebenen Details gleichen.
4D ist einen Schaltplan, der eine andere Ausführungsform eines Verstärkers 120 darstellt. Der Verstärker 120 umfasst den Kerbfilter 4, eine Eingangszerhackerschaltung 121, eine Ausgangszerhackerschaltung 122, eine Vorsteuerungs-Zerhackerschaltung 123, eine erste Verstärkerstufe 125, eine zweite Verstärkerstufe 126 und eine Vorsteuerungs-Verstärkerstufe 127. Der Verstärker 120 umfasst ferner einen positiven Eingangsspannungsanschluss V_IN+, einen negativen oder invertierten Eingangsspannungsanschluss V_IN– und einen Ausgangspannungsanschluss V_OUT.
Die Eingangszerhackerschaltung 121 umfasst einen Takteingang, der so konfiguriert ist, dass er ein Zerhackungstaktsignal CLK_CHOP empfängt, einen differentiellen Ausgang, der elektrisch mit einem differentiellen Eingang der ersten Verstärkerstufe 125 verbunden ist, und einen differentiellen Eingang, der elektrisch mit dem positiven und dem negativen Eingangsspannungsanschluss V_IN+, V_IN– und einem differentiellen Eingang der Vorsteuerungs-Verstärkerstufe 127 verbunden ist. Die Vorsteuerungs-Zerhackerschaltung 123 umfasst einen Takteingang, der so konfiguriert ist, dass er das Zerhackungstaktsignal CLK_CHOP empfängt, einen differentiellen Eingang, der elektrisch mit einem differentiellen Ausgang der ersten Vorsteuerungs-Verstärkerstufe 127 verbunden ist, und einen differentiellen Ausgang, der elektrisch mit einem differentiellen Eingang des Kerbfilters 4 verbunden ist. Der Kerbfilter 4 umfasst ferner einen differentiellen Ausgang, der elektrisch mit einem differentiellen Offsetkorrektureingang der ersten Verstärkerstufe 125 verbunden ist. Die zweite Verstärkerstufe 126 umfasst einen Eingang, der elektrisch mit einem Ausgang der ersten Verstärkerstufe 125 verbunden ist, und einen Ausgang, der elektrisch mit dem Ausgangsspannunganschluss V_OUT verbunden ist. In der in 4D dargestellten Konfiguration wurde die Ausgangszerhackerschaltung 122 als Teil der ersten Verstärkerstufe 125 umgesetzt.
Wenn die Vorsteuerungs-Verstärkerstufe 127 kein differentielles Eingangssignal empfängt, kann das differentielle Ausgangssignal der Vorsteuerungs-Verstärkerstufe 127 einer verstärken Version der Eingangsoffsetspannung der Vorsteuerungs-Verstärkerstufe 127 entsprechen. Die Vorsteuerungs-Zerhackerschaltung 123 kann das differentielle Ausgangssignal der Vorsteuerungs-Verstärkerstufe 127 mit der Zerhackerfrequenz des Zerhackungstaktsignals CLK_CHOP zerhacken. Danach kann der Kerbfilter 4 die Stärke der Signalkomponenten des Ausgangs der Vorsteuerungs-Zerhackerschaltung 123 mit der Zerhackerfrequenz reduzieren oder dämpfen und somit die Stärke der Frequenzkomponenten der Eingangsoffsetspannung der Vorsteuerungs-Verstärkerstufe 127 reduzieren. Indem der Kerbfilter 4 zum Dämpfen oder Filtern der Ausgabe der Vorsteuerungs-Zerhackerschaltung 123 mit der Zerhackerfrequenz des Zerhackungstaktsignals CLK_CHOP eingesetzt wird, kann der Kerbfilter 4 dazu verwendet werden, ein Vorsteuerungs-Offsetkorrektursignal im Zusammenhang mit einem reduzierten oder entfernten Eingangsoffsetspannungsfehler zu erzeugen.
Die erste Verstärkerstufe 125 kann so konfiguriert sein, dass sie das differentielle Ausgangssignal des Kerbfilters 4 mit dem differentiellen Ausgangssignal der Eingangzerhackerschaltung 121 kombiniert. Da das differentielle Ausgangssignal des Kerbfilters 4 durch die Verstärkung der Vorsteuerungs-Verstärkerstufe 127 verstärkt wird, bevor es mit dem differentiellen Ausgangssignal der Eingangszerhackerschaltung 121 kombiniert wird, kann das Vorsteuerungs-Offsetkorrektursignal, das vom Kerbfilter 4 erzeugt wird, im Wesentlichen dazu verwendet werden, die Antwort Verstärkung über Frequenz des Verstärkers 120 nahe der Zerhackerfrequenz zu steuern. Da das Vorsteuerungs-Offsetkorrektursignal einen reduzieren Eingangsoffsetspannungsfehler aufweisen kann, kann das dargestellte Vorsteuerungs-Offsetkorrekturschema dazu verwendet werden, die Eingangsoffsetspannung des Verstärkers zu reduzieren.
5A ist ein schematisches Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform eines Kerbfilters 130. Der Kerbfilter 130 umfasst einen am Nulldurchgang abtastenden Kerbfilter 131 und einen zeitversetzten FIR-Kerbfilter 4. Zudem umfasst der Kerbfilter 130 einen Eingangsanschluss F_IN und einen Ausgangsanschluss F_OUT. Der am Nulldurchgang abtastende Kerbfilter 131 umfasst einen Eingang, der elektrisch mit dem Eingangsanschluss F_IN verbunden ist, und einen Ausgang, der elektrisch mit einem Eingang des zeitversetzten FIR-Kerbfilters 4 verbunden ist. Zudem umfasst der zeitversetzte FIR-Kerbfilter 4 einen Ausgang, der elektrisch mit dem Ausgangsanschluss F_OUT verbunden ist.
Der Kerbfilter 130 stellt ein Schema dar, in dem der am Nulldurchgang abtastenden Kerbfilter 131 und der zeitversetzte FIR-Kerbfilter 4 zwischen dem Eingangsanschluss F_IN und dem Ausgangsanschluss F_OUT kaskadiert wurde. Ein derartiges Kaskadieren des Kerbfilters kann verwendet werden, um einen Kerbfilter mit einem Sperrbereich vorzusehen, der im Vergleich zu einer Anordnung, bei der der zeitversetzte FIR-Kerbfilter 4 oder der am Nulldurchgang abtastende Kerbfilter 131 allein verwendet werden, eine bessere Dämpfung ergibt. Beispielsweise kann der Kerbfilter 130 in bestimmten Umsetzungen so konfiguriert sein, dass er Signale mit der Kerbfrequenz von ungefähr α₁·α₂ dämpft, wobei α₁ die Dämpfung des zeitversetzten FIR-Kerbfilters 4 mit der Kerbfrequenz und α₂ die Dämpfung des am Nulldurchgang abtastenden Kerbfilters 131 mit der Kerbfrequenz ist.
Der am Nulldurchgang abtastende Kerbfilter 131 kann ein Ausgangssignal erzeugen, indem er die Anstiegsrate eines Eingangssignals senkt, das von einem Filter und/oder Abtastnetzwerk bereitgestellt wird, um ein ansteigendes Signal zu erzeugen und das ansteigende Signal mit einer Zerhackerfrequenz abzutasten, die ungefähr doppelt so hoch wie die des Zerhackungstaktsignals CLK_CHOP ist, um ein Ausgangssignal zu erzeugen. Da ein Signal mit einer der Zerhackerfrequenz gleichen Frequenz eine Bezugsspannung regelmäßig mit einer Frequenz passieren kann, die ungefähr doppelt so hoch wie die Zerhackerfrequenz ist, kann der am Nulldurchgang abtastende Kerbfilter 131 bewirken, dass Frequenzkomponenten eines Eingangssignal gedämpft werden, die bei der Zerhackerfrequenz liegen. In bestimmten Umsetzungen, bei denen das Filtern eines zerhackten Signals von einer Zerhackerschaltung erzeugt wird, kann der am Nulldurchgang abtastende Kerbfilter 131 so konfiguriert sein, dass er das gefilterte Signal unter Verwendung eines Abtasttakts abtastet, der vom Zerhackungstaktsignal CLK_CHOP ungefähr 90° phasenverschoben ist.
5B ist ein schematisches Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform eines Kerbfilters 140. Der Kerbfilter 140 umfasst einen am Nulldurchgang abtastenden Kerbfilter 131 und den zeitversetzten FIR-Kerbfilter 4.
Der Kerbfilter 140 in 5B gleicht dem Kerbfilter 130 in 5A mit der Ausnahme, dass der Kerbfilter 140 in 5B eine differentielle Umsetzung des Kerbfilters 130 in 5A darstellt. Beispielsweise umfasst der Kerbfilter 140 einen positiven oder nicht-invertierten Eingangsanschluss F_IN+, einen negativen oder invertierten Eingangsanschluss F_IN–, einen positiven oder nicht-invertierten Ausgangsanschluss F_OUT+ und einen negativen oder invertierten Ausgangsanschluss F_OUT–. Der am Nulldurchgang abtastende Kerbfilter 131 umfasst einen differentiellen Eingang, der elektrisch mit dem positiven und dem negativen Eingangsanschluss F_IN+, F_IN– verbunden ist, und einen differentiellen Ausgang, der elektrisch mit dem differentiellen zeitversetzten FIR-Kerbfilter 4 verbunden ist. Der zeitversetzte FIR-Kerbfilter 4 umfasst ferner einen differentiellen Ausgang, der elektrisch mit dem positiven und dem negativen Ausgangsanschluss F_OUT+, F_OUT– verbunden ist. Weitere Angaben zum Kerbfilter 140 in 5B können den oben mit Bezug auf den Kerbfilter 130 in 5A beschriebenen Details gleichen.
Die Kerbfilter 130, 140 in 5A und 5B können gemäß den hierin beschriebenen Verstärkern verwendet werden, einschließlich beispielsweise den in 1 und 4A–4D gezeigten Verstärkern.
6 ist eine Grafik 150 von Amplitude über Frequenz für ein Beispiel für den Kerbfilter 130 in 5A. Die Grafik 150 umfasst eine erste Aufzeichnung 151 mit Amplitude über Frequenz für den zeitversetzten FIR-Kerbfilter 4 und eine zweite Aufzeichnung 152 mit Amplitude über Frequenz für den Kerbfilter 130. Wie in 6 gezeigt, kann der Kerbfilter 130 eine Amplitude über Frequenz-Antwort haben, die der eines Sync-Squared-Filters gleicht. Zudem zeigt 6, dass eine Kaskade des am Nulldurchgang abtastenden Kerbfilters 131 und des zeitversetzten FIR-Kerbfilters 4 einen weiteren und tieferen Sperrbereich vorsehen kann als eine Konfiguration, bei der der zeitversetzte FIR-Kerbfilter 4 allein verwendet wird.
In der Beschreibung und den Ansprüche oben wird sich auf Elemente oder Eigenschaften bezogen, die aneinander „angeschlossen“ oder miteinander „verbunden“ sind. Im vorliegenden Dokument bedeutet „angeschlossen“, soweit nicht ausdrücklich anders angegeben, dass ein Element/eine Eigenschaft direkt oder indirekt an ein anderes Element/eine andere Eigenschaft angeschlossen ist, und dies nicht unbedingt mechanisch. Gleichermaßen bedeutet „verbunden“, soweit nicht ausdrücklich anders angegeben, dass ein Element/eine Eigenschaft direkt oder indirekt mit einem anderen Element/einer anderen Eigenschaft verbunden ist, und dies nicht unbedingt mechanisch. Daher können, obwohl die verschiedenen in den Figuren gezeigten Abbildungen beispielhafte Anordnungen von Elementen und Komponenten zeigen, in einer tatsächlichen Ausführungsform zusätzliche intervenierende Elemente, Geräte, Eigenschaften oder Komponenten vorliegen (in der Annahme, dass die Funktion der gezeigten Schaltungen nicht beeinträchtigt ist).
Anwendungen
Vorrichtungen, in denen die oben beschriebenen Entwürfe eingesetzt werden, können in verschiedenen elektronischen Geräten umgesetzt werden. Zu den Beispielen für elektronische Geräte können unter anderem Produkte für die medizinische Bildgebung und Überwachung, die Unterhaltungs- und Gebrauchselektronik, Teile von Produkten für die Unterhaltungs- und Gebrauchselektronik, elektronische Testgeräte usw. gehören. Elektronische Vorrichtungen sind zum Beispiel auch Speicherchips, Speichermodule, Schaltungen von optischen Netzwerken oder anderen Kommunikationsnetzwerken und Disk-Treiberschaltungen. Zu Produkten für die Unterhaltungs- und Gebrauchselektronik gehören unter anderem Mobiltelefone, Telefone, Fernseher, Computerbildschirme, Computer, Handcomputer, Personal Digital Assistants (PDAs), Mikrowellengeräte, Kühlschränke, Automobile, Stereosysteme, Kassettenrecorder oder -player, DVD-Player, CD-Player, Videorekorder, MP3-Player, Radios, Camcorders, Kameras, Digitalkameras, tragbare Speicherchips, Waschmaschinen, Wäschetrockner, Waschtrockner, Kopiergräte, Fax-Geräte, Scanner, Multifunktions-Peripheriegeräte, Armbanduhren, Uhren usw. Ferner können elektronische Geräte unfertige Produkte umfassen.

Claims

Verstärker (1, 110, 119, 120), der Folgendes umfasst: eine Vielzahl von Verstärkerstufen (2), die so konfiguriert sind, dass sie ein differentielles Eingangsspannungssignal verstärken, um ein Ausgangssignal zu erzeugen; einen Zerhackerblock (3), der so konfiguriert ist, dass er ein verstärktes differentielles Signal der Vielzahl von Verstärkerstufen (2) mit einer Zerhackerfrequenz zerhackt, um ein zerhacktes Signal zu erzeugen; und einen Kerbfilter (4, 10, 20, 30), der so konfiguriert ist, dass er das zerhackte Signal mit der Zerhackerfrequenz dämpft, um ein gefiltertes Signal zu erzeugen, wobei der Kerbfilter (4, 10, 20, 30) Folgendes umfasst: einen ersten Filter (12a, 32a) mit endlicher Impulsantwort (FIR), der so konfiguriert ist, dass er das zerhackte Signal abtastet, um eine erste Vielzahl von Abtastungen als Ausgabe zu erzeugen; einen zweiten FIR-Filter (12b, 32b), der so konfiguriert ist, dass er das zerhackte Signal abtastet, um eine zweite Vielzahl von Abtastungen als Ausgabe zu erzeugen, wobei mindestens ein Teil der ersten Vielzahl von Abtastungen in Bezug auf die zweite Vielzahl von Abtastungen zeitversetzt ist; und und einen Filter (13, 33) mit unendlicher Impulsantwort (IIR), der so konfiguriert ist, dass er das gefilterte Signal zumindest teilweise erzeugt, indem er die Ausgabe des ersten FIR-Filters (12a, 32a) und die Ausgabe des zweiten FIR-Filters (12b, 32b) integriert.
Verstärker nach Anspruch 1, wobei der IIR-Filter (13, 33) ferner so konfiguriert ist, dass er das gefilterte Signal erzeugt, indem er die erste Vielzahl von Abtastungen mittelt und die zweite Vielzahl von Abtastungen mittelt.
Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kerbfilter (4, 10, 20, 30) ferner einen dritten FIR-Filter (12c, 32c) umfasst, der so konfiguriert ist, dass er das zerhackte Signal regelmäßig abtastet, um eine dritte Vielzahl von Abtastungen als Ausgabe zu erzeugen, und wobei mindestens ein Teil der dritten Vielzahl von Abtastungen in Bezug auf die erste und zweite Vielzahl von Abtastungen zeitversetzt ist, und wobei der IIR-Filter (13, 33) ferner so konfiguriert ist, dass er ein gefiltertes Signal erzeugt, indem er die Ausgabe des dritten FIR-Filters (12c, 32c) integriert.
Verstärker nach Anspruch 3, wobei der erste FIR-Filter (12a, 32a) so konfiguriert ist, dass er während einer ersten Abtastphase eine erste Abtastung des zerhackten Signals erzeugt und während einer zweiten Abtastphase eine zweite Abtastung des zerhackten Signals erzeugt, und wobei der zweite FIR-Filter (12b, 32b) so konfiguriert ist, dass er während der zweiten Abtastphase eine dritte Abtastung des zerhackten Signals erzeugt und während einer dritten Abtastphase eine vierte Abtastung des zerhackten Signals erzeugt, und wobei der dritte FIR-Filter (12a, 32c) so konfiguriert ist, dass er während der dritten Abtastphase eine fünfte Abtastung des zerhackten Signals erzeugt und während der ersten Abtastphase eine sechste Abtastung des zerhackten Signals erzeugt.
Verstärker nach Anspruch 4, wobei der erste FIR-Filter (12a, 32a) einen ersten Abtastkondensator umfasst (71), der so konfiguriert ist, dass er die erste Abtastung speichert, und einen zweiten Abtastkondensator (72), der so konfiguriert ist, dass es die zweite Abtastung speichert, und wobei der zweite FIR-Filter (12b, 32b) einen dritten Abtastkondensator (73) umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die dritte Abtastung speichert, und einen vierten Abtastkondensator (74), der so konfiguriert ist, dass er die vierte Abtastung speichert, und wobei der dritte FIR-Filter (12c, 32c) einen fünften Abtastkondensator (75) umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die fünfte Abtastung speichert, und einen sechsten Abtastkondensator (76), der so konfiguriert ist, dass er die sechste Abtastung speichert.
Verstärker nach Anspruch 5, wobei der erste IIR-Filter (13, 33) einen Integrationskondensator (88, 89) umfasst, und wobei der IIR-Filter (13, 33) so konfiguriert ist, dass er das gefilterte Signal aufgrund einer Spannung am Integrationskondensator (88, 89) erzeugt, und wobei der erste FIR-Filter (12a, 32a) so konfiguriert ist, dass er den ersten und den zweiten Abtastkondensator (71, 72) während der dritten Abtastphase elektrisch mit dem Integrationskondensator (88, 89) verbindet, und wobei der zweite FIR-Filter (12b, 32b) so konfiguriert ist, dass er den dritten und den vierten Abtastkondensator (73, 74) während der ersten Abtastphase elektrisch mit dem Integrationskondensator (88, 89) verbindet, und wobei der dritte FIR-Filter (12c, 32c) so konfiguriert ist, dass er den fünften und den sechsten Abtastkondensator (75, 76) während der zweiten Abtastphase elektrisch mit dem Integrationskondensator (88, 89) verbindet.
Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und die zweite Vielzahl von Abtastungen eine Abtastfrequenz aufweisen, die ungefähr doppelt so hoch wie die Zerhackerfrequenz ist.
Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl der Verstärkerstufen (2) eine erste Verstärkerstufe (105, 115, 125) umfasst, und wobei der Zerhackerblock eine Eingangszerhackerschaltung (101, 111, 121) und eine Ausgangszerhackerschaltung (102, 112, 122) umfasst, und wobei die Eingangszerhackerschaltung (101, 111, 121) so konfiguriert ist, dass sie das differentielle Eingangsspannungssignal mit der Zerhackerfrequenz zerhackt, um ein zerhacktes differentielles Eingangssignal zu erzeugen, und wobei die erste Verstärkerstufe (105, 115, 125) so konfiguriert ist, dass sie das zerhackte differentielle Eingangssignal verstärkt, um das verstärkte differentielle Signal zu erzeugen, und wobei die Ausgangszerhackerschaltung (102, 112, 122) so konfiguriert ist, dass sie das verstärkte differentielle Signal mit der Zerhackerfrequenz zerhackt, um das zerhackte Signal zu erzeugen.
Verstärker nach Anspruch 8, wobei die Vielzahl der Verstärkerstufen (2) ferner eine zweite Verstärkerstufe (106, 116, 126) umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie das gefilterte Signal verstärkt, um das Ausgangssignal zu erzeugen.
Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vielzahl der Verstärkerstufen eine erste Verstärkerstufe (105, 115, 123) umfasst, und wobei der Zerhackerblock (3) eine Eingangszerhackerschaltung (101, 111, 112) und eine Ausgangszerhackerschaltung (102, 112, 122) umfasst, und wobei die Eingangszerhackerschaltung (101, 111, 112) so konfiguriert ist, dass sie das differentielle Eingangsspannungssignal mit der Zerhackerfrequenz zerhackt, um ein zerhacktes differentielles Eingangssignal zu erzeugen, und wobei die erste Verstärkerstufe (105, 115, 125) so konfiguriert ist, dass sie das zerhackte differentielle Eingangssignal und das gefilterte Signal kombiniert, um ein kombiniertes Signal zu erzeugen, und wobei die Ausgangszerhackerschaltung (101, 112, 122) so konfiguriert ist, dass sie das kombinierte Signal mit der Zerhackerfrequenz zerhackt, um das zerhackte kombinierte Signal zu erzeugen.
Verstärker nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl der Verstärkerstufen (2) ferner eine Vorsteuerungs-Verstärkerstufe (127) umfasst, und der Zerhackerblock (3) ferner eine Vorsteuerungs-Zerhackerschaltung (123) umfasst, und wobei die Vorsteuerungs-Verstärkerstufe (127) so konfiguriert ist, dass sie das differentielle Eingangsspannungssignal verstärkt, um das verstärkte differentielle Signal zu erzeugen, und wobei die Vorsteuerungs-Zerhackerschaltung (123) so konfiguriert ist, dass sie das verstärkte differentielle Signal mit der Zerhackerfrequenz zerhackt, um das zerhackte Signal zu erzeugen.
Verstärker nach Anspruch 10, wobei die Vielzahl der Verstärkerstufen (2) ferner eine Rückkopplungs-Verstärkerstufe (117) umfasst, und der Zerhackerblock (3) ferner eine Rückkopplungs-Zerhackerschaltung (113) umfasst, und wobei die Rückkopplungs-Verstärkerstufe (117) so konfiguriert ist, dass sie das zerhackte kombinierte Signal verstärkt, um das verstärkte differentielle Signal zu erzeugen, und wobei die Rückkopplungs-Zerhackerschaltung (113) so konfiguriert ist, dass sie das verstärkte differentielle Signal mit der Zerhackerfrequenz zerhackt, um das zerhackte Signal zu erzeugen.
Verstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kerbfilter (4, 10, 20, 30) ferner einen am Nulldurchgang abtastenden Filter umfasst, der so konfiguriert ist, dass er das zerhackte Signal mit der Zerhackerfrequenz dämpft, bevor das zerhackte Signal an den ersten und den zweiten FIR-Filter (12a, 32a, 12b, 32b) geleitet wird.
Kerbfilter (4, 10, 20, 30), der folgendes umfasst: einen ersten Filter (12a, 32a) mit endlicher Impulsantwort (FIR), der so konfiguriert ist, dass er regelmäßig ein Eingangssignal abtastet, um eine erste Vielzahl von Abtastungen als Ausgabe zu erzeugen; einen zweiten FIR-Filter (12b, 32b), der so konfiguriert ist, dass er das Eingangssignal regelmäßig abtastet, um eine zweite Vielzahl von Abtastungen als Ausgabe zu erzeugen, wobei mindestens ein Teil der ersten Vielzahl von Abtastungen in Bezug auf die zweite Vielzahl von Abtastungen zeitversetzt ist; und einen Filter (13, 33) mit unendlicher Impulsantwort (IIR), der so konfiguriert ist, dass er ein Ausgangssignal zumindest teilweise erzeugt, indem er die Ausgabe des ersten FIR-Filters (12a, 32a) und die Ausgabe des zweiten FIR-Filters (12b, 32b) integriert.
Kerbfilter nach Anspruch 14, wobei der IIR-Filter (13, 33) ferner so konfiguriert ist, dass er das gefilterte Signal erzeugt, indem er die erste Vielzahl von Abtastungen mittelt und die zweite Vielzahl von Abtastungen mittelt.
Kerbfilter nach einem der Ansprüche 14–15, der ferner einen dritten FIR-Filter (12c, 32c) umfasst, der so konfiguriert ist, dass er das Eingangssignal regelmäßig abtastet, um eine dritte Vielzahl von Abtastungen als Ausgabe zu erzeugen, wobei mindestens ein Teil der dritten Vielzahl von Abtastungen in Bezug auf die erste und zweite Vielzahl von Abtastungen zeitversetzt ist, und wobei der IIR-Filter (13, 33) ferner so konfiguriert ist, dass er das Ausgangssignal erzeugt, indem er die Ausgabe des dritten FIR-Filters (12c, 32c) integriert.
Kerbfilter nach Anspruch 16, wobei der erste FIR-Filter (12a, 32a) so konfiguriert ist, dass er während einer ersten Abtastphase eine erste Abtastung des Eingangssignals erzeugt und während einer zweiten Abtastphase eine zweite Abtastung des Eingangssignals erzeugt, und wobei der zweite FIR-Filter (12b, 32b) so konfiguriert ist, dass er während der zweiten Abtastphase eine dritte Abtastung des Eingangssignals erzeugt und während einer dritten Abtastphase eine vierte Abtastung des Eingangssignals erzeugt, und wobei der dritte FIR-Filter (12c, 32c) so konfiguriert ist, dass er während der dritten Abtastphase eine fünfte Abtastung des Eingangssignals erzeugt und während der ersten Abtastphase eine sechste Abtastung des Eingangssignals erzeugt.
Kerbfilter nach Anspruch 17, wobei der erste FIR-Filter (12a, 32a) einen ersten Abtastkondensator (71) umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die erste Abtastung speichert, und einen zweiten Abtastkondensator (72), der so konfiguriert ist, dass es die zweite Abtastung speichert, und wobei der zweite FIR-Filter (12b, 32b) einen dritten Abtastkondensator (73) umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die dritte Abtastung speichert, und einen vierten Abtastkondensator (74), der so konfiguriert ist, dass er die vierte Abtastung speichert, und wobei der dritte FIR-Filter (12c, 32c) einen fünften Abtastkondensator (75) umfasst, der so konfiguriert ist, dass er die fünfte Abtastung speichert, und einen sechsten Abtastkondensator (76), der so konfiguriert ist, dass er die sechste Abtastung speichert.
Kerbfilter nach Anspruch 18, wobei der erste IIR-Filter (13, 33) einen Integrationskondensator (88, 89) umfasst, und wobei der IIR-Filter (13, 33) so konfiguriert ist, dass er das Ausgangssignal aufgrund einer Spannung am Integrationskondensator (88, 89) erzeugt, und wobei der erste FIR-Filter (12a, 32a) so konfiguriert ist, dass er den ersten und den zweiten Abtastkondensator (71, 72) während der dritten Abtastphase elektrisch mit dem Integrationskondensator (88, 89) verbindet, und wobei der zweite FIR-Filter (12b, 32b) so konfiguriert ist, dass er den dritten und den vierten Abtastkondensator (73, 74) während der ersten Abtastphase elektrisch mit dem Integrationskondensator (88, 89) verbindet, und wobei der dritte FIR-Filter (12c, 32c) so konfiguriert ist, dass er den fünften und den sechsten Abtastkondensator (75, 76) während der zweiten Abtastphase elektrisch mit dem Integrationskondensator (88, 89) verbindet.
Verfahren zur Filterung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Erzeugen einer ersten Vielzahl von Abtastungen eines Eingangssignals unter Verwendung eines ersten Filters (12a, 32a) mit endlicher Impulsantwort (FIR); Erzeugen einer zweiten Vielzahl von Abtastungen des Eingangssignals unter Verwendung eines zweiten FIR-Filters (12b, 32b), wobei zumindest ein Teil der ersten Vielzahl von Abtastungen in Bezug auf die zweite Vielzahl von Abtastungen zeitversetzt ist; Mitteln der ersten Vielzahl von Abtastungen während einer ersten Taktsignalphase, um eine erste gemittelte Abtastung zu erzeugen; Integrieren der ersten gemittelten Abtastung auf einen Integrationskondensator eines Filters (13, 33) mit unendlicher Impulsantwort (IIR) während der ersten Taktsignalphase; Mitteln der zweiten Vielzahl von Abtastungen während einer zweiten Taktsignalphase, um eine zweite gemittelte Abtastung zu erzeugen; und Integrieren der zweiten gemittelten Abtastung auf den Integrationskondensator (88, 89) während der zweiten Taktsignalphase.