TWI287353B - Calibration circuit and method for filter bandwidth which is parasitic capacitance sensitive or insensitive - Google Patents

Description

1287353 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明總體涉及無線通信系統，更具體地（但不是排他地）， 本發明涉及校驗騎线容_財滅力誠器帶寬。 【先前技#?】 已知地，通信系統支援無線和/或有線通信設備之間的無線和 有線通信。這樣通信系統從國家和/或國際蜂窩電話系統到互聯 網’到點對點家用無線網路。每種類型的通信系統根據一個或多 個通信標準構建和據此操作。例如，無線通信系統可以根據一個 或多個標準操作，這些標準包括，但不局限於，正，藍 牙、兩級移動電話服務(AMPS)、數位AMPS、全球通信系統 (GSM)、碼分多址（CDMA)和/或它們的變化。 有關’無線通信設備（諸如蜂窩電話、雙 向热線電、個人數位助理(PDA)、個人電腦（pc)、攜帶型電腦、 豕庭娛雜置等等雜或離與其他無線通信設備通信 。對於直 接通Η也稱爲點對點通信）而言，參與的無線通信設備將它們 的接收機和發射機調譜至相同的通道或通道對(例如，無線通信系 統的多個射頻⑽）載波中的—個)並在該通道或通道對上通信。 對於間接無_信而言，每—健線通錄倾由指定通道直接 ”相關％的基站(例如，對於蜂高服矛务而言)和/或相關聯的接入點 (例如’對於室内或建築物内部的無線網路而言)通信。爲了完成無 線通W備之間的通信連接，相關聯的基站和/或相關聯的接入點 5 1287353 、 ㉙岭統控制11、公共交換電話網、互聯網和/或其他—些廣域網 • 來彼此直接通信。 對於參與無線通信的每一個無線通信設備而言，其包括内置 ' 無線電收發信機（即接收機和發射機）或連接到相關聯的無線電 ' 收發信機（如驗室内和/鍵築_無線通侧路的基站、即 數據機等）。衆所周知，接收機接收邸信號，直接或者經由一個 或多辦頻級從RF信號帽除RP載波鮮，並且衡雜定無線 • 通信標準將信號解調以重新獲得傳輸信號。發射機根據特定無線 通信標準通過直接或者使用多個中頻級將資料調製爲即載波來 將資料轉換成RF信號以産生RF信號。 丄發射機也可以包括低通濾波器（LPF)，該低通遽波器將頻率 高於特定截止頻率的某些信號過濾，以便降低噪音或其他非期望 信號方式。然而，由於製造過程㈣過程偏差或其他原因， _止鮮可峨指賴止鮮發生偏差，使儲的舷部分截 • 止或不使信號的非期望部分截止。 相應地，需要新的電路和方法，該電路和方法爲具有對寄生 電容敏感或不敏感的滤波器帶寬補伽望截止頻率（即原始設計 頻率）與實際截止頻率之間的偏差。 【發明内容】 本發明的實施例是將低通濾波器的截止頻率移到設計截止 頻率以便校正製造過程中的過程偏差或其他原因所引起的差別。 1287353 ii、^^⑽—個貫施僧’—種方法包括：當將相等的電流 4慮波刪-树和第二树上時，測量第—元件和第二元 件之間的繼；以及如果存麵量繼，調-或第二元 件中的至少-個。麟軸推触_設計特性更緊 密地匹配。可以麵方法，朗獲得可接受的⑽指定的)、 差值（例如，在縣·的誤絲_)爲止。 一在本發明的一個實施例中，一種系統（例如觸包括：比

車乂 =口！丨擎。比較酬量在將相等的電流加观波涵第一元件 和第二元件均慮㈣—元件和第二树之間的電壓差。如 果存在測量電壓差，該引擎（其通信地連接到第-元件和第二元 件中的至^健通j吕地連接到比較器）調節第一元件或第二元 件中的至少-個。翻節使魏^的雖舰航麟計特性更 緊密地匹配。 根據本發明的一個方面，提供了一種方法，包括·· 當將相料電流加到濾波器的第—元件和第二元件上時，測 里濾波為的第一元件和第二元件之間的電壓差；以及 如果存在測量電壓差，調節第一元件或第二元件中的至少一 個，其中該調節使濾波器的特性與濾波器的設計特性更緊密地匹 配。 較佳的實施例是’濾、波器包括低通濾波器。 較佳的實施例是，低通濾波器包括11(：：濾波器。 較佳的實施例是，所述特性包括濾波器的截止頻率。 7 1287353 較佳的實施例是，當不存在電壓差時截止頻率與設計截止頻 β 率匹配。 較佳的實施例是，第一元件包括電容陣列並且上述調節啟動 • 該陣列中的一個或多個電容器。 車乂佳的貫施例是’本方法還包括將陣列中的每個電容器的電 荷設置爲零、$復測量並調節，直至測量電壓差小於預先指定的 公差爲止。 • 較佳的實施例是’上述方法還包括重復測量和調節，直酬 量的電壓小於預先指定的公差爲止。 依知、本發明的一個方面，提供了—種系統，包括： 用於在將相等的電流加到濾波器第一元件和第二元件上 日^•’測里渡波$第-it件和第二元件之間的電壓差的裝置；以及 用於在存在測量電縣時調節第一元件或第二元件中的至 少-侧裝置，射制驗獻騎特賊級⑽設計特性 • 更緊密地匹配。 依照本發明的另一個方面，提供了一種系統，包括： 比較裔，其能夠在將相等的電流加到濾波器的第一元件和第 二兀件上時’測量第-元件和第二元件之間的電壓差；以及 引擎’其通信地連接到第-和第二元件中的至少—個，並且 難地雜账較1，所刺擎麟在存麵量賴差時，調節 第-元贼第二元件巾少-個，其中該爾賊波器的特^ 與濾波器的設計特性更緊密的匹配。 8 1287353 較佳的實施例是，濾波器包括低通濾波器。 較佳的實施例是，低通濾波器包括RC濾波器。 較佳的實施例是，所述特性包括濾波器的戴止頻率。 較/U的貫施例疋’當不存在電壓差時戴止頻率與設計戴止頻 率匹配。 較佳的實施例是，第一元件包括電容陣列並且上述調節啟動 該陣列中的一個或多個電容器。 • 較佳的實施例是，比較器和引擎還能夠分別重復測量和調 節，直到測量電壓差處於預先指定的公差以内爲止。 【實施方式】 提供以下的描述以使任何本領域的一般技術人員能夠實現 並使財發明，並且在特定細及其需求社下对提供了本發 明。對於本領域的技術人g而言，對實施綱不同改變是顯而易 見的。在不脫離本發明的精神和保護範圍的前提下，可將本文中 象定義的通用原理應用到其他的實施例和應用中。因此，本發明並 *用於爲圖示的實施例所限制，而是遵循本文所揭示的原理：特 徵和教學來獲得最寬的保護範圍。 圖1疋框圖’不出了根據本發明一個實施例的網路系統10。 系統ίο包括多個基站和/或接入點12_16、多個無線通信設備π -32以及網路硬體構件34。無線通信設備18一32可以是攜帶型 主機18和26、個人數位助理主機2〇和3〇、個人電腦主機^和 32和/或蜂窩電話主機22和28。 1287353 :站或接入點12經由局域網連接％、38和4〇操作性連接 路硬體34。網路硬體34(其可以是路由器、 、 f機、系統控制器等㈣通信系統_ 了廣域_接二 :站或接入點！2-16的每—個_目關的天線或天線陣列以鱼 入點12-14註冊以接收來自觸統ω的業務。對於直

接（即點對點通信）而言，無線通信設備經由分 接通信。 且 典型地，基站用於蜂窩電話系統和類似類型的系統，而接入 設備包括内置無 線電設備和/或連制無線電設備，而與通信系統的具體類型益 關。無線電設備包括能_功率放大糧功率的發射機，從 ，具有降低的辨需求的特性，從而擴展了相_的電源的使用 哥命。 圖2A是電路圖，示出了簡單的職通滤波器200，波 爾寬對物綱。_ ㈣㈣（其阻抗爲r) 和電容器（其電容爲c)組成，電絲接地。然而，將把v〇ut和 地之間的寄生電容總計爲縣蚊c，鼠帶妓寄錄感的。 在另方面，對於電容非敏感濾波器而言，寄生電容不會影響原 始餅帶寬。從以下等式可以推導出，·器測的設計截^頁 ^等於1/RC。然而’由於製造過程中的過程偏差，實際截止頻率 是1/R’C’，這是由於製造電路的阻祕_彳 1287353 間的設計規範不匹配。 圖2B是210，其示出了 Rc低通濾波器2〇〇的設計截止頻率 和只際截止頻率之間的差值。等於截止頻率吻時，LpF 33〇將維 持仫定增益。高於截止頻率時，信號衰減。截止頻率是基於如下 推導的增益等於Vout/Vm的事實。然而，如圖2B所示，設計戴止 頻率經常從實際截止頻率漂移。 1 1 1 ,

—、相應地’按以上等式’調節RC濾波器的阻抗和/或電容將調 即截止頻率ω()，柯峨正或概實喊止鮮和設計頻率之間 的偏差。如以下所將進一步討論的，5比特校驗碼猶⑽3)可 用於使LPF330的電容陣列42〇 (圖4)中的電容導通和截止，這 將改變電容’從敝魏止鮮。

圖3疋框圖，其示出了連接到低通濾波器（LPF) 330的RC 枚％私路3〇〇。在本發明的_個實施例中，LpF挪包括遽波 /用於過/慮戴止點以上的頻率。可以經由使用5比特校驗碼挪 “周^慮波為的截止點或帶寬。本領域的一般技術人員會理解可 ^用其他的触控铜理。在本發明的—個實施例中 ，RC校驗 可用于同通濾波器或帶通濾波器，高通濾波器和帶通濾 波器具有與LPF33G不_鮮回應。 圖4疋框圖，其示出了 RC校驗電路300 (圖3 )。電阻器410 1287353 和電容陣列420 (它們組成了基於R(^LPF33〇)中的每一個都 連接到比較器430，比較器430連接到電容陣列引擎440，電容陣 列引擎440連接到電容陣列420。比較器430接收並測量電阻器 410和電容器420的電壓差。電容陣列420也可爲引擎440提供反 饋。基於測量的電壓差和反饋，電容陣列引擎44〇産生5比特的 碼來改變電容陣列420的電容。 當正確校驗LPF330時，V〗將等於V2，即： c 從而，

RC = AT 其中R是電阻器410的阻抗，c是電容陣列420的電容，j 是流經電阻器410和電容陣列420的電流（I1=I2=B)，兄是電 阻器410上的電壓，％是電容陣列42〇上的電壓，ΔΤ是電容陣列 420充電的時間（例如，常數）。 在電路300工作期間，比較器430測量電容陣列420 (ν2) 和電阻器410 (Vl)的電壓差並將該差值傳輸到電容陣列引擎 440如果存在電壓差，電容陣列引擎44〇產生$比特碼3如並將 忒5比特碼傳送到電容陣列42〇，電容陣列將陣列中的— 些電容啟動或去活（見圖5)。 5比特碼320中的每一個比特啟動電容陣列42〇的單個電容 时在本發明的一個實施例中，最初陣列42〇中的所有可啟動電 备态是非活動態的，引擎44〇可按順序將陣列42〇中的電容器啟 12 1287353 ，引擎440可

^理解可^伽其他的—麵術，胁確定所要啟動或去活的 電合益的數里。縣發餐另—個實_巾，引擎調節電阻 斋410的阻抗和電容陣列42〇的電容。對於對寄生電容敏感的滤 波器帶寬而言，概電路300仍可通過調節％分支上的電阻器· 動，罝到v,，爲止。在本發明㈣—個實施例中 的阻抗來確定合適的帶寬。 S 5疋框圖，其示出了 RC枚驗電路3〇〇的電容陣列42〇。 電谷陣列包括6個電谷恭，其中的5個是可啟動的。陣列柳中 的每個電容H可具有相_電容或者可财如圖5所示的差電 容。本領域的一般技彳标人員會理解陣列420可包括另外的或更少 的電容器。在本發明的一個實施例中，陣列42〇可包括替代電容 器的電感或者電感與電容器的結合。 圖6是流程圖，示出了校驗濾波器33〇以補償設計截止頻率 和貫際截止頻率之間偏差的方法。首先，分別通過電阻器41〇和 電容陣列42G傳送電流1,和l2⑽），這兩個電流相等。然後測 量（620)和比較（630)在電阻器41〇和陣列42〇上的電壓。如 果（640)不存在差值（例如，小於可接受公差），那麼方法咖 …束。如果（640)存在電壓差（大於可接受公差），那麼調節電 容陣列420 (650)，將電容器的電容電荷設置（步.驟660)爲〇， 13 1287353 並重復方法600 本領域的-般技術人員會理解並不—定需要以上面所提到 的順序執狀法_ ’缺秘可喊柄啸行方法_的許 多子步驟。 本發明圖示實施例的以上描述僅僅是通過示例的方式，根據 以上的教學，上述實施例和方法的其他變化和修改是可能的。可 使用可編程通聽减腦、特定顧碰電路或者互連常規構件 • 和電路的網路來實現本發明的構件。連接方式可以是有線、無線、 數據機等。本文所描述的實施例並非窮舉和限制性的。本發明僅 僅通過以下權利要求來限制。 【圖式簡單說明】 參考以下附圖描述本發明的非限制性和非窮舉的實施例，其 中除非另有指定，否則在各個棚中類似的標號表示類似的部分。 圖1是框圖，示出根據本發明一個實施例的網路系統，· ❿ 圓2八是電路圖，示出簡單的RC低通濾、波器，該濾、波器的帶_ 寄生β敏感； 圓2Β是示出RC低通濾波器的設計截止頻率和實際截止頻率之間 的差值的圖； 圖3是框圖，示出連接到低通濾波器的RC校驗電路； 圖4是框圖，示出圖3的RC校驗電路； 圖5是框圖，示出RC校驗電路的電容陣列；並且 圖6是流程圖，示出校驗濾波器以補償設計截止頻率和實際戴止 14 1287353 頻率之間偏差的方法。 【主要元件符號說明】 網路糸統10 基站和/或接入點12、14、16 攜帶型主機18、26 個人數位助理主機20、30 蜂窩電話主機22、28 個人電腦主機24、32 網路硬體構件34 局域網連接 36、38、40 廣域網連接42 RC低通濾波器 200 RC校驗電路300 5比特校驗碼 320 低通濾波器（LPF) 330 電阻器410 電容陣列420 比較器 430 電容陣列引擎440 方法600 分別通過電阻器和電容陣列傳送電流610 測量在電阻器和陣列上的電壓620 比幸交在電阻器和陣列上的電壓630 是否存在電壓差大於可接受公差640_ 調節電容陣列650 將電容器的電容電荷設置爲0,並重復方法600 660

Claims (1)

1287353 秦 >月少!修(更)正眷換鈉 _____ { 、sfc …--------------- .J 甲Μ專利範圍： 種對寄生電容敏感或不敏感的濾波器帶寬校驗方法，包括： 、田將相等的電流加到滤波器的第一元件和第二元件時， 、里所述第一元件和所述第二元件的電壓差；以及 如果存在測量電壓差，調節所述第一元件或所述第二元 件中的至少—個，使所述濾波器的實際特性更接近其設計特 ^ ^ ’所述特性包括截止解和/或帶寬。 中明專利範圍第1項所述的對寄生電容敏感或不敏感的濾 ;皮_見；k驗方法，其中所述濾、波器包括低通滤波器。 如申凊專利範圍第2項所述的對寄生電容敏感或不敏感的遽 ;皮_見校驗方法，其中所述低通濾、波器包括RC濾波器。 如申明專利範圍第2項所述的對寄生電容敏感或不敏感的濾 波為帶寬校驗方法，其中所述特性包括所述濾波器的截止頻 率。 •如申請專利範圍第4項所述的對寄生電容敏感或不敏感的滤 波為帶寬校驗方法，其中當不存在電壓差時，所述截止頻率 與设計戴止頻率相匹配。 6 · 一種對寄生電容敏感或不敏感的濾波器帶寬校驗系統，包括： 用於在將相等的電流加到濾波器的第一元件和第二元件 時，測量所述第一元件和所述第二元件的電壓差的裝置； 用於在存在測量電壓差時調節所述第一元件和所述第二 元件中至少一個的裝置，使所述濾波器的實際特性更接近其 1287353

卜^ 修(更)正替換 設計特性， 種對寄生電容敏感或不敏感的濾波器带寬校驗系統，包括·· 比h為，其能夠在將相等的電流加到濾波器的第一元件 彳第元件&，測量所述第一元件和所述第二元件的電壓 差；以及 引擎其通k地連接到所述第一元件和所述第二元件中 ^至少-個’並通信地連制所述比較^，魏夠在存在測 里電壓差時調節所述第—元件和所述第二元件中至少一個， 使所猶波器的實際特性更接近其設計特性，所述特性包括 戴止頻率和/或帶寬。 8.如帽專利範圍第7項所述的對寄生電容敏感或不敏感的滤 9波益帶寬校驗系統，其中所述濾波器包括低通遽波器。 .如申請糊細第8销_解生電魏錢不敏感的濾、 波纖校驗系統，其中所述低職波器包括職波器。 •如申請專利細第7項所述的對寄生電容敏感或不敏感的滤 波讀寬校驗系統，其中所述特性包括所述據波器的截止頻