專利名稱：混合低通增量求和調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換技術(shù)，特別是涉及利用增量求和(sigma-delta)調(diào)制器的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)。
2.現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)已有多種A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)。這些A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)中的每一項(xiàng)技術(shù)，對應(yīng)于A/D轉(zhuǎn)換的應(yīng)用，都具有其各自的優(yōu)點(diǎn)。在具體應(yīng)用中，A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)的選擇，可根據(jù)需要考慮的事項(xiàng)來進(jìn)行，至少需要考慮到具體應(yīng)用的速度、精度、成本、動態(tài)范圍及耗電量的要求。現(xiàn)有的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)通常屬于下述兩種類型就第一種類型的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)而言，模擬輸入信號直接與數(shù)字基準(zhǔn)值相比較。A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字輸出，等于與模擬輸入信號最近相比較的數(shù)字基準(zhǔn)值。這種類型的A/D轉(zhuǎn)換器被認(rèn)為是速度快，但是，要利用這種類型A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)來獲得高的分辨力，通常是價(jià)格昂貴的或是相當(dāng)困難的。就第二種類型A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)而言，模擬輸入信號被轉(zhuǎn)換為一個(gè)數(shù)值，用這個(gè)數(shù)值來代表對應(yīng)于模擬輸入信號的數(shù)字值。第二種類型的A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)中包括增量求和調(diào)制。


圖1為方框圖，表示一種采用增量求和調(diào)制技術(shù)的A/D調(diào)制器10。在這個(gè)A/D調(diào)制器10中，模擬輸入信號被采樣并輸入求和節(jié)點(diǎn)12，求和節(jié)點(diǎn)12借助于作為A/D調(diào)制器10的輸出的反饋信號來對模擬輸入求和。求和節(jié)點(diǎn)通常采用電容開關(guān)。通過將A/D調(diào)制器10的輸出反饋回求和節(jié)點(diǎn)12，使求和節(jié)點(diǎn)12的輸出保持為零平均信號值。求和節(jié)點(diǎn)12的輸出代表著模擬輸入信號值從一個(gè)采樣到下一個(gè)采樣的變化，而且代表著零平均信號值，該求和節(jié)點(diǎn)12的輸出被輸入給有源環(huán)路濾波器14。
環(huán)路濾波器的輸出被輸入比較器16，用來與基準(zhǔn)值進(jìn)行比較。當(dāng)輸出值高于基準(zhǔn)值時(shí)，A/D調(diào)制器的輸出為一個(gè)高的邏輯值，而且一個(gè)高的邏輯值被反饋到求和節(jié)點(diǎn)12。當(dāng)積分值低于基準(zhǔn)值時(shí)，A/D調(diào)制器的輸出為一個(gè)低的邏輯值，而且一個(gè)低的邏輯值被反饋到求和節(jié)點(diǎn)12。高的邏輯值和低的邏輯值，構(gòu)成了A/D調(diào)制器10的位流輸出，通常在輸出端利用一個(gè)數(shù)字濾波器來進(jìn)行濾波。有關(guān)這方面的討論內(nèi)容超出了本說明書的范圍。
增量求和調(diào)制技術(shù)的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是，能夠使用低分辨力元件來處理模擬輸入信號，而且能夠獲得高分辨力的數(shù)字輸出信號，這是因?yàn)檫@種A/D轉(zhuǎn)換并不依靠精密匹配的模擬元件。
通常，有源環(huán)路濾波器14采用的是有源離散時(shí)間環(huán)路濾波器或有源連續(xù)時(shí)間環(huán)路濾波器。有源離散時(shí)間環(huán)路濾波器的一個(gè)實(shí)例是圖2A所示的一種簡化的開關(guān)電容積分器20。有源連續(xù)時(shí)間環(huán)路濾波器的一個(gè)實(shí)例是圖2B所示的一種跨導(dǎo)積分器40。
現(xiàn)參看圖2A，開關(guān)電容積分器20包括第一個(gè)和第二個(gè)開關(guān)22和24，通常借助MOS晶體管來實(shí)現(xiàn)；一個(gè)輸入電容器26；一個(gè)運(yùn)算放大器28及一個(gè)反饋電容器30。開關(guān)電容積分器20的一個(gè)輸入端可以經(jīng)過第一個(gè)開關(guān)22連接到輸入電容器26。這樣，存儲在電容器26上的數(shù)值，能夠通過第二個(gè)開關(guān)24，轉(zhuǎn)移到運(yùn)算放大器28的輸入端。反饋電容器30被連接在運(yùn)算放大器28的輸出端與運(yùn)算放大器28的輸入端之間的一個(gè)反饋環(huán)路之中。
開關(guān)電容積分器20，在高的線性度和短的建立時(shí)間方面的性能，取決于運(yùn)算放大器28的性能。高線性度和短建立時(shí)間的要求，通常滿足于高帶寬的運(yùn)算放大器28，運(yùn)算放大器的帶寬通常高于A/D調(diào)制器10的輸入信號(Vin)的帶寬幾個(gè)數(shù)量級。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道，運(yùn)算放大器28的高帶寬要求，確定了A/D調(diào)制器10的耗電量的下限。
為了降低在有源離散時(shí)間環(huán)路濾波器中所使用的開關(guān)電容積分器20的耗電量，在連續(xù)時(shí)間環(huán)路濾波器中，圖2A所示的開關(guān)電容積分器20被圖2B所示的跨導(dǎo)-C積分器40所取代。
現(xiàn)參看圖2B，跨導(dǎo)積分器40包括一個(gè)源極接地的N溝道MOS晶體管42；一個(gè)源極與Vdd相連的P溝道MOS晶體管44；一個(gè)運(yùn)算放大器46及一個(gè)反饋電容器48。在跨導(dǎo)積分器40中，一個(gè)輸入信號(求和節(jié)點(diǎn)12的輸出)被連接到N溝道MOS晶體管42的柵極；而一個(gè)偏壓(Vb)被耦合到P溝道MOS晶體管44的柵極。N溝道MOS晶體管42及P溝道MOS晶體管44的漏極，構(gòu)成一個(gè)公共節(jié)點(diǎn)，連接到運(yùn)算放大器46的輸入端。反饋電容器48被連接在運(yùn)算放大器46的輸出端與運(yùn)算放大器46的輸入端之間的一個(gè)反饋環(huán)路之中。
雖然圖2B所示的連續(xù)時(shí)間積分器的耗電量并沒有圖2A所示的離散時(shí)間積分器的耗電量大，但是，圖2B所示的連續(xù)時(shí)間積分器的非線性卻大于圖2A所示的離散時(shí)間積分器的非線性，即使是在差分情況(圖2A所示的是單端情況)下。這些非線性可增大A/D調(diào)制器10的諧波失真及時(shí)鐘抖動靈敏度，并可通過混合高頻量化噪聲，將A/D調(diào)制器10的動態(tài)范圍減小到基帶。
為了避免伴隨著以圖2A所示的有源離散時(shí)間環(huán)路濾波器及圖2B所示的連續(xù)時(shí)間環(huán)路濾波器為代表的有源環(huán)路濾波器的各種問題，A/D調(diào)制器10中的環(huán)路濾波器14采用了圖2C所示的無源離散時(shí)間環(huán)路濾波器。圖2C所示的這種無源離散時(shí)間環(huán)路濾波器以無源開關(guān)電容鏈路50的形式來實(shí)現(xiàn)。
無源開關(guān)電容鏈路50包括開關(guān)52、54和56；開關(guān)電容級58，它具有開關(guān)60、62、64和66及電容器68、70和72；以及相位裕量級74，它具有開關(guān)76和78及電容器80和82。輸入開關(guān)52、54和56，分別被用來將電壓Vin、Vref和-Vref與開關(guān)電容級58中的電容器68的第一個(gè)極板連接起來。在開關(guān)電容級中，開關(guān)60和62分別被用來將電容器68的第二個(gè)極板與接地(GND)基準(zhǔn)電位和電容器70的第一個(gè)極板連接起來。開關(guān)64被用來將電容器70的第一個(gè)極板與電容器72的第一個(gè)極板連接起來。開關(guān)66被用來將電容器72的第一個(gè)極板與比較器16連接起來。電容器70和72的第二個(gè)極板接地。在相位裕量級74中，開關(guān)76被用來將比較器的輸入端與電容器80的第一個(gè)極板連接起來，而開關(guān)78被用來將電容器80的第一個(gè)極板與電容器82的第一個(gè)極板連接起來。電容器80和82的第二個(gè)極板接地。
無源開關(guān)電容鏈路50的工作包括重復(fù)進(jìn)行的第一步和第二步。在第一步中，開關(guān)52、60、64和76接通。從而，在開關(guān)電容級58中，電容器68被充電到電壓Vin，而且電容器70上的電壓加到電容器72上；而在相位裕量級74中，位于比較器16輸入端的任何電荷都被流駐電容器80。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道，當(dāng)開關(guān)64接通時(shí)，由于電容器70的電容通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電容器72的電容，因此電容器72上的電壓實(shí)際上與電容器70上的電壓相等。
在第二步中，開關(guān)54或開關(guān)56接通，而且開關(guān)62、66和78接通。從而，在開關(guān)電容級58中，根據(jù)是開關(guān)54還是開關(guān)56被接通，電壓Vref或是被加到電容器68上的電壓Vin上，或是被從電容器68上的電壓Vin中減去，于是，當(dāng)?shù)谝徊胶偷诙街貜?fù)進(jìn)行時(shí)，電容器70累積電容器68上的電荷。另外，電容器72上的電壓代表著電容器70從前一個(gè)循環(huán)的第一步和第二步的電荷累積，電容器72上的電壓被提供給比較器16的輸入端。在相位裕量級74中，電容器80上的電荷被分配給電容大得多的電容器82。
雖然無源開關(guān)電容鏈路50減輕了伴隨著前面所述的有源離散時(shí)間環(huán)路濾波器10及有源連續(xù)時(shí)間環(huán)路濾波器30的一些問題，但在A/D調(diào)制器10中使用無源開關(guān)電容鏈路，仍然存在著一些問題。一個(gè)缺點(diǎn)是使用無源開關(guān)電容鏈路需要比較器16能夠在其輸入端具有高的信號分辨力。
當(dāng)A/D調(diào)制器10的調(diào)制級數(shù)增加時(shí)，比較器16的高分辨力要求會變得更高。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道，A/D調(diào)制器10的調(diào)制級數(shù)取決于在環(huán)路濾波器14內(nèi)級聯(lián)的積分器的數(shù)目。這是因?yàn)楫?dāng)A/D調(diào)制器10的調(diào)制級數(shù)增加時(shí)，驅(qū)動比較器16的無源開關(guān)電容鏈路50的輸出會非常迅速地降低。由于驅(qū)動的降低，再加上在無源開關(guān)電容鏈路50中沒有增益，從而，比較器16必須具有高的分辨力。
另外，雖然相位裕量級74被用來提高A/D調(diào)制器10的相位裕量，但是，相位裕量級74所產(chǎn)生的熱噪聲會限制A/D調(diào)制器10的動態(tài)范圍，Chen等人在《一種帶有內(nèi)置混頻器的10MHz IF輸入的0.25-mW低通無源增量求和調(diào)制器》(A0.25-mW Low-Pass PassiveSigma delta Modulator with Built-in Mixer for a 10-MHz IF Input)中公開了一種開關(guān)電容鏈路50使用的相位裕量級74，這篇文章刊登于IEEE固態(tài)電路學(xué)報(bào)1998年第32卷第6期第774頁～782頁(IEEEJournal of Solid State Circuits，Vol.32，No.6，pp.774～782，1998)。
雖然開關(guān)電容鏈路50要求高的分辨力，但是，必須保持比較器16的短的等待時(shí)間(latency)(等待時(shí)間由比較器16的達(dá)穩(wěn)時(shí)間(settle)長度來確定)，以保持A/D調(diào)制器10的穩(wěn)定性。由于在A/D調(diào)制器10中使用開關(guān)電容鏈路50對等待時(shí)間和分辨力提出了要求，因此，A/D調(diào)制器的調(diào)制級數(shù)通常被限制為不超過兩級。
本發(fā)明的概述根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，一種混合環(huán)路濾波器包括一個(gè)積分器，有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中，輸出端構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的一個(gè)輸出端；多個(gè)單端跨導(dǎo)放大器(single endedtransconductance amplifier)，每個(gè)跨導(dǎo)放大器有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中，跨導(dǎo)放大器的每個(gè)輸出端都連接到積分器的輸入端；一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路，有一個(gè)輸入端和多個(gè)分路，其中，每個(gè)分路都連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的輸入端；以及一個(gè)饋通分路，有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中，輸入端連接到開關(guān)電容低通鏈路的輸入端，以構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的一個(gè)輸入端，而輸出端連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的輸入端。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，一種混合環(huán)路濾波器包括一個(gè)積分器，有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中，輸出端構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的一個(gè)輸出端；多個(gè)差分輸入單端輸出跨導(dǎo)放大器(differentialinput single ended output transconductance amplifier)，每個(gè)跨導(dǎo)放大器有第一個(gè)輸入端、第二個(gè)輸入端及一個(gè)輸出端，其中，跨導(dǎo)放大器的每個(gè)輸出端都連接到積分器的輸入端；第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路，有一個(gè)輸入端和多個(gè)分路，其中，每個(gè)分路都連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路，有一個(gè)輸入端和多個(gè)分路，其中，每個(gè)分路都連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端；第一個(gè)饋通分路，有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中，輸入端連接到第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的輸入端，以構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第一個(gè)輸入端，而輸出端連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；以及第二個(gè)饋通分路，有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中，輸入端連接到第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的輸入端，以構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第二個(gè)輸入，而輸出端連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，一種混合環(huán)路濾波器包括一個(gè)積分器，有第一個(gè)和第二個(gè)輸入端及第一個(gè)和第二個(gè)輸出端，其中，第一個(gè)和第二個(gè)輸出端構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第一個(gè)和第二個(gè)輸出端；多個(gè)差分輸入差分輸出跨導(dǎo)放大器(differential input differentialoutput transconductance amplifier)，每個(gè)跨導(dǎo)放大器有第一個(gè)和第二個(gè)輸入端及第一個(gè)和第二個(gè)輸出端，其中，每個(gè)跨導(dǎo)放大器中的第一個(gè)輸出端連接到積分器的第一個(gè)輸入端，每個(gè)跨導(dǎo)放大器中的第二個(gè)輸出端連接到積分器的第二個(gè)輸入端；第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路，有一個(gè)輸入端和多個(gè)分路，其中，每個(gè)分路都連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路，有一個(gè)輸入端和多個(gè)分路，其中，每個(gè)分路都連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端；第一個(gè)饋通分路，有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中，輸入端連接到第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的第一個(gè)輸入端，以構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第一個(gè)輸入端，而輸出端連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；第二個(gè)饋通分路，有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中，輸入端連接到第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的輸入端，以構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第二個(gè)輸入，而輸出端連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端。
附圖的簡要說明圖1為方框圖，表示一種采用本領(lǐng)域所公知的有源或無源環(huán)路濾波器的增量求和A/D調(diào)制器。
圖2A為示意圖，表示一種應(yīng)用于A/D調(diào)制器的本領(lǐng)域所公知的簡化的有源離散時(shí)間環(huán)路濾波器。
圖2B為示意圖，表示一種應(yīng)用于A/D調(diào)制器的本領(lǐng)域所公知的簡化的有源連續(xù)時(shí)間環(huán)路濾波器。
圖2C為示意圖，表示一種應(yīng)用于A/D調(diào)制器的本領(lǐng)域所公知的簡化的無源離散時(shí)間環(huán)路濾波器。
圖3為示意圖，表示一種增量求和A/D調(diào)制器，其中，采用了本發(fā)明的一種環(huán)路濾波器。
圖4A為示意圖，表示根據(jù)本發(fā)明的適用于A/D調(diào)制器的環(huán)路濾波器的第一個(gè)實(shí)施例。
圖4B為示意圖，表示圖4A所示的根據(jù)本發(fā)明的適用于A/D調(diào)制器的第一個(gè)環(huán)路濾波器實(shí)施例的第一種變化。
圖4C為示意圖，表示圖4A所示的根據(jù)本發(fā)明的適用于A/D調(diào)制器的第一個(gè)環(huán)路濾波器實(shí)施例的第二種變化。
圖5A為示意圖，表示一種單端跨導(dǎo)放大器的NMOS的實(shí)例，它適用于圖4A～圖4C所示的根據(jù)本發(fā)明的環(huán)路濾波器。
圖5B為示意圖，表示一種單端跨導(dǎo)放大器的PMOS的實(shí)例，它適用于圖4A～圖4C所示的根據(jù)本發(fā)明的環(huán)路濾波器。
圖6A為示意圖，表示根據(jù)本發(fā)明的適用于A/D調(diào)制器的環(huán)路濾波器的第二個(gè)實(shí)施例。
圖6B為示意圖，表示圖6A所示的根據(jù)本發(fā)明的適用于A/D調(diào)制器的第一個(gè)環(huán)路濾波器實(shí)施例的第一種變化。
圖6C為示意圖，表示圖6A所示的根據(jù)本發(fā)明的適用于A/D調(diào)制器的第一個(gè)環(huán)路濾波器實(shí)施例的第二種變化。
圖7A為示意圖，表示一種差分輸入單端輸出跨導(dǎo)放大器的NMOS的實(shí)例，它適用于圖6A～圖6C所示的根據(jù)本發(fā)明的環(huán)路濾波器。
圖7B為示意圖，表示一種差分輸入單端輸出跨導(dǎo)放大器的PMOS的實(shí)例，它適用于圖6A～圖6C所示的根據(jù)本發(fā)明的環(huán)路濾波器。
圖8A為示意圖，表示根據(jù)本發(fā)明的適用于A/D調(diào)制器的環(huán)路濾波器的第三個(gè)實(shí)施例。
圖8B為示意圖，表示圖8A所示的根據(jù)本發(fā)明的適用于A/D調(diào)制器的第三個(gè)環(huán)路濾波器實(shí)施例的第一種變化。
圖8C為示意圖，表示圖8A所示的根據(jù)本發(fā)明的適用于A/D調(diào)制器的第三個(gè)環(huán)路濾波器實(shí)施例的第二種變化。
圖9A為示意圖，表示一種差分輸入差分輸出跨導(dǎo)放大器的NMOS的實(shí)例，它適用于圖8A～圖8C所示的根據(jù)本發(fā)明的環(huán)路濾波器。
圖9B為示意圖，表示一種差分輸入差分輸出跨導(dǎo)放大器的PMOS的實(shí)例，它適用于圖8A～圖8C所示的根據(jù)本發(fā)明的環(huán)路濾波器。
最佳實(shí)施例的詳細(xì)說明本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識到，本發(fā)明的下述說明僅僅是示例性說明，并不對本發(fā)明在任何方面構(gòu)成限制。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以很容易地想象出本發(fā)明的其他實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明，一種增量求和A/D調(diào)制器102如圖3所示，其中使用了環(huán)路濾波器100，該環(huán)路濾波器100混合了純有源及純無源環(huán)路濾波技術(shù)。在本發(fā)明的環(huán)路濾波器100中，無源開關(guān)電容鏈路元件和有源連續(xù)時(shí)間濾波器元件所構(gòu)成的環(huán)路濾波器100，即使在A/D調(diào)制器的調(diào)制級數(shù)大于2的情況下，也允許使用低分辨力比較器104。這種低分辨力比較器的一個(gè)實(shí)例是一個(gè)不需要偏流的動態(tài)比較器。另外，在根據(jù)本發(fā)明的環(huán)路濾波器中，還能夠有效地減小在有源連續(xù)時(shí)間環(huán)路濾波器技術(shù)中常見的因失真、量化噪聲及時(shí)鐘抖動的混合作用而將動態(tài)范圍減小到基帶的問題。
圖4A表示本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例，環(huán)路濾波器100-1包括一個(gè)饋通分路108；一個(gè)多級的開關(guān)電容低通鏈路110；一個(gè)具有多個(gè)跨導(dǎo)放大器的跨導(dǎo)放大級112；以及一個(gè)積分器114。在環(huán)路濾波器100-1中，饋通分路108和開關(guān)電容低通鏈路110的每一級，都連接著跨導(dǎo)放大級112內(nèi)的一個(gè)跨導(dǎo)放大器。饋通分路108或開關(guān)電容低通鏈路110的每一級與一個(gè)跨導(dǎo)放大器所組成的每一個(gè)組合，構(gòu)成環(huán)路濾波器100-1的一個(gè)分路。
開關(guān)電容低通鏈路110的每一級和饋通分路108包括第一個(gè)電容器120和第二個(gè)電容器122。在饋通分路108和開關(guān)電容低通濾波鏈路110的n-1級中，示出了第一個(gè)電容器組120-1～120-n及第二個(gè)電容器組122-1～122-n。在環(huán)路濾波器100-1的輸入端，輸入開關(guān)116、118-1和118-2被用來耦合電壓Vin、Vref及-Vref并連接第一組電容器120-1(位于饋通分路108內(nèi))及120-2(位于開關(guān)電容低通濾波鏈路110第一級內(nèi))的第一個(gè)極板。第一個(gè)電容器組120-3～120-n的第一個(gè)極板和第二個(gè)電容器組122-1～122-n的第一極板被接地。在開關(guān)電容低通濾波鏈路110的每一級中，電容器組120中的每個(gè)電容器的第二個(gè)極板可以經(jīng)過開關(guān)124，連接到電容器組122中的每個(gè)電容器的第二個(gè)極板；而電容器組120中每個(gè)電容器的第二個(gè)極板可以經(jīng)過開關(guān)126，連接到位于相鄰級內(nèi)的電容器組122中的每個(gè)電容器的第二個(gè)極板。電容器120-1～120-2的第二個(gè)極板還可以分別通過開關(guān)128-1和128-2來接地。
在開關(guān)電容低通鏈路110的n-1級的每一級中以及在饋通分路108中，第二個(gè)電容器組122-1～122-n的每個(gè)電容器的第二個(gè)極板分別被連接到在跨導(dǎo)放大器級112中的多個(gè)跨導(dǎo)放大器130-1～130-n的一個(gè)跨導(dǎo)放大器的輸入端，以在環(huán)路濾波器100-1中構(gòu)成n個(gè)分路?？鐚?dǎo)濾波器130-1～130-n被用來保持A/D調(diào)制器10的穩(wěn)定性。圖5A和圖5B示出了適用于本發(fā)明的并且本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的單端跨導(dǎo)放大器130的實(shí)例。圖5A表示NMOS單端跨導(dǎo)放大器的實(shí)例，而圖5B表示PMOS單端跨導(dǎo)放大器的實(shí)例。
在跨導(dǎo)放大器130-1～130-n中，跨導(dǎo)(gm)值從左到右迅速提高。舉例來說，就三級調(diào)制器而言，跨導(dǎo)放大器130-1、130-2和130-3之間的gm1/gm2/gm3的比值，可以是8/300/10000?？鐚?dǎo)放大器130-n的gm值為最大，從而，帶有跨導(dǎo)放大器130-n的分路被稱之為主分路(dominant branch)。由于開關(guān)電容低通鏈路110在信號帶寬內(nèi)具有單位增益，而且高的gm值，從環(huán)路濾波器100-1的輸入端到跨導(dǎo)放大器130的輸出端，提供了大的增益，從而，這個(gè)主分路具有最大的增益。
跨導(dǎo)放大器130-1～130-n具有低的線性度要求，即使連接到饋通分路108和開關(guān)電容低通鏈路110第一部分的跨導(dǎo)放大器130被暴露在大的量化噪聲之下，也是如此，這是因?yàn)橥ㄟ^連接到開關(guān)電容低通鏈路110第一部分的跨導(dǎo)放大器130內(nèi)的較低增益，降低了噪聲。另外，雖然來自主分路的噪聲和失真是處于支配地位，但是，量化噪聲在抵達(dá)開關(guān)電容低通鏈路110的主分路的輸入端之前，已經(jīng)被大大降低，這是因?yàn)槲挥谥鞣致穬?nèi)的跨導(dǎo)放大器130-n的輸入振幅是非常小的。因此，主分路不可能產(chǎn)生大的失真或時(shí)鐘抖動噪聲。
跨導(dǎo)放大器130-1～130-n的輸入端全部被連接在一起，并構(gòu)成積分器14的輸入端?，F(xiàn)有各種各樣的積分器對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是公知的，根據(jù)本發(fā)明，適用的積分器114中包括運(yùn)算放大器132，這個(gè)運(yùn)算放大器在其輸入端與輸出端之間連接有反饋電容器134。運(yùn)算放大器的輸出端連接到比較器104的輸入端。應(yīng)當(dāng)知道的是，在根據(jù)本發(fā)明的環(huán)路濾波器100-1的各種變化中，積分器114如圖4B所示，可以通過一個(gè)加載電容器(loading capacitor)136來實(shí)現(xiàn)，電容器136的第一個(gè)極板連接到跨導(dǎo)級112的輸出端和比較器104的輸入端，而電容器136的第二個(gè)極板接地。另外，如圖4C所示，積分器14也可以被省去。應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)積分器114被省去時(shí)，饋通分路108就不包含在內(nèi)，這是因?yàn)樗信c開關(guān)電容低通鏈路110有關(guān)的分路都已經(jīng)被綜合起來。
積分器114的一個(gè)要求是吸收來自跨導(dǎo)級112的誤差電流，并且提供充電電流給比較器104的輸入電容。當(dāng)比較器104的輸入電容低的時(shí)候，而且在正常工作條件下來自跨導(dǎo)級112的誤差電流也是低的時(shí)候，積分器114的偏流也可以被設(shè)置為一個(gè)小的數(shù)值，而不違反積分器114的性能要求。在跨導(dǎo)級112之后，由積分器114所產(chǎn)生的輸入失真和噪聲，將通過跨導(dǎo)級112的增益被減小。與連續(xù)時(shí)間有源環(huán)路濾波器有關(guān)的各種問題，例如因大的失真及量化噪聲的混合而降低到基帶，都能夠被防止。
饋通分路108和開關(guān)電容低通鏈路110的工作包括重復(fù)進(jìn)行的第一步和第二步。在第一步中，開關(guān)116、126和128被接通。從而，電容器120-1～120-n被充電到電壓Vin，而且電容器122-2～122-(n-1)上的電壓分別被加在電容器120-3～120-n上。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道，當(dāng)開關(guān)126接通時(shí)，電容器122-2～122-(n-1)上的電壓分別被加在電容器120-3～120-n上，這是因?yàn)橄鄬τ陔娙萜?20-3～120-n來說，電容器122-2～122-(n-1)的電容分別相對較高。
在第二步中，開關(guān)118-1或開關(guān)118-2接通，而且開關(guān)124接通。從而，在饋通分路108和開關(guān)電容低通鏈路110中，根據(jù)是開關(guān)118-1還是開關(guān)118-2被接通，電壓Vref或者是被加到作用在電容器120-1和120-2上的電壓Vin上，或者是被從作用在電容器120-1和120-2上的電壓Vin中減去。這個(gè)電壓值也被加在電容器122-1和122-2上。當(dāng)?shù)谝徊胶偷诙奖恢貜?fù)時(shí)，電容器122-2～122-n分別累積在電容器120-2～120-n上的電荷。電容器122-1～122-n上的電壓，分別被提供到跨導(dǎo)放大器130-1～130-n的輸入端。
應(yīng)當(dāng)知道的是，在環(huán)路濾波器100-1中，由于跨導(dǎo)放大器130-1～130-(n-1)及積分器114的偏流與主分路中的跨導(dǎo)放大器130-n的偏流相比是小的，從而，電流損耗是低的。另外，在非主分路中達(dá)到所要求的gm值所需要的電流，與主分路中達(dá)到所要求的gm值所需要的電流相比，可以忽略不計(jì)。由于來自其他分路及連續(xù)時(shí)間積分器的熱噪聲通過主分路的增益而被降低，從而，主分路的熱噪聲減小。電流向主分路集中，有助于降低調(diào)制器的熱噪聲和增大調(diào)制器的動態(tài)范圍。
圖6A表示本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的環(huán)路濾波器100-2。環(huán)路濾波器100-2與環(huán)路濾波器100-1相似，只是環(huán)路濾波器100-2的跨導(dǎo)級內(nèi)的跨導(dǎo)放大器140-1～140-n為差分輸入單端輸出MOS跨導(dǎo)放大器，而不是環(huán)路濾波器100-1的跨導(dǎo)級內(nèi)的單端MOS跨導(dǎo)放大器130-1～130-n。因此，第一個(gè)和第二個(gè)饋通分路108-1和108-2及第一個(gè)和第二開關(guān)電容低通鏈路110-1和110-2(類似于環(huán)路濾波器100-1內(nèi)的饋通分路108和開關(guān)電容低通鏈路110)，被連接到環(huán)路濾波器100-2的差分輸入單端輸出MOS跨導(dǎo)放大器140的輸入端。
圖7A和圖7B表示適用于本發(fā)明的、并且為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的差分輸入單端輸出跨導(dǎo)放大器140的實(shí)例。圖7A表示NMOS微分輸入單端輸出跨導(dǎo)放大器的實(shí)例，而圖7B表示PMOS微分輸入單端輸出跨導(dǎo)放大器的實(shí)例。
應(yīng)當(dāng)知道的是，就像根據(jù)本發(fā)明的環(huán)路濾波器100-1的各種變化一樣，如圖6B所示，環(huán)路濾波器100-2中的積分器114可以通過一個(gè)加載電容器136來實(shí)現(xiàn)，電容器136的第一個(gè)極板連接到跨導(dǎo)級112的輸出端及比較器104的輸入端，而電容器136的第二個(gè)極板接地。另外，如圖6C所示，積分器114也可以被省略。應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)積分器114被省略時(shí)，饋通分路108-1和108-2就不包含在內(nèi)，這是因?yàn)樗信c開關(guān)電容低通鏈路110-1和110-2有關(guān)的分路都已經(jīng)被綜合起來。
圖8A表示本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的環(huán)路濾波器100-3。環(huán)路濾波器100-3與環(huán)路濾波器100-1及100-2相似，只是環(huán)路濾波器100-3的跨導(dǎo)級內(nèi)的跨導(dǎo)放大器150-1～150-n為差分輸入差分輸出MOS跨導(dǎo)放大器，而不是環(huán)路濾波器100-1的跨導(dǎo)級內(nèi)的單端MOS跨導(dǎo)放大器130-1～130-n和環(huán)路濾波器100-2的跨導(dǎo)級內(nèi)的差分輸入單端輸出MOS跨導(dǎo)放大器140-1～140-n。
因此，第一個(gè)和第二個(gè)饋通分路108-1和108-2及第一個(gè)和第二開關(guān)電容低通鏈路110-1和110-2(類似于環(huán)路濾波器100-1內(nèi)的饋通分路108和開關(guān)電容低通鏈路110)，被連接到環(huán)路濾波器100-2的差分輸入差分輸出MOS跨導(dǎo)放大器150的輸入端，而且積分器114也與環(huán)路濾波器100-1和100-2的積分器不同，包括有一個(gè)差分輸入差分輸出運(yùn)算放大器152及第一個(gè)反饋電容器154和第二個(gè)反饋電容器156，反饋電容器連接在運(yùn)算放大器的輸入端與輸出端之間。
圖9A和圖9B表示適用于本發(fā)明的、并且為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的差分輸入差分輸出跨導(dǎo)放大器150的實(shí)例。圖9A表示NMOS差分輸入差分輸出跨導(dǎo)放大器的實(shí)例，而圖9B表示PMOS差分輸入差分輸出跨導(dǎo)放大器的實(shí)例。
應(yīng)當(dāng)知道的是，在根據(jù)本發(fā)明的環(huán)路濾波器100-3的各種變化中，如圖8B所示，積分器114可以通過一個(gè)加載電容器158來實(shí)現(xiàn)，電容器158連接在跨導(dǎo)級112的輸出端之間。另外，積分器114也可以被省略。應(yīng)當(dāng)注意的是，當(dāng)積分器114被省略時(shí)，饋通分路108-1和108-2就不包含在內(nèi)，這是因?yàn)樗信c開關(guān)電容低通鏈路110-1和110-2有關(guān)的分路都已經(jīng)被綜合起來。
雖然本文展示和描述了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例及應(yīng)用，但對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，顯然能夠在不偏離本發(fā)明的原理的前提下進(jìn)行前面所描述內(nèi)容之外的更多改進(jìn)。因此，本發(fā)明不受上述所描述的內(nèi)容限制，而是以所附的權(quán)利要求書來確定所要保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種混合環(huán)路濾波器，包括一個(gè)積分器，積分器有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，所述的輸出端構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的輸出端；多個(gè)跨導(dǎo)放大器，每個(gè)跨導(dǎo)放大器中都有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，每個(gè)所述的跨導(dǎo)放大器的輸出端都連接到積分器的輸入端；一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路，該開關(guān)電容低通鏈路有一個(gè)輸入端和多個(gè)分路，每個(gè)所述的分路分別連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的輸入端；以及一個(gè)饋通分路，該饋通分路有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，所述的輸入端連接到開關(guān)電容低通鏈路的輸入端，以構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的輸入端，而所述的輸出端連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合環(huán)路濾波器，其中，每個(gè)所述的跨導(dǎo)放大器都是一個(gè)單端跨導(dǎo)放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述的積分器是一個(gè)運(yùn)算放大器，這個(gè)放大器具有一個(gè)輸入端，構(gòu)成積分器的輸入端；一個(gè)輸出端，構(gòu)成積分器的輸出端；以及一個(gè)反饋電容器，連接在運(yùn)算放大器的輸入端與輸出端之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述的積分器是一個(gè)加載電容器，這個(gè)積分器有第一個(gè)極板和第二個(gè)極板，所述的第一個(gè)極板連接到每個(gè)跨導(dǎo)放大器的輸出端，并構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的輸出端，而所述的第二個(gè)極板連接到基準(zhǔn)電位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合環(huán)路濾波器，其中，在所述的開關(guān)電容低通鏈路中的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接所述的第一個(gè)電容器和所述的第二個(gè)電容器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述開關(guān)電容低通鏈路的多個(gè)分路中的第一個(gè)分路具有第一個(gè)電容器，連接到環(huán)路濾波器的輸入端；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接第一個(gè)電容器和第二個(gè)電容器，而且，在所述開關(guān)電容低通鏈路中的除第一個(gè)分路以外的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器，它可以通過第一個(gè)開關(guān)連接到開關(guān)電容低通鏈路的另一個(gè)分路，并且可以通過第二個(gè)開關(guān)連接到第二個(gè)電容器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述的饋通分路具有第一個(gè)電容器，連接到混合環(huán)路濾波器的輸入端；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接第一個(gè)電容器與第二個(gè)電容器。
8.一種混合環(huán)路濾波器，包括多個(gè)跨導(dǎo)放大器，每個(gè)跨導(dǎo)放大器中都有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，每個(gè)所述的跨導(dǎo)放大器的輸出端連接在一起，構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的一個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路，該開關(guān)電容低通鏈路具有一個(gè)輸入端和多個(gè)分路，所述的輸入端構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的一個(gè)輸入端，而每個(gè)所述的分路分別連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混合環(huán)路濾波器，其中，每個(gè)所述的跨導(dǎo)放大器是一個(gè)差分輸入單端輸出跨導(dǎo)放大器。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混合環(huán)路濾波器，其中，在所述的開關(guān)電容低通鏈路中的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接所述的第一個(gè)電容器和所述的第二個(gè)電容器。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述開關(guān)電容低通鏈路的多個(gè)分路中的第一個(gè)分路具有第一個(gè)電容器，連接到環(huán)路濾波器的輸入端；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接第一個(gè)電容器和第二個(gè)電容器，而且，在所述開關(guān)電容低通鏈路中的除第一個(gè)分路以外的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器，該第一個(gè)電容器可以通過第一個(gè)開關(guān)連接到開關(guān)電容低通鏈路的另一個(gè)分路，并且可以通過第二個(gè)開關(guān)連接到第二個(gè)電容器。
12.一種混合環(huán)路濾波器，包括一個(gè)積分器，該積分器有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，所述的輸出端構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的輸出端；多個(gè)跨導(dǎo)放大器，每個(gè)跨導(dǎo)放大器中都有第一個(gè)輸入端、第二個(gè)輸入端及一個(gè)輸出端，每個(gè)所述的跨導(dǎo)放大器的輸出端都連接到積分器的輸入端；第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路，這個(gè)開關(guān)電容低通鏈路有一個(gè)輸入端和多個(gè)分路，每個(gè)所述的分路都分別連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路，這個(gè)開關(guān)電容低通鏈路有一個(gè)輸入端和多個(gè)分路，每個(gè)所述的分路都分別連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端；第一個(gè)饋通分路，這個(gè)饋通分路有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，所述的輸入端連接到第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的輸入端，以構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第一個(gè)輸入端，而所述的輸出端連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；以及第二個(gè)饋通分路，這個(gè)饋通分路有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，所述的輸入端連接到第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的輸入端，以構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第二個(gè)輸入端，而所述的輸出端連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述的每個(gè)跨導(dǎo)放大器是一個(gè)差分輸入單端輸出跨導(dǎo)放大器。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述的積分器是一個(gè)運(yùn)算放大器，這個(gè)運(yùn)算放大器具有一個(gè)輸入端，構(gòu)成積分器的輸入端；一個(gè)輸出端，構(gòu)成積分器的輸出端；以及一個(gè)反饋電容器，連接在運(yùn)算放大器的輸入端與輸出端之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述的積分器是一個(gè)加載電容器，這個(gè)加載電容器具有第一個(gè)極板和第二個(gè)極板，所述的第一個(gè)極板連接到每個(gè)跨導(dǎo)放大器的輸出端并構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的輸出端，而所述的第二個(gè)極板連接到基準(zhǔn)電位。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的混合環(huán)路濾波器，其中，在所述的第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接所述的第一個(gè)電容器和所述的第二個(gè)電容器。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的混合環(huán)路濾波器，其中，在所述的第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接所述的第一個(gè)電容器和所述的第二個(gè)電容器。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的多個(gè)分路中的第一個(gè)分路具有第一個(gè)電容器，連接到環(huán)路濾波器的輸入端；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接第一個(gè)電容器和第二個(gè)電容器，而且，在所述第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的除第一個(gè)分路以外的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器，該第一個(gè)電容器可以通過第一個(gè)開關(guān)連接到所述的第一開關(guān)電容低通鏈路中的另一個(gè)分路，并且可以通過第二個(gè)開關(guān)連接到第二個(gè)電容器。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述的第一個(gè)饋通分路具有第一個(gè)電容器，連接到混合環(huán)路濾波器的輸入端；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接第一個(gè)電容器與第二個(gè)電容器。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的多個(gè)分路中的第一個(gè)分路具有第一個(gè)電容器，連接到環(huán)路濾波器的輸入端；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接第一個(gè)電容器和第二個(gè)電容器，而且，在所述第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的除第一個(gè)分路以外的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器，它可以通過第一個(gè)開關(guān)連接到所述的第二開關(guān)電容低通鏈路中的另一個(gè)分路，并且可以通過第二個(gè)開關(guān)連接到第二個(gè)電容器。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述的第二個(gè)饋通分路具有第一個(gè)電容器，連接到混合環(huán)路濾波器的輸入端；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接第一個(gè)電容器與第二個(gè)電容器。
22.一種混合環(huán)路濾波器，包括多個(gè)跨導(dǎo)放大器，每個(gè)跨導(dǎo)放大器中都有第一個(gè)輸入端、第二個(gè)輸入端及一個(gè)輸出端，每個(gè)所述的跨導(dǎo)放大器的輸出端都連接在一起，構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的輸出端；第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路，這個(gè)開關(guān)電容低通鏈路有一個(gè)輸入端和多個(gè)分路，所述的輸入端構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第一個(gè)輸入端，而每個(gè)所述的分路都連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；以及第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路，這個(gè)開關(guān)電容低通鏈路有一個(gè)輸入端和多個(gè)分路，所述的輸入端構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第二個(gè)輸入端，而每個(gè)所述的分路都連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述的每個(gè)跨導(dǎo)放大器是一個(gè)差分輸入單端輸出跨導(dǎo)放大器。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的混合環(huán)路濾波器，其中，在所述的第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接所述的第一個(gè)電容器和所述的第二個(gè)電容器。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的混合環(huán)路濾波器，其中，在所述的第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接所述的第一個(gè)電容器和所述的第二個(gè)電容器。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的多個(gè)分路中的第一個(gè)分路具有第一個(gè)電容器，連接到環(huán)路濾波器的輸入端；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接第一個(gè)電容器和第二個(gè)電容器，而且，在所述第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的除第一個(gè)分路以外的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器，它可以通過第一個(gè)開關(guān)連接到所述的第一開關(guān)電容低通鏈路中的另一個(gè)分路，并且可以通過第二個(gè)開關(guān)連接到第二個(gè)電容器。
27.根據(jù)權(quán)利要求12所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的多個(gè)分路中的第一個(gè)分路具有第一個(gè)電容器，連接到環(huán)路濾波器的輸入端；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接第一個(gè)電容器和第二個(gè)電容器，而且，在所述第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的除第一個(gè)分路以外的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器，它可以通過第一個(gè)開關(guān)連接到開關(guān)電容低通鏈路的另一個(gè)分路，并且可以通過第二個(gè)開關(guān)連接到第二個(gè)電容器。
28.一種混合環(huán)路濾波器，包括一個(gè)積分器，該積分器具有第一個(gè)輸入端、第二個(gè)輸入端、第一個(gè)輸出端及第二個(gè)輸出端，所述的第一個(gè)輸出端構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第一個(gè)輸出端，而所述的第二個(gè)輸出端構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第二個(gè)輸出端；多個(gè)跨導(dǎo)放大器，每個(gè)跨導(dǎo)放大器中都有第一個(gè)輸入端、第二個(gè)輸入端、第一個(gè)輸出端及第二個(gè)輸出端，每個(gè)所述的跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸出端都連接到積分器的第一個(gè)輸入端，而每個(gè)所述的跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸出端都連接到積分器的第二個(gè)輸入端；第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路，這個(gè)開關(guān)電容低通鏈路有一個(gè)輸入端和多個(gè)分路，每個(gè)所述的分路分別連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路，這個(gè)開關(guān)電容低通鏈路有一個(gè)輸入端和多個(gè)分路，每個(gè)所述的分路都分別連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端；第一個(gè)饋通分路，這個(gè)饋通分路有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，所述的輸入端連接到第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的輸入端，以構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第一個(gè)輸入端，而所述的輸出端連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；以及第二個(gè)饋通分路，這個(gè)饋通分路有一個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，所述的輸入端連接到第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的輸入端，以構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第二個(gè)輸入端，而所述的輸出端連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述的每個(gè)跨導(dǎo)放大器是一個(gè)差分輸入差分輸出跨導(dǎo)放大器。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述的積分器是一個(gè)運(yùn)算放大器，這個(gè)放大器具有第一個(gè)輸入端，構(gòu)成積分器的第一個(gè)輸入端；第二個(gè)輸入端，構(gòu)成積分器的第二個(gè)輸入端；第一個(gè)輸出端，構(gòu)成積分器的第一個(gè)輸出端；第二個(gè)輸出端，構(gòu)成積分器的第二個(gè)輸出端；第一個(gè)反饋電容器，連接在運(yùn)算放大器的第一個(gè)輸入端與第一個(gè)輸出端之間；以及第二個(gè)反饋電容器，連接在運(yùn)算放大器的第二個(gè)輸入端與第二個(gè)輸出端之間。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述的積分器是一個(gè)加載電容器，這個(gè)電容器具有第一個(gè)極板和第二個(gè)極板，所述的第一個(gè)極板連接到每個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸出端并構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第一個(gè)輸出端，而所述的第二個(gè)極板連接到每個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸出端并構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第二個(gè)輸出端。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的混合環(huán)路濾波器，其中，在所述的第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接所述的第一個(gè)電容器和所述的第二個(gè)電容器。
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的混合環(huán)路濾波器，其中，在所述的第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接所述的第一個(gè)電容器和所述的第二個(gè)電容器。
34.根據(jù)權(quán)利要求28所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的多個(gè)分路中的第一個(gè)分路具有第一個(gè)電容器，連接到環(huán)路濾波器的輸入端；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接第一個(gè)電容器和第二個(gè)電容器，而且，在所述第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的除第一個(gè)分路以外的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器，它可以通過第一個(gè)開關(guān)連接到所述的第一開關(guān)電容低通鏈路的另一個(gè)分路，并且可以通過第二個(gè)開關(guān)連接到第二個(gè)電容器。
35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述的第一個(gè)饋通分路具有第一個(gè)電容器，連接到混合環(huán)路濾波器的輸入端；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接第一個(gè)電容器與第二個(gè)電容器。
36.根據(jù)權(quán)利要求28所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的多個(gè)分路中的第一個(gè)分路具有第一個(gè)電容器，連接到環(huán)路濾波器的輸入端；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接第一個(gè)電容器和第二個(gè)電容器，而且，在所述第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的除第一個(gè)分路以外的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器，它可以通過第一個(gè)開關(guān)連接到所述的第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的另一個(gè)分路，并且可以通過第二個(gè)開關(guān)連接到第二個(gè)電容器。
37.根據(jù)權(quán)利要求28所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述的第二個(gè)饋通分路具有第一個(gè)電容器，連接到混合環(huán)路濾波器的輸入端；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接第一個(gè)電容器與第二個(gè)電容器。
38.一種混合環(huán)路濾波器，包括多個(gè)跨導(dǎo)放大器，每個(gè)跨導(dǎo)放大器中都有第一個(gè)輸入端、第二個(gè)輸入端、第一個(gè)輸出端及第二個(gè)輸出端，每個(gè)所述的跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸出端都連接在一起，以構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第一個(gè)輸入端，而每個(gè)所述的跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸出端都連接在一起，以構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第二個(gè)輸入端；第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路，這個(gè)開關(guān)電容低通鏈路具有一個(gè)輸入端和多個(gè)分路，所述的輸入端構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第一個(gè)輸入端，而每個(gè)所述的分路都連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；以及第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路，這個(gè)開關(guān)電容低通鏈路有一個(gè)輸入端和多個(gè)分路，所述的輸入端構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的第二個(gè)輸入端，而每個(gè)所述的分路都連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述的每個(gè)跨導(dǎo)放大器是一個(gè)差分輸入差分輸出跨導(dǎo)放大器。
40.根據(jù)權(quán)利要求38所述的混合環(huán)路濾波器，其中，在所述的第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接所述的第一個(gè)電容器和所述的第二個(gè)電容器。
41.根據(jù)權(quán)利要求38所述的混合環(huán)路濾波器，其中，在所述的第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接所述的第一個(gè)電容器和所述的第二個(gè)電容器。
42.根據(jù)權(quán)利要求38所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的多個(gè)分路中的第一個(gè)分路具有第一個(gè)電容器，連接到環(huán)路濾波器的輸入端；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第一個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接所述的第一個(gè)電容器和第二個(gè)電容器，而且，在所述第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的除第一個(gè)分路以外的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器，它可以通過第一個(gè)開關(guān)連接到所述的第一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的另一個(gè)分路，并且可以通過第二個(gè)開關(guān)連接到第二個(gè)電容器。
43.根據(jù)權(quán)利要求38所述的混合環(huán)路濾波器，其中，所述第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路的多個(gè)分路中的第一個(gè)分路具有第一個(gè)電容器，連接到環(huán)路濾波器的輸入端；第二個(gè)電容器，連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的第二個(gè)輸入端；以及一個(gè)開關(guān)，連接第一個(gè)電容器和第二個(gè)電容器，而且，在所述第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的除第一個(gè)分路以外的每個(gè)分路都具有第一個(gè)電容器，它可以通過第一個(gè)開關(guān)連接到所述的第二個(gè)開關(guān)電容低通鏈路中的另一個(gè)分路，并且可以通過第二個(gè)開關(guān)連接到第二個(gè)電容器。
全文摘要
一種混合環(huán)路濾波器,包括:一個(gè)積分器(114),該積分器有一個(gè)輸入端及一個(gè)輸出端,其中,輸出端構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的一個(gè)輸出端;多個(gè)跨導(dǎo)放大器(130－1－130－n),每個(gè)跨導(dǎo)放大器有一個(gè)輸入端及一個(gè)輸出端,其中,跨導(dǎo)放大器的每個(gè)輸出端都連接到積分器的輸入端;一個(gè)開關(guān)電容低通鏈路(110),該開關(guān)電容低通鏈路有一個(gè)輸入端及多個(gè)分路,其中,每個(gè)分路都連接到多個(gè)跨導(dǎo)放大器中的單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器;以及一個(gè)饋通分路(108),饋通分路有一個(gè)輸入端及一個(gè)輸出端,其中,輸出端連接到的開關(guān)電容低通鏈路的輸入端,以構(gòu)成混合環(huán)路濾波器的一個(gè)輸入端,而輸出端連接到單獨(dú)一個(gè)跨導(dǎo)放大器的輸入端。
文檔編號H03M3/02GK1345483SQ00805848
公開日2002年4月17日 申請日期2000年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月5日
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