一種頻帶自調(diào)諧三級復(fù)數(shù)帶通濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及濾波器領(lǐng)域，具體涉及一種頻帶自調(diào)諧三級復(fù)數(shù)帶通濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)射頻通道中的帶通濾波器多為單頻帶結(jié)構(gòu)，適合單一頻點的射頻接收機(jī)應(yīng)用。隨著多模、多頻帶射頻接收機(jī)的發(fā)展，多頻帶帶通濾波器成為射頻接收機(jī)不可缺少的模塊之一。已有的多頻帶帶通濾波器全部采用的是手動調(diào)節(jié)電路中的電容值，進(jìn)而選擇其工作頻帶和調(diào)節(jié)其濾波特性。然而，在實際中，這種多頻帶帶通濾波器會受到電壓變化、溫度飄移以及工藝偏差的影響，導(dǎo)致先前設(shè)定的數(shù)字值所對應(yīng)的頻帶和濾波特性產(chǎn)生較大的頻率偏移，所需要的信號會被嚴(yán)重衰減，而不期望的噪聲會進(jìn)入模擬基帶信號中，最終嚴(yán)重影響接收機(jī)的信噪比和數(shù)據(jù)質(zhì)量；同時，由于濾波器各器件尺寸無法修改，對帶通濾波器進(jìn)行定性或定量的頻率補(bǔ)償變得非常困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是提供一種頻帶自調(diào)諧三級復(fù)數(shù)帶通濾波器，其可有效解決上述問題，實現(xiàn)濾波器頻帶的自動選擇和濾波特性的自動調(diào)諧。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案進(jìn)行實施:
[0005]一種頻帶自調(diào)諧三級復(fù)數(shù)帶通濾波器，其特征在于:包括雙通道三級復(fù)數(shù)帶通濾波器和環(huán)形頻率振蕩器，環(huán)形頻率振蕩器內(nèi)嵌有與雙通道三級復(fù)數(shù)濾波器內(nèi)完全相同的可調(diào)電容陣列，環(huán)形頻率振蕩器通過自激振蕩產(chǎn)生頻率信號輸出至數(shù)字調(diào)諧模塊，數(shù)字調(diào)諧模塊將環(huán)形頻率振蕩器輸出的頻率信號與理想頻率信號進(jìn)行求差，根據(jù)差值調(diào)節(jié)數(shù)字信號并將調(diào)節(jié)后的數(shù)字信號反饋給雙通道三級復(fù)數(shù)帶通濾波器和環(huán)形頻率振蕩器。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過采用環(huán)形頻率振蕩器和濾波器專用數(shù)字化頻率調(diào)諧模塊，實現(xiàn)多頻帶濾波器的自動頻帶選擇和調(diào)諧；環(huán)形振蕩器內(nèi)嵌有可調(diào)電容陣列，與復(fù)數(shù)帶通濾波器中的可調(diào)電容陣列完全相同，從而檢測由于電壓變化、溫度飄移以及工藝偏差的影響所造成的頻率偏差，通過自動調(diào)節(jié)可變電容陣列數(shù)字控制信號進(jìn)行濾波器的頻帶選擇和濾波特性調(diào)諧；與傳統(tǒng)濾波器電路相比，在電壓變化、溫度飄移以及工藝偏差的影響方面具有極高的魯棒性能。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2為雙通道三級復(fù)數(shù)帶通濾波器的電路結(jié)構(gòu)原理圖；
[0009]圖3為可調(diào)電容陣列的電路原理圖；
[0010]圖4為運(yùn)算放大器的電路結(jié)構(gòu)原理圖；
[0011]圖5為中環(huán)形頻率振蕩器的電路結(jié)構(gòu)原理圖；
[0012]圖6為反相器電路結(jié)構(gòu)原理圖；
[0013]圖7為數(shù)字調(diào)諧模塊的電路結(jié)構(gòu)原理圖；
[0014]圖8為數(shù)字調(diào)諧模塊的算法流程圖。
【具體實施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行具體說明。應(yīng)當(dāng)理解，以下文字僅僅用以描述本發(fā)明的一種或幾種具體的實施方式，并不對本發(fā)明具體請求的保護(hù)范圍進(jìn)行嚴(yán)格限定。
[0016]本發(fā)明采取的技術(shù)方案如圖1所示，一種頻帶自調(diào)諧三級復(fù)數(shù)帶通濾波器，包括雙通道三級復(fù)數(shù)帶通濾波器11和環(huán)形頻率振蕩器12，環(huán)形頻率振蕩器12內(nèi)嵌有與雙通道三級復(fù)數(shù)濾波器內(nèi)完全相同的可調(diào)電容陣列，環(huán)形頻率振蕩器12通過自激振蕩產(chǎn)生頻率信號輸出至數(shù)字調(diào)諧模塊13，數(shù)字調(diào)諧模塊13將環(huán)形頻率振蕩器12輸出的頻率信號與理想頻率信號進(jìn)行求差，根據(jù)差值調(diào)節(jié)數(shù)字信號并將調(diào)節(jié)后的數(shù)字信號反饋給雙通道三級復(fù)數(shù)帶通濾波器11和環(huán)形頻率振蕩器12。采用環(huán)形頻率振蕩器12和濾波器專用數(shù)字化頻率調(diào)諧模塊對一雙通道三級復(fù)數(shù)帶通濾波器11進(jìn)行頻帶自選擇；環(huán)形振蕩器由反相器首尾相連而成，內(nèi)嵌有可調(diào)電容陣列，其與復(fù)數(shù)帶通濾波器中的可調(diào)電容陣列完全相同，通過采用專用數(shù)字化的頻率調(diào)諧模塊，比較環(huán)形振蕩器輸出振蕩頻率和參考頻率的差值，得出帶通濾波器中的可調(diào)電容陣列的等效電容值應(yīng)增大還是減小，從而實現(xiàn)頻帶的自動選擇。
[0017]具體的操作為:
[0018]數(shù)字調(diào)諧模塊13組成；INPUT+和INPUT-分別是雙通道三級復(fù)數(shù)帶通濾波器11的正、負(fù)輸入端，OUTPUT+和OUTPUT-分別為雙通道三級復(fù)數(shù)濾波器的正、負(fù)輸出端，雙通道三級復(fù)數(shù)帶通濾波器11包含六組完全相同的可調(diào)電容陣列，與電阻器件、有源運(yùn)算放大器共同決定其頻率特性；環(huán)形頻率振蕩器12通過自激振蕩產(chǎn)生頻率信號進(jìn)入數(shù)字調(diào)諧模塊13，環(huán)形頻率振蕩器12中內(nèi)嵌有與雙通道三級復(fù)數(shù)濾波器完全相同的可調(diào)電容陣列；數(shù)字調(diào)諧模塊13將環(huán)形頻率振蕩器12輸出的頻率信號與理想頻率信號進(jìn)行求差，根據(jù)差值調(diào)節(jié)數(shù)字信號S[6:0]，并將產(chǎn)生的新S[6:0]值送入雙通道三級復(fù)數(shù)帶通濾波器11和環(huán)形頻率振蕩器12中；
[0019]圖2雙通道三級復(fù)數(shù)帶通濾波器11的電路結(jié)構(gòu)原理圖，復(fù)數(shù)帶通濾波器為雙通道結(jié)構(gòu)，分為1、Q兩路，每路又均為差分結(jié)構(gòu)以抑制共模噪聲；整個復(fù)數(shù)帶通濾波器由三級組成，每級為一個雙二階(Biquad)結(jié)構(gòu)的濾波器單元，因此，濾波器為六階結(jié)構(gòu)；帶通濾波器中的可變電容陣列Cl、C2、C3、C4、C5、C6的電路結(jié)構(gòu)與尺寸完全相同，六個運(yùn)算放大器OPAl、0PA2、0PA3、0PA4、0PA5、0PA6具有完全相同的電路結(jié)構(gòu)和器件尺寸；VINI為復(fù)數(shù)濾波器的I路輸入端，VINQ為復(fù)數(shù)濾波器的Q路輸入端，VOUTI為復(fù)數(shù)濾波器的I路輸出端，VOUTQ為負(fù)數(shù)濾波器的Q路輸出端；I支路輸入信號通過VINI進(jìn)入第一級濾波器單元，輸入端VINI的正極連接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端分四路分別連接可調(diào)電容陣列Cl的一端、電阻R3的一端、電阻R8的一端和運(yùn)算放大器OPAl的正極輸入端；可變電容陣列Cl的另一端與電阻R3的另一端短接并連接電阻R13的一端和電阻R6的一端，同時連接運(yùn)算放大器OPAl的負(fù)極輸出端；電阻R13的另一端分四路分別連接可調(diào)電容陣列C5的一端、電阻R17的一端、電阻R22的一端和運(yùn)算放大器0PA2的正極輸入端；可變電容陣列C5的另一端與電阻R17的另一端短接并連接電阻R25的一端和電阻R20的一端，同時連接運(yùn)算放大器0PA2的負(fù)極輸出端；電阻R25的另一端分四路分別連接可調(diào)電容陣列C9的一端、電阻R29的一端、電阻R34的一端和運(yùn)算放大器0PA3的正極輸入端；可變電容陣列C9的另一端與電阻R29的另一端短接并連接電阻R32的一端和輸出端VOUTI的負(fù)極，同時連接運(yùn)算放大器0PA3的負(fù)極輸出端；輸入端VINI的負(fù)極連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端分四路分別連接可調(diào)電容陣列C2的一端、電阻R4的一端、電阻R7的一端和運(yùn)算放大器OPAl的負(fù)極輸入端；可變電容陣列C2的另一端與電阻R4的另一端短接并連接電阻R14的一端和電阻R5的一端，同時連接運(yùn)算放大器OPAl的正極輸出端；電阻R14的另一端分四路分別連接可調(diào)電容陣列C6的一端、電阻R18的一端、電阻R21的一端和運(yùn)算放大器0PA2的負(fù)極輸入端；可變電容陣列C6的另一端與電阻R18的另一端短接并連接電阻R26的一端和電阻R19的一端，同時連接運(yùn)算放大器0PA2的正極輸出端；電阻R26的另一端分四路分別連接可調(diào)電容陣列ClO的一端、電阻R30的一端、電阻R33的一端和運(yùn)算放大器0PA3的負(fù)極輸入端；可變電容陣列ClO的另一端與電阻R30的另一端短接并連接電阻R31的一端和輸出端VOUTI的正極，同時連接運(yùn)算放大器0PA3的正極輸出端；Q支路輸入信號通過VINQ進(jìn)入第一級濾波器單元，輸入端VINQ的正極連接電阻R9的一端，電阻R9的另一端分四路分別連接可調(diào)電容陣列C3的一端、電阻Rll的一端、電阻R6的一端和運(yùn)算放大器0PA4的正極輸入端；可變電容陣列C3