一種具有內(nèi)部薄膜電阻的高q值開(kāi)關(guān)電容濾波器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種具有內(nèi)部薄膜電阻的高Q值開(kāi)關(guān)電容濾波器，具有一個(gè)非線(xiàn)性系數(shù)Q并能通過(guò)限制過(guò)濾塊中的反饋電阻大小來(lái)提高質(zhì)量。一對(duì)電阻交替且切換的連接到一個(gè)積分器的輸入端子上，為其提供輸入信號(hào)，以產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)關(guān)頻率兩倍的采樣頻率。該濾波器塊容易裝配在一個(gè)表面有反饋電阻薄膜電阻器的單片集成電路。這樣在設(shè)計(jì)中的電路排布會(huì)更精確并且制作過(guò)程中只需要一個(gè)單一的阻劑。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種具有內(nèi)部薄膜電阻的高Q值開(kāi)關(guān)電容濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一般的開(kāi)關(guān)電容濾波器。特別的是，本發(fā)明還涉及允許質(zhì)量提高的非線(xiàn)性質(zhì)量系數(shù)Q。
【背景技術(shù)】:
[0002]美國(guó)第4417214號(hào)“單片集成電路通用有源濾波器”專(zhuān)利公開(kāi)了一個(gè)具有開(kāi)關(guān)電容的有源RC通用濾波器的仿真模型。基本RC有源濾波器是一個(gè)混合電路，該電路利用三個(gè)運(yùn)算放大器的串行連接組成被兩個(gè)負(fù)序積分器跟隨的加法器。四個(gè)用以給用戶(hù)選擇濾波器配置的外部獨(dú)立電阻器和三個(gè)混合薄膜電阻器以及兩個(gè)獨(dú)立電容器被安裝在一個(gè)陶瓷基板上使之成為一個(gè)可運(yùn)行的濾波器。
[0003]開(kāi)關(guān)電容濾波器的仿真模型去除了使用混合電阻器和開(kāi)關(guān)電容正積分器的必要。這個(gè)濾波器可以組裝在一個(gè)單一集成電路中并具有一個(gè)線(xiàn)性質(zhì)量系數(shù)，但是這個(gè)開(kāi)關(guān)電容會(huì)在濾波器中產(chǎn)生干擾。此外，濾波器的配置仍具有外部電阻。該外部電阻引入寄生電容并具有有限的調(diào)節(jié)精度。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的開(kāi)關(guān)電容濾波器。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的提供一種具有非線(xiàn)性質(zhì)量系數(shù)Q的開(kāi)關(guān)電容濾波器。提供一個(gè)具有高采樣頻率的開(kāi)關(guān)電容濾波器也是本發(fā)明的一個(gè)目的。
[0006]本發(fā)明的一個(gè)特色是單片集成電路芯片表面具有薄膜電阻的單片集成電路濾波器。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)特色是利用濾波器的開(kāi)關(guān)電容的正反饋產(chǎn)生一個(gè)非線(xiàn)性系數(shù)Q。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0009]簡(jiǎn)單的說(shuō)，發(fā)明的濾波器塊中具有一個(gè)加法器和兩個(gè)正積分器。每個(gè)積分器的輸入端由一對(duì)可以交替工作并對(duì)積分器輸入整流的開(kāi)關(guān)電容從而產(chǎn)生一個(gè)雙米樣運(yùn)行方式。雙采樣連同產(chǎn)生非線(xiàn)性質(zhì)量系數(shù)Q的多重反饋路徑與電阻反饋路徑的電阻值有關(guān)。
[0010]在采用圖形對(duì)發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述和追加權(quán)利要求時(shí)，本項(xiàng)發(fā)明的目的和特性會(huì)更加顯而易見(jiàn)。
[0011]對(duì)比專(zhuān)利文獻(xiàn):CN201185220Y濾波器 200820300486.0【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0012]圖1是已有的基礎(chǔ)R-C有源濾波器的原理圖。
[0013]圖2和3是具有先進(jìn)技術(shù)的并與圖1所示R-C有源濾波器有相似功能的改進(jìn)開(kāi)關(guān)電容濾波器。
[0014]圖4是圖2和3中正積分器的開(kāi)關(guān)電容的輸入電路的原理圖。
[0015]圖5與圖4區(qū)別在于圖4中開(kāi)關(guān)電容被兩個(gè)并行連接的開(kāi)關(guān)電容代替。[0016]圖6是目前發(fā)明的開(kāi)關(guān)電容輸入電路的原理圖。
[0017]圖7是一個(gè)目前發(fā)明一致的一個(gè)開(kāi)關(guān)電容普通濾波器塊的原理圖。
[0018]圖8是為了體現(xiàn)本發(fā)明先進(jìn)性的有關(guān)系數(shù)Q和電阻值的繪圖。
[0019]圖9是本發(fā)明的開(kāi)關(guān)電容濾波器塊的另一個(gè)原理圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0020]現(xiàn)參照繪圖，圖1是美國(guó)4417214號(hào)專(zhuān)利一個(gè)通用狀態(tài)變量R-C濾波器的原理圖。這個(gè)濾波器包括三個(gè)運(yùn)算放大器15a, 15b, 15c。運(yùn)算放大器15a作為一個(gè)加法放大器而15b和15c運(yùn)算放大器的功能是負(fù)積分器。電阻R1，R2，R6和R7作為內(nèi)部電阻是由用戶(hù)選擇來(lái)配置理想的工作方式。電阻R3，R4和R5作為薄膜電阻和運(yùn)算放大器芯片都安裝在陶瓷基片上。
[0021]根據(jù)214專(zhuān)利，圖1所示的有源R-C濾波器可以轉(zhuǎn)化為更多功能的開(kāi)關(guān)電容而等效電路圖如圖2所示。該電路采用開(kāi)關(guān)電容消除了薄膜沉積電阻和單獨(dú)電容的必要性。這個(gè)有源濾波電路采用開(kāi)關(guān)電容正積分器16a和16b以及一個(gè)加法放大器16c。
[0022]圖2中的正積分器16a，16b在圖3的開(kāi)關(guān)電容同相積分器中得到闡明。每個(gè)放大器都有一個(gè)電容反饋Co，放大器的輸入端具有一個(gè)電容器Cu，該電容器連接到兩個(gè)課切換的開(kāi)關(guān)SI和S2并且SI的一端接輸入電壓S2的一端接地。開(kāi)關(guān)SI和S2在一個(gè)幀時(shí)鐘頻率下切換。 [0023]圖1電路中的 特征頻率(也被稱(chēng)為“中心頻率”)為
【權(quán)利要求】
1.一種具有內(nèi)部薄膜電阻的高Q值開(kāi)關(guān)電容濾波器，其特征是:一個(gè)具有單輸入和單輸出的加法放大器；第一個(gè)電阻R2連接到上述加法放大器的輸入端和輸出端；第一個(gè)積分器具有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出端；第一個(gè)電容器(Ctl)連接到上述積分器的輸入和輸出端；第二個(gè)電阻R3連接到上述第一個(gè)積分器的輸出端和上述第一個(gè)加法放大器的輸入端之間；第一對(duì)電容器(Cu / 2)可切換的連接到上述加法放大器的輸出端和上述第一個(gè)積分器的輸入端之間；上述第一對(duì)電容器被交替連接到上述輸入和輸出端從而使上述第一對(duì)電容器的米樣頻率加倍。第二個(gè)積分器有一個(gè)輸入和一個(gè)輸出端，第二個(gè)電容器(Ctl)連接到上述的第二個(gè)積分器的輸入與輸出端之間；第三個(gè)電阻(R4)連接到上述第二個(gè)電阻的輸出端和上述假發(fā)放大器的輸入端之間；第二對(duì)電容器(Cu / 2)可切換的連接到上述第一個(gè)積分器的輸出端和上述第二個(gè)積分器的輸入端之間；上述第二對(duì)電容器被交替連接到上述輸入和輸出端從而使上述第二對(duì)電容器的采樣頻率加倍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有內(nèi)部薄膜電阻的高Q值開(kāi)關(guān)電容濾波器，其特征是:有固定在一個(gè)單片集成電路的上述模塊并包含安置在單片硅晶體電路表面的具有薄膜電阻器的第一、第二、第三電阻器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有內(nèi)部薄膜電阻的高Q值電容濾波器，其特征是:上述濾波器塊的質(zhì)量系數(shù)是非線(xiàn)性的并與上述第一和第三個(gè)電阻的值有關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的具有內(nèi)部薄膜電阻的高Q值開(kāi)關(guān)電容濾波器，其特征是:具 有一個(gè)質(zhì)量系數(shù)Q，其值為
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有內(nèi)部薄膜電阻的高Q值開(kāi)關(guān)電容濾波器，其特征是:第一對(duì)電容器可切換的連接到上述第二個(gè)積分器的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種具有內(nèi)部薄膜電阻的高Q值開(kāi)關(guān)電容濾波器，其特征是: 具有一個(gè)質(zhì)量系數(shù)Q，根據(jù)公式
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有內(nèi)部薄膜電阻的高Q值開(kāi)關(guān)電容濾波器，其特征是:一個(gè)組裝在半導(dǎo)體基片表面的整個(gè)可切換電容濾波器電路中，由多個(gè)薄膜電阻構(gòu)成并用以提供傳導(dǎo)路徑的電阻器組也裝在上述半導(dǎo)體基片的表面；測(cè)量上述上路中的薄膜電阻的連接長(zhǎng)度從而確定上述電路的質(zhì)量系數(shù)的值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種具有內(nèi)部薄膜電阻的高Q值開(kāi)關(guān)電容濾波器，其特征是:焊接在上述整個(gè)可切換電容濾波器電路上的單一的金屬掩膜上的金屬連接器之間的距離就是上述測(cè)量的薄膜電阻的連接長(zhǎng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種具有內(nèi)部薄膜電阻的高Q值開(kāi)關(guān)電容濾波器，其特征是:上述傳導(dǎo)方式實(shí)際上就是上述反饋方式，上述電阻器決定質(zhì)量系數(shù)和上述濾波電路的中心頻率。
【文檔編號(hào)】H03H9/46GK104009731SQ201310624958
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:蘇州貝克微電子有限公司