中心频率线性可调的窄带滤波器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种中心频率线性可调的窄带滤波器，主要解决现有窄带滤波器动态输入范围小，中心频率不能线性可调的问题。该滤波器包括高通电容(1)、低通电容(2)、电阻反馈网络(3)和两个双极跨导放大器(4，5)；第一放大器，其正相输入端连接高通电容的输出端，其输出端连接低通电容的正端，并经电阻网络反馈到其负相输入端，构成电压负反馈结构；第二放大器，其负相输入端与第一放大器的输出端相连，其正相输入端接地，其输出端接第一放大器的正相输入端，构成电流负反馈结构。本发明通过两个双极跨导放大器增大了滤波器的动态输入范围，并为滤波器提供了一个线性可调的跨导值，实现了中心频率线性可调，可用于红外接收电路。
【专利说明】中心频率线性可调的窄带滤波器
【技术领域】
[0001]本发明属于电子电路【技术领域】，特别涉及窄带滤波器，可用于红外接收器。
【背景技术】
[0002]红外遥控以其低成本、高传送速度、点对点的通信界面，在家用电器、车载影音导航系统中广泛应用。红外接收器是红外传输系统中最重要的部分，因此对红外接收电路的性能要求也越来越高。一般情况下，红外信号在空间传输距离较长，到达接收端的信号较弱，所以红外接收芯片很容易受到环境光源，例如太阳光、日光灯、白炽灯等产生的光电流的干扰。因此如何有效的抑制外界环境的各种干扰，以提高对红外信号检测的灵敏度，对于红外接收器而言是非常重要的。窄带滤波器是实现这一功能的主要模块，它负责将来自红外发送器的调制信号进行消噪，滤去有用信号之外的杂波信号，然后送至检波器、积分器和比较器进行解调，最终输出被调制的数字信号。因此该滤波器必须正交可调，以满足不同载波频率的系统，同时中心频率(Wtl)和品质因数(Q)必须具有低灵敏度的特点不易被寄生参数影响。因此设计一种中心频率(Wtl)和品质因数(Q)正交可调，同时中心频率线性可调的窄带滤波器将能够大大提高红外接收器的性能。
[0003]图1给出了传统的CMOS型二阶窄带滤波器原理框图，该滤波器通过低阶链接成高阶的方法，把滤波器设计成两级结构。该滤波器中用到的跨导放大器(OTA)采用了 CMOS型。该滤波器中高通部分是由Cl、OTAU RU R2构成，采用电压负反馈结构，稳定跨导放大器的放大倍数；低通部分由C2、0TA2构成，采用了电流负反馈结构。该滤波器的输入信号为Vinl，经滤波后的输出信号为Voutl，写出其传递函数如下:
【权利要求】
1.一种中心频率线性可调的窄带滤波器，包括高通电容(I)、低通电容(2)、电阻反馈网络(3)，其特征在于:还包括两个具有源极负反馈电路的双极跨导放大器(4，5)； 第一双极跨导放大器(4),其正相输入端Vin2与高通电容(I)的输出端相连，其输出端接到低通电容(2)的正相端Vratl,并经电阻反馈网络(3)反馈到其负相输入端Vin3 ； 第二双极跨导放大器(5)，其负相输入端与第一双极跨导放大器(4)的输出端Vratl相连，其正相输入端接地，其输出端反馈到第一双极跨导放大器(4)的正相输入端Vin2，构成电流负反馈结构。
2.根据权利要求1所述的中心频率线性可调的窄带滤波器，其特征在于第一双极跨导放大器(4)，包括缩小器(401)、次级跨导放大器(402)和启动电路(403); 所述缩小器(401)，用于对初始输入信号进行缩小，其正相输入端和负相输入端分别作为第一跨导放大器(4)的正相输入端和负相输入端，其正相输出端与次级跨导放大器(402)的正相输入端相连，其负相输出端与次级跨导放大器(402)的负相输入端相连； 所述次级跨导放大器(402)，其输出端作为第一双极跨导放大器(4)的最终输出端； 所述启动电路(403)，其输出端与次级跨导放大器(402)的启动端Vst相连，作为次级跨导放大器(402)的启动电路。
3.根据权利要求1所述的中心频率线性可调的窄带滤波器，其特征在于第二双极跨导放大器(5)的结构与第一双极跨导放大器(4)的结构完全相同，采用双极工艺制作。
4.根据权利要求2所述的中心频率线性可调的窄带滤波器，其特征在于缩小器(401)，包括第一对双极型NPN管Q4(ll、Q4tl2、第一双极型PNP管Q4tl8、第二双极型PNP管Q4tl9，第一电阻Rltl、第二电阻R11和第一电流源Irtf2 ； 所述第一对双极型NPN管Q4(I1、Q4(I2的发射极分别与所述第一电阻Rltl和第二电阻R11的一端相连构成差分对，其基极分别作为缩小器的正相输入端和负相输入端，其集电极分别与所述第一双极型PNP管Q408和第二双极型PNP管Q4tl9的发射极相连，并分别作为缩小器的负相输出端和同相输出端； 所述第一电阻Rltl和第二电阻R11的另一端均与所述第一电流源IMf2相连，构成源极负反馈网络； 所述第一双极型PNP管Q4tl8和第二双极型PNP管Q4tl9的基极相连并接到偏置电压BIASl上，其集电极均接到外接电源VCC上。
5.根据权利要求2所述的中心频率线性可调的窄带滤波器，其特征在于次级跨导放大器(402)，包括第二对双极型NPN管Q4tl3、Q4tl4、第三双极型PNP管Q41tl、第四双极型PNP管Q411、第五双极型PNP管Q412、第六双极型PNP管Q413、第七双极型PNP管Q414、第八双极型PNP管Q415、第二电流源Iref3和第三电流源Iref4 ； 所述第二对双极型NPN管Q4(l3、Q404的发射极相连构成差分对，并连接到所述第二电流源Im3 ;其基极分别作为次级跨导放大器(402)的负相输入端和正相输入端，并分别与所述缩小器(401)的负相输出端和同相输出端相连，其集电极分别与所述第四双极型PNP管Q411和所述第六双极型PNP管Q413的集电极相连； 所述第三双极型PNP管Q41tl和第四双极型PNP管Q411的基极均分别与其集电极相连，第三双极型PNP管Q410的集电极与第四双极型PNP管Q411的发射极相连，第三双极型PNP管Q410的发射极接到外接电源VCC ；所述第五双极型PNP管Q412,其基极与所述第七双极型PNP管Q414的基极和集电极相连，其集电极与所述第六双极型PNP管Q413的发射极相连，其发射极连接到外接电源VCC ； 所述第七双极型PNP管Q414，其集电极与所述第八双极型PNP管Q415的发射极相连，其发射极连接到外接电源VCC ； 所述第八双极型PNP管Q415,其基极与所述第六双极型PNP管Q413的基极和集电极相连，并连接到所述启动电路(403 )的输出端Vst，作为所述次级跨导放大器(402 )启动端，其集电极连接到所述第三电流源IMf4，并作为所述次级跨导放大器(402)的输出端。
6.根据权利要求2所述的中心频率线性可调的窄带滤波器，其特征在于启动电路(403)，包括第三电阻R9、第九双极型PNP管Q416和第十双极型PNP管Q417 ； 所述第三电阻R9的一端连接外接电源VCC，一端与所述第九双极型PNP管Q416的发射极相连； 所述第九双极型PNP管Q416的基极连接到电压偏置BIAS2，其集电极与所述第十双极型PNP管Q417的发射极相连； 所述第十双极型PNP管Q417的集电极接地，其基极作为所述启动电路(403)的输出端Vst，为所述次级跨导放大器(402 )提供启动电压。
【文档编号】H03H11/02GK103780223SQ201410032420
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月23日 优先权日:2014年1月23日
【发明者】曹玉, 邵丽丽, 王淑钦, 李亚军 申请人:西安电子科技大学