离散时间滤波器、接收机、发射机和通信设备的制作方法

本技术涉及通信，尤其涉及一种离散时间滤波器、接收机、发射机和通信设备。

背景技术：

1、在众多的通信系统、传感器和测量仪器中，高性能的滤波器是不可或缺的一个模块，其直接影响甚至决定了带内信号的质量和带外信号的抑制程度。其中，离散时间滤波器凭借其高精度、低噪声、低功耗和可扩展性强等优点，在目前的通信系统中使用的越来越广泛。但是，离散时间滤波器存在一个缺点就是品质因数(以下简称q值)难以控制，对滤波器输出信号的稳定性造成很大的影响。为了控制离散时间滤波器的q值，目前有的方案采用增加反馈电路的方式来实现，但是对反馈电路的反馈系数进行调整时需要增设额外的电路，引入了额外的噪声，增加成本的同时仍会影响离散时间滤波器的性能。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种离散时间滤波器、接收机、发射机和通信设备，在保证离散时间滤波器性能的同时提高反馈系数调整的灵活性，并降低成本。

2、为达到上述目的，本技术实施例采用如下技术方案。

3、第一方面，提供了一种离散时间滤波器，该离散时间滤波器包括跨导电路、开关电容滤波电路、第一采样电容、第二采样电容和开关；其中，跨导电路的输出端通过开关电容滤波电路连接于第一节点，并且第一采样电容的第一端以及开关的第一极均与第一节点连接；开关的第二极以及第一采样电容的第二端均接地。上述开关包括两个奇数端和两个偶数端，其中一个奇数端和一个偶数端与开关的第一极连接，另一个奇数端和另一个偶数端与开关的第二极连接；第二采样电容的两端与两个奇数端连接、或者第二采样电容的两端与两个偶数端连接。通过这种方式，该离散时间滤波器可以在第二采样电容的两端与开关的两个奇数端连接时，通过第一采样电容和第二采样电容对输入信号进行采样，此时不存在反馈，即反馈系数为0；在第二采样电容的两端与开关的两个偶数端连接时，第二采样电容两极的极性翻转，在采样的同时实现负反馈，此时的反馈系数(记为β)为：

4、

5、其中，csa代表第二采样电容的容值，csb代表第一采样电容的容值。基于此，可以实现两种反馈系数的调整。

6、在一种可能的实现方式中，第一采样电容和第二采样电容中的至少一个为可调电容。基于此，可以通过调整第一采样电容与第二采样电容的比例实现对反馈系数的灵活调整。其中，在调整过程中，第二电容的容值始终大于第一电容的容值。

7、在一种可能的实现方式中，上述开关电容滤波电路包括第一开关和第一电容；其中第一开关的第一端和第一电容的第一端均与跨导电路的输出端连接；第一开关的第二端与第一节点连接；第一电容的第二端接地。离散时间滤波器运行时，第二采样电容的两端先与开关的两个奇数端连接，第一采样电容和第二采样电容对输入信号进行采样；同时第一开关导通，第一电容对输入信号进行滤波；持续一段时间后，第二采样电容的两端与开关的两个偶数端连接，以转换第二采样电容两极的极性，利用第二采样电容实现负反馈，从而对反馈系数进行调整。基于此，可以实现对一阶离散时间滤波器的反馈系数的调整。

8、在一种可能的实现方式中，上述开关电容滤波电路还包括第二开关和第二电容。其中，第二开关的第一端与第一节点连接；第二开关的第二端与第二电容的第一端连接；第二电容的第二端接地。离散时间滤波器运行时，第二采样电容的两端先与开关的两个奇数端连接，通过第一采样电容和第二采样电容对输入信号进行采样，同时第一开关持续打开一段时间，利用第一电容对输入信号进行滤波；其次关闭第一开关，第二开关持续打开一段时间，利用第二电容继续输入信号进行滤波；然后第二采样电容的两端与开关的两个偶数端连接，以转换第二采样电容两极的极性，同时关闭第二开关；然后第一开关和第二开关按照上述相同的顺序打开，并利用第二采样电容实现负反馈，实现对反馈系数的调整。基于此，可以实现对二阶离散时间滤波器的反馈系数的调整。

9、在一种可能的实现方式中，上述开关电容滤波电路还包括第三开关和第三电容。其中，第三开关的第一端与第一节点连接；第三开关的第二端与第三电容的第一端连接；第三电容的第二端接地。离散时间滤波器运行时，第二采样电容的两端先与开关的两个奇数端连接，通过第一采样电容和第二采样电容对输入信号进行采样，同时第一开关持续打开一段时间，利用第一电容对输入信号进行滤波，其次关闭第一开关，并打开第二开关，利用第二电容继续输入信号进行滤波；再次，关闭第二开关，第三开关持续打开一段时间，利用第三电容继续输入信号进行滤波；然后，第二采样电容的两端与开关的两个偶数端连接，以转换第二采样电容两极的极性，同时关闭第三开关；然后第一开关、第二开关和第三开关按照上述相同的顺序打开，并利用第二采样电容实现负反馈，实现对反馈系数的调整。基于此，可以实现对三阶离散时间滤波器的反馈系数的调整。

10、可以理解的是，开关电容滤波电路中的开关和电容的数量可以根据离散时间滤波器的阶数进行相应的调整。例如，当该离散时间滤波器是四阶离散时间滤波器时，开关电容滤波电路还可以包括第四开关和第四电容，其中第四开关的第一端与第一节点连接；第四开关的第二端与第四电容的第一端连接；第四电容的第二端接地。

11、第二方面，提供了一种离散时间滤波器，该离散时间滤波器包括差分跨导电路、第一开关电容滤波电路、第二开关电容滤波电路、第一采样电容、第二采样电容、第三采样电容和开关。其中，该差分跨导电路的第一输出端通过第一开关电容滤波电路连接于第一节点；第一采样电容的第一端和开关的第一极均与第一节点连接；该差分跨导电路的第二输出端通过第二开关电容滤波电路连接于第二节点；第二采样电容的第一端和开关的第二极均与第二节点连接；第一采样电容的第二端和第二采样电容的第二端均接地；另外，开关包括两个奇数端和两个偶数端，其中一个奇数端和一个偶数端与开关的第一极连接，另一个奇数端和另一个偶数端与开关的第二极连接；第二采样电容的两端与两个奇数端连接、或者第二采样电容的两端与两个偶数端连接。通过这种方式，该离散时间滤波器可以在第二采样电容的两端与开关的两个奇数端连接时，通过第一采样电容、第二采样电容和第三采样电容对差分输入信号进行采样，此时不存在反馈，即反馈系数为0；在第二采样电容的两端与开关的两个偶数端连接时，第二采样电容两极的极性翻转，在采样的同时实现负反馈，此时存在反馈系数。

12、在一种可能的实现方式中，第一采样电容、第二采样电容和第三采样电容中的至少一个为可调电容。基于此，可以通过调节上述三个电容的比例实现对反馈系数的调整。

13、在一种可能的实现方式中，第一开关电容滤波电路和第二开关电容滤波电路均包括第一开关和第一电容。其中，第一开关电容滤波电路中的第一开关的第一端和第一电容的第一端均与差分跨导电路的第一输出端连接；第一开关电容滤波电路中的第一开关的第二端与第一节点连接；第一开关电容滤波电路中的第一电容的第二端接地；第二开关电容滤波电路中的第一开关的第一端和第一电容的第一端均与差分跨导电路的第二输出端连接；第二开关电容滤波电路中的第一开关的第二端与第二节点连接；第二开关电容滤波电路中的第一电容的第二端接地。

14、在一种可能的实现方式中，第一开关电容滤波电路和第二开关电容滤波电路均包括第二开关和第二电容。其中，第一开关电容滤波电路中的第二开关的第一端与第一节点连接；第一开关电容滤波电路中的第二开关的第二端与第一开关电容滤波电路中的第二电容的第一端连接；第二开关电容滤波电路中的第二开关的第一端与第二节点连接；第二开关电容滤波电路中的第二开关的第二端与第二开关电容滤波电路中的第二电容的第一端连接；第一开关电容滤波电路中的第二电容的第二端和第二开关电容滤波电路中的第二电容的第二端均接地。

15、在一种可能的实现方式中，第一开关电容滤波电路和第二开关电容滤波电路均包括第三开关和第三电容。其中，第一开关电容滤波电路中的第三开关的第一端与第一节点连接；第一开关电容滤波电路中的第三开关的第二端与第一开关电容滤波电路中的第三电容的第一端连接；第二开关电容滤波电路中的第三开关的第一端与第二节点连接；第二开关电容滤波电路中的第三开关的第二端与第二开关电容滤波电路中的第三电容的第一端连接；第一开关电容滤波电路中的第三电容的第二端和第二开关电容滤波电路中的第三电容的第二端均接地。

16、第三方面，提供了一种接收机，该接收机包括依次连接的混频器、滤波器以及模数转换器；其中，滤波器包括上述第一方面和第二方面中任一种可能的实现方式中的离散时间滤波器。

17、第四方面，提供了一种发射机，该发射机包括依次连接的数模转换器、滤波器以及混频器；其中，滤波器包括上述第一方面和第二方面中任一种可能的实现方式中的离散时间滤波器。

18、第五方面，提供了一种通信设备，该通信设备包括上述第三方面中的接收机，以及与该接收机连接的接收天线；和/或上述第四方面中的发射机，以及与该发射机连接的发射天线。

19、第二方面至第五方面以及可能的实现方式所带来的技术效果可参见上述第一方面及可能的实现方式带来的技术效果描述，此处不再赘述。