帶寬可調的零相移RC低通濾波器制造技術

本發明專利技術提供一種帶寬可調的零相移RC低通濾波器，包括零相移RC低通濾波電路、頻率檢測環路、RC常數檢測環路以及加法和寄存器，其中所述零相移RC低通濾波電路接收輸入信號，輸出濾除時鐘噪聲信號的輸出信號；所述頻率檢測環路接收參考頻率和所述輸出信號，輸出第一帶寬控制信號；所述RC常數檢測環路接收所述參考頻率，輸出第二帶寬控制信號；所述加法和寄存器接收所述第一帶寬控制信號和第二帶寬控制信號，輸出帶寬控制位信號至所述零相移RC低通濾波電路。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及微機械陀螺儀驅動信號處理技術，尤其涉及一種帶寬可調的零相移RC低通濾波器。
技術介紹
在微機械陀螺儀驅動電路中，在陀螺固有頻率的控制下產生驅動信號，所述驅動信號與驅動檢測電極的相位差為90°，在90°相移電路之后的連續時間內，微機械陀螺儀驅動電路中的低通濾波器要求盡可能小的相位偏移。微機械陀螺儀驅動電路的系統時鐘通常是陀螺固有頻率的倍數(通常為幾十倍)。因此，低通濾波器的帶寬隨陀螺固有頻率可調，才能更好地抑制驅動信號的帶外噪聲。由于工藝的原因，同一種設計，不同的加工批次，濾波器的帶寬變化很大。此外，同一種設計、同一硅片上制作的陀螺，固有頻率各不相同。傳統RC低通濾波器帶寬不可調，對帶外噪聲，特別是系統時鐘的噪聲抑制性能一致性差。傳統零相移RC低通濾波器如圖1，具有兩差分輸入端Vil和Vi2，兩差分輸出端Vol和Vo2。兩差分輸入端的輸入信號為驅動檢測電路的輸出差分正弦信號，帶有較大時鐘信號噪聲；兩差分輸出信號Vol和Vo2濾除輸入信號帶外噪聲，特別是系統時鐘噪聲。制造過程中，R和C的工藝分布分別可達±25%，因此，RC低通濾波電路的_3dB頻率變化范圍為O. 67 1.33f0，f0是RC為標稱值時的-3dB頻率值。圖2為圖I所示的零相移RC低通濾波器中RC參數變化引起的濾波特性差異，如圖2，傳統零相移RC低通濾波器，對同一頻率的衰減差異很大。陀螺儀固有頻率的批次性差異，引起系統時鐘頻率的變化，針對固定RC的低通濾波電路，如圖2所示，系統時鐘的頻率變化導致濾波電路對系統時鐘噪聲的抑制一致性差。圖3為針對固定RC的低通濾波電路的零相移RC低通濾波器不同頻率衰減差異示意圖，如圖3所示系統時鐘的頻率變化導致濾波電路對系統時鐘噪聲的抑制一致性差。本專利技術提供一種_3dB帶寬隨輸入信號頻率可調的零相移RC低通濾波器。提高對驅動信號帶外噪聲抑制的性能及其一致性。該電路還引入RC常數檢測環路，解決由于制造過程中R和C工藝分布引起的_3dB帶寬偏移。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種帶寬可調的零相移RC低通濾波器。為解決上述問題，本專利技術提供一種一種帶寬可調的零相移RC低通濾波器，包括零相移RC低通濾波電路、頻率檢測環路、RC常數檢測環路以及加法和寄存器，其中所述零相移RC低通濾波電路接收輸入信號，濾除輸入信號的帶外噪聲信號后，輸出輸出信號；所述頻率檢測環路用以檢測輸出信號的頻率，接收參考頻率和所述輸出信號，計算出第一帶寬控制信號，并根據所述輸出信號的頻率和所述參考頻率調節所述零相移RC低通濾波器的帶寬；所述RC常數檢測環路用以檢測所述低通濾波電路的RC常數，接收所述參考頻率，并根據RC振蕩頻率和所述參考頻率，計算出第二帶寬控制信號，并調節所述零相移RC低通濾波器的帶寬以校正RC參數分布導致的帶寬偏移；所述加法和寄存器接收所述第一帶寬控制信號和第二帶寬控制信號，輸出帶寬控制位信號至所述零相移RC低通濾波電路。進一步的，輸入信號的帶外噪聲信號包括所述零相移RC低通濾波器所在系統的時鐘信號。進一步的，所述第一帶寬控制信號和第二帶寬控制信號經所述加法和寄存器相加后，輸出帶寬控制位信號，調節所述零相移RC低通濾波器的電容陣列單元，以實現對所述零相移RC低通濾波器帶寬的調整。進一步的，所述的零相移RC低通濾波電路具有兩個差分輸入端、兩個差分輸出端和第三輸入端，其中 所述兩個差分輸入端接收的輸入信號為帶有輸入信號的帶外噪聲的差分正弦信號；所述兩個差分輸出端輸出的輸出信號為濾除所述時鐘信號噪聲的差分正弦信號；所述第三輸入端的輸入信號為所述加法和寄存器輸出的帶寬控制位信號。進一步的，所述頻率檢測環路包括串聯連接的頻率檢測電路和固有頻率檢測電路，所述頻率檢測電路接收所述零相移RC低通濾波電路的輸出信號，所述固有頻率檢測電路接收所述參考頻率和頻率檢測電路的輸出信號，根據參考頻率計算出一固有頻率值，將所述固有頻率值同一期望頻率值進行比較，并輸出所述第一帶寬控制信號，所述固有頻率檢測電路的輸出端與所述加法和寄存器的輸入端相連。進一步的，所述RC常數檢測環路包括由RC振蕩器和RC常數檢測電路構成的環路。進一步的，所述RC振蕩器用于產生一個頻率只與所述RC常數相關的時鐘信號。進一步的，所述RC振蕩器具有寄存器輸入端和振蕩頻率輸出端，所述RC振蕩器的寄存器輸入端和振蕩頻率輸出分別接所述RC常數檢測電路，所述RC振蕩器根據所述RC常數檢測電路調節輸出頻率。進一步的，所述RC常數檢測電路具有兩個輸入端和兩個輸出端，所述兩個輸入端分別接入參考頻率和所述RC振蕩器的振蕩頻率輸出端，所述RC常數檢測電路的兩個輸出端分別接入所述RC振蕩器的寄存器輸入端和加法和寄存器的輸入端。進一步的，所述RC常數檢測電路用于根據所述參考頻率計算所述RC振蕩器的輸出信號的頻率，進而計算所述RC常數，將得到的RC常數與目標值進行比較，并實時調整所述RC振蕩器的RC常數，最終RC振蕩器的RC常數與目標值一致時，RC常數調節完成，輸出第二帶寬控制信號。進一步的，所述加法和寄存器包括兩個輸入端和一個輸出端，所述加法和寄存器的兩個輸入端分別接收第一帶寬控制信號和第二帶寬控制信號，所述加法和寄存器的輸出端與所述零相移RC低通濾波電路相連。進一步的，所述零相移RC低通濾波器的相移范圍小于等于3°。本專利技術還提供一種微機械陀螺儀驅動電路，包括驅動檢測電路和所述低通濾波器，所述低通濾波器接收所述驅動檢測電路的輸出信號。綜上所述，本專利技術提供一種_3dB帶寬隨輸入信號頻率可調的零相移RC低通濾波電路。提高對驅動信號帶外噪聲抑制的性能及其一致性。該電路還引入RC常數檢測環路，解決由于制造過程中R和C工藝分布引起的_3dB帶寬偏移。附圖說明圖I為現有技術中零相移RC低通濾波器的結構示意圖。圖2為圖I所示的零相移RC低通濾波器中RC參數變化引起的濾波特性差異示意圖。圖3為圖I所示的零相移RC低通濾波器的不同時鐘頻率的衰減差異示意圖。圖4為本專利技術一實施例中帶寬隨輸入頻率可調的零相移RC低通濾波的結構示意圖。 圖5(a)為本專利技術一實施例中零相移二階RC低通濾波電路的結構示意圖。圖5(b)為圖5(a)中可變電容Cl和C2的結構示意圖。圖6為本專利技術一實施例中頻率檢測電路的結構示意圖。具體實施例方式為使本專利技術的內容更加清楚易懂，以下結合說明書附圖，對本專利技術的內容作進一步說明。當然本專利技術并不局限于該具體實施例，本領域內的技術人員所熟知的一般替換也涵蓋在本專利技術的保護范圍內。其次，本專利技術利用示意圖進行了詳細的表述，在詳述本專利技術實例時，為了便于說明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應以此作為對本專利技術的限定。本專利技術提供一種帶寬可調的零相移RC低通濾波器，該零相移RC低通濾波器能夠根據輸入信號進行調節，且所述零相移低相移RC低通濾波器的相移范圍能夠控制在小于等于3°內，即范圍控制在3/360=0. 83%以內，從而提高對驅動信號帶外噪聲抑制的性能及其一致性。所述零相移RC低通濾波器還引入RC常數檢測環路，以解決由于制造過程中R(電阻)和C(電容)的工藝分布引起的帶寬偏移。圖4為本專利技術一實施例中帶寬隨輸入頻率可調的零相移RC低通濾波的結構示意圖。如圖4所示，所述零相移RC低通濾波器由零相移RC低通濾波電路本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種帶寬可調的零相移RC低通濾波器，其特征在于，包括零相移RC低通濾波電路、頻率檢測環路、RC常數檢測環路以及加法和寄存器，其中所述零相移RC低通濾波電路接收輸入信號，濾除輸入信號的帶外噪聲信號后，輸出輸出信號；所述頻率檢測環路用以檢測輸出信號的頻率，接收參考頻率和所述輸出信號，計算出第一帶寬控制信號，并根據所述輸出信號的頻率和所述參考頻率調節所述零相移RC低通濾波器的帶寬；所述RC常數檢測環路用以檢測所述低通濾波電路的RC常數，接收所述參考頻率，并根據RC振蕩頻率和所述參考頻率，計算出第二帶寬控制信號，并調節所述零相移RC低通濾波器的帶寬以校正RC參數分布導致的帶寬偏移；所述加法和寄存器接收所述第一帶寬控制信號和第二帶寬控制信號，輸出帶寬控制位信號至所述零相移RC低通濾波電路。

【技術特征摘要】
1.一種帶寬可調的零相移Re低通濾波器，其特征在于，包括零相移RC低通濾波電路、頻率檢測環路、RC常數檢測環路以及加法和寄存器，其中 所述零相移RC低通濾波電路接收輸入信號，濾除輸入信號的帶外噪聲信號后，輸出輸出信號； 所述頻率檢測環路用以檢測輸出信號的頻率，接收參考頻率和所述輸出信號，計算出第一帶寬控制信號，并根據所述輸出信號的頻率和所述參考頻率調節所述零相移RC低通濾波器的帶寬； 所述RC常數檢測環路用以檢測所述低通濾波電路的RC常數，接收所述參考頻率，并根據RC振蕩頻率和所述參考頻率，計算出第二帶寬控制信號，并調節所述零相移RC低通濾波 器的帶寬以校正RC參數分布導致的帶寬偏移； 所述加法和寄存器接收所述第一帶寬控制信號和第二帶寬控制信號，輸出帶寬控制位信號至所述零相移RC低通濾波電路。2.如權利要求I所述的帶寬可調的零相移RC低通濾波器，其特征在于，輸入信號的帶外噪聲信號包括所述零相移RC低通濾波器所在系統的時鐘信號。3.如權利要求I所述的帶寬可調的零相移RC低通濾波器，其特征在于，所述第一帶寬控制信號和第二帶寬控制信號經所述加法和寄存器相加后，輸出帶寬控制位信號，調節所述零相移RC低通濾波器的電容陣列單元，以實現對所述零相移RC低通濾波器帶寬的調整。4.如權利要求I所述的帶寬可調的零相移RC低通濾波器，其特征在于，所述的零相移RC低通濾波電路具有兩個差分輸入端、兩個差分輸出端和第三輸入端，其中 所述兩個差分輸入端接收的輸入信號為帶有輸入信號的帶外噪聲的差分正弦信號；所述兩個差分輸出端輸出的輸出信號為濾除所述時鐘信號噪聲的差分正弦信號；所述第三輸入端的輸入信號為所述加法和寄存器輸出的帶寬控制位信號。5.如權利要求I所述的帶寬可調的零相移RC低通濾波器，其特征在于，所述頻率檢測環路包括串聯連接的頻率檢測電路和固有頻率檢測電路，所述頻率檢測電路接收所述零相移RC低通濾波電路的輸出信號，所述固有頻率檢測電路接收所述參考頻率和頻率檢測電路的輸出信號，根據參考頻率計算出一固有頻率值，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭泉智，
申請(專利權)人：杭州士蘭微電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：