[发明专利]用于滤波器的带宽校准

说明书

技术领域

本发明大体上涉及校准电路，具体地，涉及用于滤波器的校准电路，滤波器例如是用于信号处理的模拟滤波器。

背景技术

模拟滤波器在信号处理中广泛地用于导通期望的信号并拒绝不期望的干扰。然而，由于滤波器随着集成电路工艺、电压和工作温度（“PVT”）的变化，模拟滤波器的工作带宽将会变化±30%。因此，需要自动带宽校准来补偿滤波器中的PVT偏差。尽管开发了各种方法来校准滤波器带宽，但传统的方法通常占据较大的芯片面积、需要高的供给电压并且容易受到噪声的不利影响，从而影响带宽校准的准确度。此外，高分辨率带宽校准通常需要较长的校准时间。因此，本领域需要改进校准技术，以有效降低功耗且减小芯片面积。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于滤波器校准的低功耗、高精度的校准电路。该校准电路包括可充电的电压存储元件。第一测量和调整电路确定可充电的电压存储元件的电压大体上与参考电压相匹配所需的充电时间。电路调整电压存储元件以使得充电时间大体上等于预定的滤波器时间常数值，调整电路更新参考电压以使得充电时间更加逼近预定的滤波器时间常数值。第二电路基于调整配置而配置为大体上具有预定的滤波器时间常数值，该调整配置由第一电路的电压存储元件和参考电压的调整来确定。

本发明还提供了一种低功耗高精度的模拟滤波器带宽校准方法，包括：为可充电的电压存储元件充电；确定可充电的电压存储元件的电压大体上与参考电压相匹配所需的充电时间；调整可充电的电压存储元件以使得充电时间大体上等于预定的滤波器时间常数值；基于调整配置反复更新参考电压以使得充电时间更加逼近预定的滤波器时间常数值，该调整配置由可充电的电压存储元件和参考电压的调整来确定；以及基于调整配置将第二电路配置为大体上具有预定滤波器时间常数值，该调整配置由可充电的电压存储元件和参考电压的调整来确定。

附图说明

将在下文中结合附图更详细地描述本发明的实施方式，其中：

图1是滤波器校准的基本原理的示意图；

图2是根据本发明的一种实施方式的校准的示意图；

图3A是根据本发明的实施方式的DAC实施的示意图，而图3B是对应于图3A的数字逻辑图；

图4A是校准程序初始化的概览图，而图4B是设置和更新V0和V’ref的流程图；以及

图5是根据本发明的一种实施方式的校准模块实施的示意图。

具体实施方式

在以下说明书中，将作为优选实施例展示用于模拟滤波器带宽校准的电路及类似物。对于本领域内技术人员显而易见的是：可进行修改（包括添加和/或替换），而不脱离本发明的范围和精神。为了避免混淆本发明，可能省略了具体细节；然而，本公开文本旨在使本领域内技术人员能够实践本文的教导，而不需要过多的实验。

大体上，滤波器带宽与电阻值和电容值的积（被称为RC时间常数）成反比。为了校准滤波器，测量RC时间常数以确定与设计规范的偏差。一旦获知偏差，可以改变RC时间常数以接近设计规范，补偿PVT偏差。参考图1，示出了滤波器校准的方法。在电路中，Vx由I2充电，直到其达到使比较器翻转所需的参考电压V_ref。通过改变可变电容的电容值C，充电时间（RC时间常数）被控制为等于值T，其中，由不受PVT偏差影响的精确晶体时钟设置T。

然而，对于高分辨率校准而言，需要更多的控制位。这需要大的电容阵列。校准电路中的这种大电容阵列占据了较大的芯片区域并且消耗了大的充电电流。此外，电源和接地的噪声也影响比较器结果。另外I1和I2的不匹配可能导致系统误差。

本发明的新颖性方法通过参考适应方案在不牺牲校准精度的情况下降低了校准电容、其相关芯片面积以及充电电流。本发明的方法还通过执行多次比较并取平均值提高了抵抗来自电源和接地的噪声的能力。此外，通过使用共源共栅电流镜而改进了电流匹配。

如在图2中示意性示出的本发明的示例性实施方式中可见的那样，在部分200执行参考适应方案，在数字逻辑部分300中提供多次比较和取平均值，而在共源共栅电流镜部分100中进行电流匹配。

为了在本发明中提供快速和精确的校准，校准分成粗略阶段和精细阶段。为了获得m+n位的校准精度，仅仅在电容阵列中固定m位MSB（最高有效位）。这样有利于减小了电容阵列的尺寸，节约了宝贵的芯片面积并降低了功耗。剩余的n位LSB（最低有效位）在创造性的参考适应方案中被解决。在确定第n位时，V’_ref被设置为：