一種頻帶自調諧三級復數帶通濾波器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及濾波器領域，具體涉及一種頻帶自調諧三級復數帶通濾波器。
【背景技術】
[0002]傳統射頻通道中的帶通濾波器多為單頻帶結構，適合單一頻點的射頻接收機應用。隨著多模、多頻帶射頻接收機的發展，多頻帶帶通濾波器成為射頻接收機不可缺少的模塊之一。已有的多頻帶帶通濾波器全部采用的是手動調節電路中的電容值，進而選擇其工作頻帶和調節其濾波特性。然而，在實際中，這種多頻帶帶通濾波器會受到電壓變化、溫度飄移以及工藝偏差的影響，導致先前設定的數字值所對應的頻帶和濾波特性產生較大的頻率偏移，所需要的信號會被嚴重衰減，而不期望的噪聲會進入模擬基帶信號中，最終嚴重影響接收機的信噪比和數據質量；同時，由于濾波器各器件尺寸無法修改，對帶通濾波器進行定性或定量的頻率補償變得非常困難。

【發明內容】

[0003]本發明的目的就是提供一種頻帶自調諧三級復數帶通濾波器，其可有效解決上述問題，實現濾波器頻帶的自動選擇和濾波特性的自動調諧。
[0004]為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案進行實施:
[0005]一種頻帶自調諧三級復數帶通濾波器，其特征在于:包括雙通道三級復數帶通濾波器和環形頻率振蕩器，環形頻率振蕩器內嵌有與雙通道三級復數濾波器內完全相同的可調電容陣列，環形頻率振蕩器通過自激振蕩產生頻率信號輸出至數字調諧模塊，數字調諧模塊將環形頻率振蕩器輸出的頻率信號與理想頻率信號進行求差，根據差值調節數字信號并將調節后的數字信號反饋給雙通道三級復數帶通濾波器和環形頻率振蕩器。
[0006]本發明與現有技術相比，通過采用環形頻率振蕩器和濾波器專用數字化頻率調諧模塊，實現多頻帶濾波器的自動頻帶選擇和調諧；環形振蕩器內嵌有可調電容陣列，與復數帶通濾波器中的可調電容陣列完全相同，從而檢測由于電壓變化、溫度飄移以及工藝偏差的影響所造成的頻率偏差，通過自動調節可變電容陣列數字控制信號進行濾波器的頻帶選擇和濾波特性調諧；與傳統濾波器電路相比，在電壓變化、溫度飄移以及工藝偏差的影響方面具有極高的魯棒性能。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明的結構示意圖；
[0008]圖2為雙通道三級復數帶通濾波器的電路結構原理圖；
[0009]圖3為可調電容陣列的電路原理圖；
[0010]圖4為運算放大器的電路結構原理圖；
[0011]圖5為中環形頻率振蕩器的電路結構原理圖；
[0012]圖6為反相器電路結構原理圖；
[0013]圖7為數字調諧模塊的電路結構原理圖；
[0014]圖8為數字調諧模塊的算法流程圖。
【具體實施方式】
[0015]為了使本發明的目的及優點更加清楚明白，以下結合實施例對本發明進行具體說明。應當理解，以下文字僅僅用以描述本發明的一種或幾種具體的實施方式，并不對本發明具體請求的保護范圍進行嚴格限定。
[0016]本發明采取的技術方案如圖1所示，一種頻帶自調諧三級復數帶通濾波器，包括雙通道三級復數帶通濾波器11和環形頻率振蕩器12，環形頻率振蕩器12內嵌有與雙通道三級復數濾波器內完全相同的可調電容陣列，環形頻率振蕩器12通過自激振蕩產生頻率信號輸出至數字調諧模塊13，數字調諧模塊13將環形頻率振蕩器12輸出的頻率信號與理想頻率信號進行求差，根據差值調節數字信號并將調節后的數字信號反饋給雙通道三級復數帶通濾波器11和環形頻率振蕩器12。采用環形頻率振蕩器12和濾波器專用數字化頻率調諧模塊對一雙通道三級復數帶通濾波器11進行頻帶自選擇；環形振蕩器由反相器首尾相連而成，內嵌有可調電容陣列，其與復數帶通濾波器中的可調電容陣列完全相同，通過采用專用數字化的頻率調諧模塊，比較環形振蕩器輸出振蕩頻率和參考頻率的差值，得出帶通濾波器中的可調電容陣列的等效電容值應增大還是減小，從而實現頻帶的自動選擇。
[0017]具體的操作為:
[0018]數字調諧模塊13組成；INPUT+和INPUT-分別是雙通道三級復數帶通濾波器11的正、負輸入端，OUTPUT+和OUTPUT-分別為雙通道三級復數濾波器的正、負輸出端，雙通道三級復數帶通濾波器11包含六組完全相同的可調電容陣列，與電阻器件、有源運算放大器共同決定其頻率特性；環形頻率振蕩器12通過自激振蕩產生頻率信號進入數字調諧模塊13，環形頻率振蕩器12中內嵌有與雙通道三級復數濾波器完全相同的可調電容陣列；數字調諧模塊13將環形頻率振蕩器12輸出的頻率信號與理想頻率信號進行求差，根據差值調節數字信號S[6:0]，并將產生的新S[6:0]值送入雙通道三級復數帶通濾波器11和環形頻率振蕩器12中；
[0019]圖2雙通道三級復數帶通濾波器11的電路結構原理圖，復數帶通濾波器為雙通道結構，分為1、Q兩路，每路又均為差分結構以抑制共模噪聲；整個復數帶通濾波器由三級組成，每級為一個雙二階(Biquad)結構的濾波器單元，因此，濾波器為六階結構；帶通濾波器中的可變電容陣列Cl、C2、C3、C4、C5、C6的電路結構與尺寸完全相同，六個運算放大器OPAl、0PA2、0PA3、0PA4、0PA5、0PA6具有完全相同的電路結構和器件尺寸；VINI為復數濾波器的I路輸入端，VINQ為復數濾波器的Q路輸入端，VOUTI為復數濾波器的I路輸出端，VOUTQ為負數濾波器的Q路輸出端；I支路輸入信號通過VINI進入第一級濾波器單元，輸入端VINI的正極連接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端分四路分別連接可調電容陣列Cl的一端、電阻R3的一端、電阻R8的一端和運算放大器OPAl的正極輸入端；可變電容陣列Cl的另一端與電阻R3的另一端短接并連接電阻R13的一端和電阻R6的一端，同時連接運算放大器OPAl的負極輸出端；電阻R13的另一端分四路分別連接可調電容陣列C5的一端、電阻R17的一端、電阻R22的一端和運算放大器0PA2的正極輸入端；可變電容陣列C5的另一端與電阻R17的另一端短接并連接電阻R25的一端和電阻R20的一端，同時連接運算放大器0PA2的負極輸出端；電阻R25的另一端分四路分別連接可調電容陣列C9的一端、電阻R29的一端、電阻R34的一端和運算放大器0PA3的正極輸入端；可變電容陣列C9的另一端與電阻R29的另一端短接并連接電阻R32的一端和輸出端VOUTI的負極，同時連接運算放大器0PA3的負極輸出端；輸入端VINI的負極連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端分四路分別連接可調電容陣列C2的一端、電阻R4的一端、電阻R7的一端和運算放大器OPAl的負極輸入端；可變電容陣列C2的另一端與電阻R4的另一端短接并連接電阻R14的一端和電阻R5的一端，同時連接運算放大器OPAl的正極輸出端；電阻R14的另一端分四路分別連接可調電容陣列C6的一端、電阻R18的一端、電阻R21的一端和運算放大器0PA2的負極輸入端；可變電容陣列C6的另一端與電阻R18的另一端短接并連接電阻R26的一端和電阻R19的一端，同時連接運算放大器0PA2的正極輸出端；電阻R26的另一端分四路分別連接可調電容陣列ClO的一端、電阻R30的一端、電阻R33的一端和運算放大器0PA3的負極輸入端；可變電容陣列ClO的另一端與電阻R30的另一端短接并連接電阻R31的一端和輸出端VOUTI的正極，同時連接運算放大器0PA3的正極輸出端；Q支路輸入信號通過VINQ進入第一級濾波器單元，輸入端VINQ的正極連接電阻R9的一端，電阻R9的另一端分四路分別連接可調電容陣列C3的一端、電阻Rll的一端、電阻R6的一端和運算放大器0PA4的正極輸入端；可變電容陣列C3