CN101854151A

CN101854151A - 一种跨导-电容滤波器的频率调谐方法与***

Info

Publication number: CN101854151A
Application number: CN 201010186669
Authority: CN
Inventors: 李周群
Original assignee: RISING MICRO ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: RISING MICRO ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2010-10-06

Abstract

本发明公开了一种跨导-电容滤波器的频率调谐方法，包括：振荡器依据n位逐次逼近电路反馈的控制信号，改变该振荡器中电容阵列的电容值；振荡器依据该电容值输出频率为g_m/C的振荡信号；计数器在电平有效期间进行计数，获取该振荡信号频率所对应的数值；数值比较器利用该振荡信号频率所对应的数值与参考数值进行比较，获取比较结果；n位逐次逼近电路依据比较结果产生控制信号，并将其反馈至振荡器中，在重复执行n次上述步骤之后，由n位逐次逼近电路依据获取的最接近参考数值的比较结果生成控制码；跨导-电容滤波器依据该控制码，改变其电容阵列的电容值，完成频率调谐。同时本发明还公开了一种跨导-电容滤波器的频率调谐***。

Description

一种跨导-电容滤波器的频率调谐方法与***

技术领域

本发明涉及微电子学领域，更具体的说是涉及一种跨导-电容滤波器的频率调谐的方法与***。

背景技术

随着移动通信技术与计算机技术的快速发展，连续时间有源滤波器在通信领域，以及计算机领域等需要进行信号处理的***中被广泛的应用。其中，在高频领域常用的连续时间有源滤波器是跨导-电容滤波器。跨导-电容滤波器主要是由跨导放大器与电容构成，用于表征跨导-电容滤波器的重要的性能指标是该滤波器的频率参数。其中，频率参数包括：中心频率与带宽。而中心频率与带宽是由跨导-电容滤波器中的跨导放大器的跨导g_m与电容C的比值决定的，即由g_m/C决定的。由于在制造跨导-电容滤波器的过程中，电容，以及其他跨导-电容滤波器上的晶体管存在20％-50％的工艺偏差，同时由于温度、湿度等外部环境的影响，得到的g_m/C的值会产生偏离，进而影响跨导-电容滤波器的性能无法满足要求，所以在现有技术中采用频率调谐电路将跨导-电容滤波器的中心频率、带宽的值稳定在所需的范围内，以达到跨导-电容滤波器的工作性能要求。

在现有技术中，跨导-电容滤波器的频率调谐主要是基于锁相环完成的。基于锁相环的频率调谐电路主要由压控振荡器VCO、限幅器、整形电路、鉴频鉴相器、环路滤波器等子电路组成。其中，VCO由跨导放大器与电容组成，并且与跨导-电容滤波器中的跨导放大器和电容相匹配。在利用基于锁相环的频率调谐电路进行频率调谐时，VCO产生的振荡信号频率与g_m/C的值成比例，当锁相环锁定时，振荡信号的频率等于参考频率的倍频或分频，即g_m/C等于参考频率的倍频或分频.将接入VCO的控制电压接入滤波器中的跨导放大器改变跨导的大小以实现对跨导-电容滤波器频率参数的调谐。

由于，在跨导-电容滤波器中的跨导放大器的线性输入范围是有限的，当VCO输出信号的范围大于跨导放大器的线性输入范围时，跨导放大器进入非线性区，致使VCO输出的信号的频率与g_m/C的值不成比例，从而无法实现对跨导-电容滤波器的频率调谐，所以利用限幅器来限制VCO输出信号的振幅，将其限制在跨导放大器的线性输入范围内，使跨导放大器工作在线性区，实现对跨导-电容滤波器传输函数的控制，达到对跨导-电容滤波器进行频率调谐的目的。由上述可知基于锁相环的频率调谐电路是基于模拟电路的调谐，通过其输出的模拟电压信号，即控制信号来控制跨导放大器尾电流的大小从而改变跨导的大小。因为滤波器中电容是固定的，在控制信号的控制下调整跨导的大小，从而保持跨导-电容滤波器中的跨导与电容的比值保持在所需的范围内不变。

但是，现有技术的缺点是，基于锁相环的频率调谐电路，电路复杂、功耗大、芯片面积大、锁定时间较长。并且通过模拟电压信号控制跨导放大器尾电流的大小来改变跨导的大小，会影响跨导放大器的线性输入范围，致使跨导放大器性能下降，进一步使得跨导-电容滤波器的性能也下降。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种跨导-电容滤波器的频率调谐方法与***，解决了现有技术中利用基于锁相环的频率调谐电路进行调谐，通过模拟电压信号控制跨导电流的大小来改变跨导的大小，影响跨导放大器的线性输入范围，从而使跨导放大器性能下降的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种跨导-电容滤波器的频率调谐方法，包括：

振荡器依据n位逐次逼近电路反馈的控制信号，改变所述振荡器中电容阵列的电容值；

所述振荡器依据所述电容值输出频率为g_m/C的振荡信号，其中g_m是跨导放大器的跨导值，C为电容值；

计数器在所述输出振荡信号电平有效期间进行计数，以获取所述振荡器输出的振荡信号频率所对应的数值；

数值比较器利用所述振荡器输出振荡信号频率所对应的数值与参考数值进行比较，获取比较结果；

所述n位逐次逼近电路依据所述比较结果产生控制信号，将所述控制信号反馈至所述振荡器中，并判断重复执行n次上述步骤之后，由所述n位逐次逼近电路依据获取的最接近参考数值的比较结果生成控制码；

跨导-电容滤波器依据所述控制码，改变所述跨导-电容滤波器中的电容阵列的电容值，完成频率参数的调整。

优选的，包括，所述振荡器中的电容阵列与所述跨导-电容滤波器中的电容阵列结构相同，所述电容阵列由一个基础电容和一组2n权重的电容并联组成，以及，各个所述权重电容上都串联有一个开关。

优选的，还包括，在所述振荡器依据所述电容值输出振荡信号时，对所述振荡信号的振幅进行限制。

优选的，包括，所述n位逐次逼近电路中的n位是指所述控制信号的位数，所述位数n大于等于1。

优选的，包括，所述计数器在所述振荡信号高电平有效期间进行计数。

一种跨导-电容滤波器的频率调谐***，包括：

振荡器，用于依据数字控制电路中生成的控制信号改变其电容阵列中的电容值，并依据改变后的电容值输出频率为g_m/C的振荡信号，其中g_m是跨导放大器的跨导值，C为电容值；

数字控制电路，用于对接收到的所述振荡器输出的振荡信号进行处理，依据所述处理结果生成控制信号，并将所述控制信号反馈至所述振荡器中，以及在进行n次处理之后，根据最接近参考数值的处理结果生成控制码，并将所述控制码发送至跨导-电容滤波器中；

跨导-电容滤波器，用于接收所述数字控制电路发送的控制码，利用所述控制码对其电容阵列中的电容值进行改变。

优选的，所述振荡器包括：

振荡电路，由跨导放大器与电容阵列组成的振荡电路用于依据电容值输出频率是g_m/C的正弦振荡信号；

限幅电路，用于对所述振荡电路输出的正弦信号的振幅进行限制；

整形电路，用于对进行限幅之后的所述振荡电路输出的正弦信号进行整形，获得占空比为50％的方波信号。

优选的，所述数字控制电路包括：

计数器，用于在所述振荡器输出的振荡信号电平有效期间进行计数，以获取所述振荡器输出的振荡信号的频率所对应的数值；

数值比较器，用于对所述计数器获取的振荡信号的频率所对应的数值与参考数值进行比较，以获取比较结果；

逐次逼近电路，用于依据所述数值比较器获取的比较结果生成相应的控制信号，并将生成的控制信号反馈至所述振荡器中，以及依据最接近参考数值的比较结果生成控制码，并将所述控制码发送至所述跨导-电容滤波器中。

优选的，包括，进行n次处理中的n是指所述控制信号的位数，所述位数n大于等于1。

优选的，包括，所述振荡信号高电平有效时，所述计数器开始计数。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种跨导-电容滤波器的频率调谐方法与***。通过本发明的调谐电路，可以通过数字控制电路产生的控制信号，对振荡器中的电容阵列进行控制，改变振荡器中电容值C的大小，使振荡器的振荡频率变化，然后根据控制信号的位数进行重复比较，最终产生控制码，将该控制码接入至跨导-电容滤波器中的电容阵列，依据该控制码改变跨导-电容滤波器中的电容值C，保持跨导g_m不变，保证在完成跨导-电容滤波器的频率调谐过程的同时，跨导-电容滤波器中的跨导放大器的线性性能不会因为加入调谐电路下降。

此外，在本发明所公开的调谐电路中，因为模拟的部分只有一个振荡器，电路简单、功耗低、占用面积小。同时，在数字控制电路采用了逐次逼近的算法，可以快速获取振荡器中电容阵列的控制信号，节省了频率参数的锁定时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的一种跨导-电容滤波器的频率调谐的方法流程图；

图2为本发明公开的一种跨导-电容滤波器的频率调谐***框图；

图3为本发明公开的振荡器的整体框图；

图4为本发明公开的由两个跨导放大器与电容组成的振荡器的的整体框图；

图5为本发明公开的一种跨导-电容滤波器中的电容阵列示意图

图6为本发明公开的数字控制电路的整体框图；

图7为本发明公开的控制信号位数为3时的实施例控制码生成示意图；

图8为本发明公开的控制信号位数为3时的实施例的工作时序图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种跨导-电容滤波器的频率调谐方法与***。在本发明公开的跨导-电容滤波器的频率调谐方法是一种离散的调谐方法，根据本发明所公开的调谐电路中产生的数字信号控制振荡器中的电容阵列，以改变电容值C的大小，保持跨导g_m不变，避免跨导放大器(图中未标示)因跨导的改变影响跨导放大器的线性输入范围，从而使跨导放大器性能下降的问题。

并且，本发明所公开的调谐电路是由一个振荡器和数字控制电路组成，不仅可以通过数字控制电路产生的控制信号，对振荡器中的电容阵列进行控制，改变振荡器中电容值C的大小，使振荡器的振荡频率变化，然后根据控制信号的位数进行重复比较，最终产生控制码，将该控制码接入至跨导-电容滤波器中的电容阵列，依据该控制码改变跨导-电容滤波器中的电容值C，保持跨导g_m不变，保证在完成跨导-电容滤波器的频率调谐过程的同时，跨导-电容滤波器中的跨导放大器的线性性能不会因为加入调谐电路下降。而且，在本发明所公开的调谐电路中，模拟的部分只有一个振荡器，电路简单、功耗低、占用面积小、同时在数字控制部分采用逐次逼近的算法，可以快速获取振荡器中电容阵列的控制信号，节省了频率参数的锁定时间。本发明公开的一种跨导-电容滤波器的频率调谐方法的具体过程，通过以下实施例进行说明。

请参阅附图1，为本发明公开的一种跨导-电容滤波器的频率调谐方法的流程图。在进行频率调谐之前，首先要将预设的控制信号保存在n位逐次逼近电路中，其中，预设控制信号的最高位赋值为1，其他位为0。而n位逐次逼近电路中的n位是指该控制信号的位数，位数n大于等于1。在预设控制信号之后，进行跨导-电容滤波器的频率调谐的具体步骤包括：

步骤S11，振荡器依据n位逐次逼近电路反馈的控制信号，改变所述振荡器中电容阵列的电容值大小。

步骤S12，该振荡器依据步骤S11中改变后的电容值输出频率为g_m/C的振荡信号，其中g_m是跨导放大器的跨导值，C为电容值。

步骤S13，计数器在该振荡器输出的振荡信号电平有效期间进行计数，以获取该振荡器输出振荡信号的频率所对应的数值。

步骤S14，数值比较器利用该振荡器输出信号的频率所对应的数值与参考数值N_ref进行比较，获取比较结果。

步骤S15，由n位逐次逼近电路依据步骤S14获取的比较结果生成相应的控制信号，将生成的控制信号反馈至振荡器中，执行步骤S11。

步骤S16，判断是否重复执行n次上述步骤S11至步骤S14，如果是，则执行步骤S17；如果否，则继续执行上述步骤。

步骤S17，由该n位逐次逼近电路依据步骤S14获取的最接近参考数值N_ref的比较结果生成控制码。

步骤S18，依据步骤S17中获取的控制码控制跨导-电容滤波器中的电容阵列，改变其电容阵列的电容值，完成对该跨导-电容滤波器的频率参数的调整。

需要说明的是，振荡器中的振荡电路是由与跨导-电容滤波器中结构相同的跨导放大器与电容阵列组成的，因此振荡器的输出信号的频率，与跨导-电容滤波器的频率参数，即g_m/C的值成比例，所以需要将调谐电路中振荡器的频率锁定在参考数值的范围内，再将依据两者比较得到的结果所生成的控制码，反馈至跨导-电容滤波器中，完成对跨导-电容滤波器的频率调谐。

在步骤S11中，振荡器依据n位逐次逼近电路所反馈的控制信号，改变该振荡器中电容阵列的电容值。然后执行步骤S12，依据步骤S11中改变后的电容值输出信号。例如，在利用与跨导-电容滤波器中结构相同的跨导放大器与电容阵列组成的振荡器中，如图4所示，因为在执行步骤S11后，振荡器中的电容值产生变化，在该电路中依据与振荡频率相关的计算公式：ω_osc＝g_m/C，f_OSC＝g_m/2πC，可知，振荡频率f_OSC会随电容值的改变而改变。但是，本发明的实施例并不仅限于此。同样，由与跨导-电容滤波器中结构相同的跨导放大器与电容阵列组成的其他结构的振荡器中，电容值与振荡频率之间也存在类似的关系。

在执行步骤S13时，计数器在该振荡器输出的信号电平有效期间进行计数，以获取该振荡器输出信号的频率所对应的数值，其中，该振荡器输出的振荡信号电平在高电平期间时，由计数器进行计数，并获取该振荡器输出的振荡信号的频率所对应的数值；计数器也可以在该振荡器输出的振荡信号在低电平期间进行计数，并获取该振荡器输出的振荡信号的频率所对应的数值。在本发明所公开的实施例中，以该振荡器输出的振荡信号高电平为有效期间为例。但是，本发明的实施例并不局限于此。

在执行步骤S14时，数值比较器利用获取的该振荡器输出信号的频率所对应的数值与参考数值N_ref进行比较，获取两者的比较结果。

需要说明的是，振荡器依据所述电容值输出信号时，需要对所述信号的振幅进行限制。这是因为，跨导放大器的线性输入范围是有限的，如果振荡器的输出信号的范围超过其线性输入范围，跨导放大器将进入非线性区，使得振荡器输出信号的频率不再为g_m与C的比值，无法实现对跨导-电容滤波器的调谐。

振荡电路的输出信号的幅度经过限幅，被控制在跨导放大器线性输入范围之内，而通常情况下只有几百个毫伏。例如，振荡电路输出的振荡信号为正弦信号，需要对信号进行放大和整形才能作为执行步骤S13中计数器的输入信号。一般可以采用一个比较器电路，将振荡电路输出的小摆幅正弦信号整形为占空比为50％的方波信号，以使振荡器最终输出频率为g_m/C的方波信号。其中，方波信号的脉冲宽度为：πC/g_m。

在使能信号有效时，振荡器输出的方波信号输入计数器，在方波信号高电平有效期间，即方波信号上升沿时计数器开始计数，而方波信号下降沿时计数器停止计数。

由于，采用计数的方式来测量振荡器输出信号的脉冲宽度，获得脉冲宽度πC/g_m的大小。而经过计数器之后的输出为：

并在执行步骤S14时，利用数值比较器将计数器的输出与参考数值N_ref进行比较，其中：

(f_ref，参考频率；f_clk，计数器的时钟频率)。

由于在跨导-电容滤波器中，滤波器的频率参数是由中心频率和带宽表征的。当需要调整的是带通或带阻滤波器的中心频率时，参考频率f_ref＝f₀；当需要调整的是低通或高通滤波器的3dB带宽时，参考频率f_ref＝f-3_dB，其中，(f₀为滤波器的中心频率；f_-3dB为滤波器的3dB带宽)。在数值比较器中进行比较时，当输入的数据大于参考数值时，输出为1，反之则为0。

在执行步骤S15时，由n位逐次逼近电路依据步骤S14获取的比较结果，即输出的数值是1还是0，生成相对应的控制信号，并将生成的控制信号反馈至振荡器中，即返回执行步骤S11。由于控制信号的位数为n，该位数n大于等于1。所以需要进行n次上述步骤，将振荡器根据不同的电容值输出的信号频率对应的数值与参考数值N_ref进行比较，使其不断的逼近参考数值N_ref，当N不断接近N_ref时，使得g_m/2πC在一定的精度范围内可以等于f_ref。那么在步骤S16中判断是否执行完n次上述步骤S11至S15，如果否，则继续重复执行上述步骤；如果是，则执行步骤S17。

在执行步骤S17时，由该n位逐次逼近电路依据上述重复执行步骤S14之后，获取的最接近参考数值N_ref的比较结果生成控制码。并将该控制码反馈至跨导-电容滤波器中，即执行步骤S18，依据步骤S17中获取的控制码控制跨导-电容滤波器中的电容阵列，改变其电容阵列的电容值，将跨导-电容滤波器的频率参数调整到规定的精度范围之内，即利用改变电容阵列的电容值C，将g_m/C的比值调整到规定的精度范围之内，完成对该跨导-电容滤波器的频率参数的调整。由于，不需要改变跨导g_m，所以不会影响跨导放大器的线性性能，也不会影响跨导-电容滤波器的性能。

需要说明的是，振荡器中的电容阵列与跨导-电容滤波器中的电容阵列相同，由一个基础电容和一组2ⁿ权重的电容并联组成，各个权重的电容分别串联一个开关，由n位逐次逼近电路反馈的控制信号，控制开关的闭合，从而改变振荡器中的电容值，而振荡器的振荡频率也会随电容值的改变而有所变化，进而使振荡器的输出信号有所变化。

上述详细说明了本发明用于一种跨导-电容滤波器的频率调谐方法，对于本发明的方法可采用多种形式的***实现，因此，在本发明公开的一种跨导-电容滤波器的频率调谐方法的基础上，还公开了一种跨导-电容滤波器的频率调谐***。请参阅附图2，为本发明公开的一种跨导-电容滤波器的频率调谐***的整体框图。具体包括：振荡器31、数字控制电路32和跨导-电容滤波器33。

振荡器31，用于依据数字控制电路32中生成的控制信号改变其电容阵列中的电容值C，并依据改变后的电容值C输出频率为g_m/C的振荡信号，其中g_m是跨导放大器的跨导值，C为电容值。

数字控制电路32，用于对接收到的所述振荡器31输出的振荡信号进行处理，依据该处理结果生成控制信号，并将该控制信号反馈至振荡器31中；以及在进行n次处理之后，根据最接近参考数值的处理结果生成控制码，并将该控制码发送至跨导-电容滤波器33中。

跨导-电容滤波器33，用于接收数字控制电路32发送的控制码，利用该控制码对其电容阵列中的电容值C进行改变。

通过保持跨导-电容滤波器33中的跨导g_m不变，通过改变电容阵列中的电容值C，使g_m/C的值调整到规定的精度范围之内，完成对该跨导-电容滤波器的频率参数的调整。由于，不需要改变跨导g_m，所以不会影响跨导放大器的线性性能，也不会影响跨导-电容滤波器的性能。

此外，在振荡器31与数字控制电路32之间进行的n次反复处理，其中的n是指控制信号的位数，该控制信号的位数n大于等于1。

需要说明的是，在上述本发明公开的实施例中，振荡器31包括：振荡电路311、限幅电路312和整形电路313。如图3所示。

振荡电路311，由跨导放大器与电容阵列组成的振荡电路用于依据电容值输出频率是g_m/C的正弦振荡信号。

限幅电路312，用于对振荡电路311输出的正弦信号的振幅进行限制。

整形电路313，用于对进行限幅电路312限幅之后的正弦信号进行整形，获得占空比为50％的方波信号。

在振荡电路311中，组成振荡电路311的跨导放大器与电容，与跨导-电容滤波器33中的跨导放大器与电容阵列相同。因此振荡器输出的方波信号的频率，与跨导-电容滤波器的频率参数，即g_m/c的值成比例，所以需要将调谐电路中振荡器的频率锁定在参考数值的范围内，再将依据两者比较得到的结果所生成的控制码，反馈至跨导-电容滤波器中，从而完成对跨导-电容滤波器的频率调谐。

在振荡器31中加入限幅电路312是用来限制振荡电路311中输出的正弦信号的振幅，这是由于，跨导放大器的线性输入范围是有限的，当振荡电路311输出的正弦信号的范围超过跨导放大器的线性输入范围，跨导放大器进入非线性区，这时振荡电路311输出信号的频率不再为g_m与C的比值，无法实现对跨导-电容滤波器33的频率调谐。所以加入限幅电路312对振荡电路311中输出的正弦信号的振幅进行限制。

在振荡电路311输出的正弦信号经过限幅电路312后，输出的正弦信号的幅度被控制在跨导放大器线性输入范围，然后，在整形电路313中对限幅过的振荡电路311的输出信号进行整形。使振荡器31输出频率为g_m/C的方波信号。

此外，用跨导放大器和电容阵列组成的振荡电路311有各种不同的结构，其中一种结构为，用跨导放大器和电容阵列替代无源LC振荡器电路中的电感，得到相应的g_m-C振荡器。如图4所示，用两个跨导放大器构成回转器，然后接入电容将其转化成等效电感41，与限幅器42、整形电路43共同组成一个二阶的g_m-C振荡器。但是，本发明并不仅限于此。在本发明中使用电容阵列。

振荡电路311中的电容阵列与跨导-电容滤波器中的电容阵列相同，由一个基础电容和一组2ⁿ权重的电容并联组成，各个权重电容分别串联一个开关，由n位逐次逼近电路反馈的控制信号，控制开关的闭合，从而改变振荡器中的电容值，而振荡器的振荡频率也会随电容值的改变而有所变化，进而使振荡器的输出信号有所变化。例如，如附图5所示，以n＝3为例，该电容阵列由基础电容C_min，权重电容C₀、2C₀、4C₀，以及各个权重电容所串联的开关S₀、S₁、S₂组成。但是，本发明并不仅限于此。

需要说明的是，在上述本发明公开的实施例中，数字控制电路32包括：计数器321、数值比较器322和逐次逼近电路323。如图6所示。

计数器321，用于在振荡器31输出的振荡信号电平有效期间进行计数，以获取该振荡器31输出的振荡信号的频率所对应的数值。

数值比较器322，用于对计数器321中获取的输出的振荡信号的频率所对应的数值与参考数值Nref进行比较，以获取比较结果。

逐次逼近电路323，用于依据数值比较器322获取的比较结果生成相应的控制信号，并将生成的控制信号反馈至振荡器31中，以及依据最接近参考数值的比较结果生成控制码，并将该控制码发送至跨导-电容滤波器33中。

在计数器321中，该振荡器31输出的振荡信号电平的有效性主要指，由计数器321在该振荡器31输出的振荡信号高电平期间进行计数，并获取该振荡器31输出的振荡信号的频率所对应的数值；计数器321也可以在该振荡器31输出的振荡信号低电平期间进行计数，并获取该振荡器31输出的振荡信号的频率所对应的数值。在本发明所公开的实施例中，以该振荡器输出的振荡信号高电平为有效期间为例。但是，本发明的实施例并不局限于此。

需要说明的是，上述本发明实施例中振荡器输出的振荡信号为正弦信号时，需要对信号进行限幅和整形后才能作为计数器321的输入信号。一般可以采用一个比较器电路(图中未标示)，将振荡器31输出的小摆幅正弦信号整形为占空比为50％的方波信号，以使振荡器31最终输出频率为g_m/C的方波信号。

在逐次逼近电路323中产生的控制信号的位数为n，该控制信号的位数n大于等于1。为了获取与参考数值最接近的比较结果，所以，需要逐次逼近电路323进行n次逼近生成n位控制信号，即在振荡器31与数字控制电路32之间需要反复执行n次，才能获取使逐次逼近电路323依据最接近参考数值的比较结果生成控制码，并将该控制码发送至跨导-电容滤波器33中。

最后，跨导-电容滤波器33根据该控制码控制跨导-电容滤波器33中的电容阵列，改变其电容阵列的电容值C，将跨导-电容滤波器33的频率参数调整到规定的精度范围之内，即利用改变电容阵列的电容值C，将g_m/C的比值调整到规定的精度范围之内，完成对该跨导-电容滤波器33的频率参数的调整。由于，不需要改变跨导g_m，所以不会影响跨导放大器的线性性能，也不会影响跨导-电容滤波器的性能。

此外，在上述本发明公开的实施例中，逐次逼近电路323中包括：逐次逼近寄存器SAR和移位寄存器SR。

需要说明的是，有关逐次逼近电路生成控制信号，以及控制码的工作过程，下面以控制信号的位数n为3时举例进行详细说明。

请参阅附图3、4、5、6、7和8。计数器321中的时钟信号只是一个参照，在实际应用中，计数器321的时钟信号的频率远大于振荡器31输出信号的频率。考虑到现有技术中的工艺偏差，以及温度等因素的影响，当跨导-电容滤波器33的频率调谐范围为+/-x％时，计数器321的最大输出为(1+x％)N_ref，最小输出为(1-x％)N_ref。在计数器321的时钟信号频率确定之后，根据计数器321的最大输出确定计数器321的位数。其中，

而经过计数器之后的输出为：

计数器321的使能信号EN，比逐次逼近电路的起始信号START延迟一个振荡信号时钟周期。n为3，原始的控制信号S₂-S₀的值为000。如图8所示，在一个振荡信号的时钟周期内，依据起始脉冲START，将逐次逼近电路中的SAR清零，设置SR中SR₂-SR₀的内容为100。

在时钟信号clk的第一个上升沿到来时，使控制码中的S2置1。当振荡信号上升沿时，计数器开始计数。振荡信号下降沿时，计数器321停止计数，并且将计数的结果送入数值比较器322中进行比较。如果比较结果为1，即N大于N_ref，说明振荡电路311的输出信号频率g_m/C小于f_ref，需要减小振荡电路311中的电容阵列的电容值C来增大g_m/C，此时，将控制信号的S₂置0，将附图6中的与权重电容4C₀串联的开关S₂打开，使得电容4C₀不能接入到振荡电路311中。

如果比较结果为0，即N小于Nref，说明振荡电路311的输出信号频率g_m/C大于f_ref，需要增加振荡电路311中的电容阵列的电容值C来减小g_m/C，此时，将控制信号的S2置1，将附图6中的与权重电容4C₀串联的开关S₂闭合，使得电容4C₀接入到振荡电路311中。同时，在时钟信号clk的下降沿时，将移位寄存器SR中的SR₁(图中未标示)置1，使移位寄存器SR移位，即完成一次比较。

由于振荡电路311中的电容阵列在新的控制信号的控制下，电容值C发生变化，所以振荡器31的振荡频率也发生相应的变化。在进行下一次的比较时，利用新的振荡信号频率对应的数值与参考数值进行比较.由于控制信号的位数为3，则需要重复以上过程，进行第2次和第3次的比较。在三次比较完成之后，得到最终的控制信号即为控制码。将该控制码发送至跨导-电容滤波器33中，控制跨导-电容滤波器33的电容阵列的电容值改变，使跨导-电容滤波器33的频率参数g_m/C被调整到一定的精度范围内，完成对该跨导-电容滤波器的频率参数的调整。由于，不需要改变跨导g_m，所以不会影响跨导放大器的线性性能，也不会影响跨导-电容滤波器的性能。

此外，本发明公开的调谐电路中，模拟部分只有上述公开的振荡器31，使得调谐电路更为简单、并且功耗低、占用面积小。同时，在调谐电路的数字控制电路中采用了逐次逼近的算法，可以快速获取振荡器中电容阵列的控制信号，节省了频率参数的锁定时间。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种跨导-电容滤波器的频率调谐方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括，所述振荡器中的电容阵列与所述跨导-电容滤波器中的电容阵列结构相同，所述电容阵列由一个基础电容和一组2ⁿ权重的电容并联组成，以及，各个所述权重电容上都串联有一个开关。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，在所述振荡器依据所述电容值输出振荡信号时，对所述振荡信号的振幅进行限制。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括，所述n位逐次逼近电路中的n位是指所述控制信号的位数，所述位数n大于等于1。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括，所述计数器在所述振荡信号高电平有效期间进行计数。

6.一种跨导-电容滤波器的频率调谐***，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述振荡器包括：

8.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述数字控制电路包括：

9.根据权利要求6所述的***，其特征在于，包括，进行n次处理中的n是指所述控制信号的位数，所述位数n大于等于1。

10.根据权利要求8所述的***，其特征在于，包括，所述振荡信号高电平有效时，所述计数器开始计数。