TW531959B

TW531959B - A GMC filter and method for suppressing unwanted signals introduced by the filter

Info

Publication number: TW531959B
Application number: TW090123078A
Authority: TW
Inventors: Alyosha C Molnar; Rahul Magoon
Original assignee: Conexant Systems Inc
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2001-09-19
Publication date: 2003-05-11
Also published as: US6483380B1; CN100448168C; CN1468466A; EP1320928A1; EP1320928A4; EP1320928B1; WO2002023723A1; KR100802832B1; JP5221834B2; KR20030048046A; JP2004523932A

Description

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1.發明領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明係槪括關於一種差動式(differential)類比電路，且尤指一種高速GmC積體式(integrated)濾波器。 2.相關技藝跨導體-電容器(GmC)濾波器係典型爲運用於通訊系統中之連續波濾波器。一種跨導體(transconductor)係其送出爲正比於輸入訊號電壓Vu之一輸出電流i。的一元件。對於一雙極裝置而言，係存在以下關係：其中gm係元件之跨導(transconductance)。一般而言，該跨導愈大，則增益愈大。當一電容器係連接至一跨導體之輸出時，一個積分器 (integrator)係形成。單片式(monolithic)濾波器係可因此運用

GmC積分器而作實施。跨導係定義爲集極電流(k)變化對於

輸入電壓變化之比値。若die代表由輸入電壓(Vn〇的小變化所引起之集極或者汲極電流的一變化，則跨導係爲： — dlc 8m in 如先前技藝所習知者，第一圖係說明如同普遍運用於諸如低雜訊放大器與混合器(mixer)之諸多射頻(RF)建立方塊的一種差動對之跨導級。欲改良線性度，一阻抗Z。係可運用電阻器、電容器、或者電感器所實施，通常連接該等跨導級之電晶體。於典型通訊系統中，GmC濾波器係可爲一接收器之一 3 ------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 531959 A7 ____B7_ 五、發明說明（>0 個重要的建立方塊。然而，Gmc濾波器係導入其必須於濾波器架構之設計中所考慮的雜訊。欲補償由GmC濾波器所導入之添加雜訊，電路設計者係納入可補償雜訊特性之電路，及/或運用大偏壓電流以降低雜訊之影響。增加電路以補償所導入雜訊係造成增大的電路模片(che)尺寸，且因而增加設計與製造成本。提供大電流源以補償由GmC濾波器所添加之雜訊，將具有縮短其運用該濾波器之裝置壽命的副作用。舉例而言，若無需一大電流源以壓制由該濾波器所導入的雜訊，一種蜂巢式無線電話之電池係可持續較久。儘管對於GmC濾波器設計之現存理論係相當令人滿意，運用以補償由該濾波器所添加的雜訊之解決方式係具有不佳的效應。再者，運用大電流源以改善雜訊特性，將造成其運用GmC濾波器之產品的縮短電池壽命。是以，仍存在對於一種供改善GmC濾波器性能之電路的需求。 [槪論] 本發明係提出一種用於壓制由一 GmC濾波器壓縮級 (compression stage)所導入之不想要的訊號之電路。壓縮級係實施爲將該壓縮級之輸出耦接至一第一減壓級 (decompression stage)之輸入，第一減壓級係稱爲一反饋 (feedback)部份。第一減壓級之輸出係耦接至壓縮級之輸入。該壓縮級之輸出係耦接至一第二減壓級之輸入，第二減壓級係稱爲一前饋(feedfoward)部份。此種電路係均運用同一個壓縮級於GmC濾波器之反饋及前饋部份。藉著運用同 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

531959 A7 _ B7 ___ 五、發明說明（3 ) 一個壓縮級於反饋及前饋部份’係可壓制由GmC濾波器壓縮級所導入之不想要的雜訊與直流偏移。對於熟悉此技藝人士而言’在檢視隨後的圖式與詳細的說明時，本發明之其他系統、方法、特徵、與優點係將變得明顯。所企圖的是’所有該等另外的系統、方法、特徵、與優點係均將納入於此說明書，均係於本發明之範疇內，且均係由伴隨之申請專利範圍所保護。 [圖式簡單說明] 本發明係可參照隨附圖式而較佳理解。於圖式中的構件係無須按一定比例，而是強調於說明本發明之主旨。甚者，於圖式中之類似的參考符號係標出於不同圖式中之對應零件。第一圖係說明一種先前技藝差動對電晶體電路之電路圖，該電晶體電路之跨導係由其負反饋電阻器所定義。第二圖係說明一種簡化接收器之電路圖。第三圖係說明第二圖之接收器之一種GmC濾波器的簡化架構之電路圖。第四圖係說明第三圖之GmC濾波器的簡化系統圖之電路圖。第五圖係說明一種先前技藝GmC濾波器的簡化架構之電路圖。第六圖係說明第五圖之GmC濾波器的簡化系統圖之镭1 路圖。第七圖係說明一種二極GmC濾波器之電路圖。 5 --------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂：本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 531959 A7 B7 五、發明說明（ψ ) [參考符號說明] 200 接收器系統 202 接收訊號 204 RF前端濾波器 206 低雜訊放大器(LNA) 208 、 210 混合器 212 局部振盪器(LO) 214 混合器208之輸出 216 混合器210之輸出 218 、 220 基頻帶(baseband)濾波器 222 、 224 、 226、228可變增益放大器 230 、 232 、 234、236濾波器 300 GmC濾波器 302 差動射極式電晶體電路(壓縮級） 304 、 306 射極耦合式(emitter coupled)電晶體電路(減壓級） 400 動射極式(differential emitter)電晶體電路(壓縮級) 402 、 404 射極耦合式電晶體電路(減壓級） 500 、 502 壓縮級 600 、 602 壓縮級 604 、 606 減壓級 700 、 706 差動射極式電晶體電路(壓縮級） 702 、 704 、 [詳細說明] 708、710 射極耦合式電晶體電路(減壓級）第二圖係顯示一接收器系統200之一個實施例的電路 6 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) !· 裝訂· .% 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 531959 A7 __B7__ 五、發明說明（f ) 圖，接收器系統200係作用以隔離一接收訊號202。一離散構件RF前端濾波器204係用以移除出規頻帶(out-of-band) 能量，並拒絕影像頻帶(image-band) 訊號。在接收訊號藉由一低雜訊放大器(LNA，low noise amplifier)所初始放大後，包括想要以及不想要的訊號能量之整個訊號頻譜係由混合器208與210所頻率轉移至一固定中頻(IF, intermediate frequency)，混合器208與210乃運用一局部振盪器（L〇， local oscillator)，其係調諧至一期望載波(carrier)頻率。於混合器208與210之輸出214與216，一被選擇之接收頻道係已經轉移至相同預定IF頻率。因爲於IF之期望載波係典型爲頻率轉移至相同中頻，基頻帶濾波器218與 220將係可運用以移除於交替的I與Q頻道之訊號能量。在基頻帶濾波器218與220之後，期望訊號係運用一可變增益放大器(VGA, variable gain amplifier)(222、224、226、與228)所放大以調整期望訊號之振幅。運用新穎GmC架構所實施之濾波器(230、232、234、與236)係進一步處理期望訊號。於接收器系統之輸出，係於交替的RJ頻道 58與RXQ頻道60之已處理的接收訊號202。於諸如外差式(heterodyne)接收器之某些系統中，其將該期望訊號平移至低或零値IF之一第二混合器(未顯示)係可跟隨一特定組之IF濾波器。在期望載波係頻率轉移之後，基頻帶濾波器(218與220)係可用以移除於交替的I與Q 頻道之訊號能量。無論接收器係直接轉換(如同於示範實施例)或者係爲外差式，運用諸如GmC濾波器之可調諧的基頻 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐1 ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

531959 A7 --—___B7 _ 五、發明說明（^ ) 帶濾波器以爐波相鄰的I與Q頻道係令人合意。對於射頻 (RF)接收器之較爲詳細的討論，可參照易於取得的RF系統設計書籍’如同係於此技藝之眾所週知。第三圖說明本發明一個示範實施例之Gmc濾波器300 的系統圖。於第三圖所示之GmC濾波器300接收—電流模式輸入訊號Ln ’並包括一電容器、一差動射極式電晶體電路(稍後亦將稱之爲一壓縮級)3〇2、一第一射極锅合式電晶體電路304、與一第二射極親合式電晶體電路306。第一與第二射極耦合式電晶體電路304、306係亦可稱之爲減壓級。於此實施例中，係具有單一個壓縮級3〇2，其驅動二個減壓級304與306。或者是，單一個壓縮級可驅動多於二個之減壓級。運用同一個壓縮級以驅動多於一個減壓級，一個優點係在於該電路係減小。藉著減小電路，由GmC 濾波器300所消耗的電流係較諸如第五圖所示之先前技藝的濾波器架構爲減少。第四圖係第三圖之GmC濾波器300的一說明電路圖。差動射極式電晶體電路400係可具有電晶體Qi與Q2、射極負反饋（degeneration)電阻器R1與R2、定電流吸收器 (current sink)Il與12、以及二極體D1與D2。電晶體Q1與 Q2的射極係各者分別連接至定電流吸收器π與12。電晶體Q1與Q2的集極係各者分別連接至二極體D1與D2。係代表通過電流吸收器II與12之總*流。射極負反饋電阻器R1與R2係連接介於電晶體Q1與Q2的射極之間。R。係代表射極負反饋電阻器R1與R2之電阻。 8 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) » 裝本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 531959 A7 __B7__ 五、發明說明（"j ) 雖然電路400係以電阻器R1與R2爲說明，電路400 係亦可包括其他阻抗感應元件，諸如電感器與電容器。替代各種阻抗感應元件至電路400，可提供多種等效電路。然而，將電阻器以各種不同阻抗所替代係可瞭解爲改變該電路400之頻率響應。第一射極耦合式電晶體電路402係可具有電晶體Q3 與Q4以及一個定電流吸收器13。電晶體Q3與Q4之射極係各者連接至定電流吸收器13。第二射極耦合式電晶體電路404係可具有電晶體Q5與Q6以及一個定電流吸收器14 ，如圖所示。電晶體Q5與Q6之射極係各者連接至電流吸收器14。如下文方程式所運用，L…代表通過電流吸收器 13之一電流，其係亦爲通過電流吸收器14之電流。電流模式輸入L係藉由電容器C1之阻抗而轉換爲電壓V.。如圖所示，電壓Vin供應介於電晶體Q1與Q2的基極之間的一輸入電壓。具有射極負反饋電阻器R1與R2之電晶體Q1與Q2(通常一起稱作爲一負反饋差動對)係轉換電壓Vin爲一電流。二極體D1與D2係將電流轉換爲一已壓縮的電壓(於第四圖顯示爲介於¥。。_與V_P.之間的電位) 。由於電路400產生一已壓縮的電壓V_p，其係稱之爲一壓縮級。已壓縮電壓Vcomp係供應介於電晶體Q3與Q4的基極之間的一電壓。電晶體Q3與Q4之射極係各者連接至電流吸收器13。電晶體Q3與Q4之集極係提供一已減壓的反饋電流Ifeedbaek(於第三圖顯示爲Ifeedbaek +與Ifeedbaek.)。由於電路402 9 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝訂：本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 531959 A7 _ B7_— ____ 五、發明說明) 產生一已減壓的電流，其係稱之爲一減壓級。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 跟隨電路402之減壓級，電流係透過電路400 之壓縮級所反饋而產生一影響於已壓縮電壓V_p。已壓縮電壓V_P亦供應介於電晶體Q5與Q6的基極之間的—電壓。電晶體Q5與Q6之集極係提供一已減壓的電流。由於電路404產生一已減壓的電流Iwt，其係亦稱之爲一減壓級〇由將電流饋送回至壓縮級之輸入所構成的迴路係刪除由電路400之其他構件(包括Ql、Q2、R卜R2、D1 、D2，尤其是偏壓源II與12)所導入的低頻雜訊及直流偏移。當濾波器300操作於低頻(即低於濾波器之半功率點頻率（corner frequency))，輸出電流係粗略等於輸入電流。Iu 係輸入電流，其透過濾波器之反饋作用係粗略等於L-，對於合規頻帶(in-band)訊號而言。壓縮級400以及減壓級402與404之組合係提供一種高度線性的跨導濾波器300，其係實質爲由壓縮級400之線性度所限制。跨導之値係由1_對L_之比値與負反饋電阻R。所給定。濾波器300係藉著相對於1_改變而爲電流可調諧。爐波器300係可藉著電流吸收器13、14之適當選擇所調諧。壓縮級400以及減壓級402與404之組合係通常稱爲一種一象限之吉爾伯(Gilbert)乘法器。該種乘法器產生二個輸入訊號之線性乘積。舉例而言，I^dba(：k係來自Q1與Q2 的差動輸出電流乘以1_對1〇^的比値之乘積。 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 531959

Q A7 B7 五、發明說明（範例濾波器300之操作係可參照以下之式（1)而大爲詳細說明，式（1)係將電晶體Q1與Q2之集極的差動電流I_P 關連於電路參數Vin、R。、與心： homp = Rc^\/gm 式⑴ 若IU系遠大於l/gm，則式⑴係簡化爲式⑵： 1鮮今式⑵ 如於此技藝中所習知，R。係通常大於l/gm。差動電流 I_P係可表示爲跨在電晶體Q1與Q2之基極的電壓於介在電晶體Q1與Q2之射極間的電阻之一函數。以下之式0)表示電晶體Q1與Q2的集極電位V_P+與 V_P.之差動電壓V_P爲跨於二極體D1與D2之電壓的差異。因此，跨於二極體之電位係介於乂。胃之V。。間的差異： (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^comp "" ^comp-¥ ^comp- 其中 Vcomr.二 K*ln comp+ comp •Kc 式（3) ^comi Ψ 一 :1η comp- comp 化簡可得到以下關係 K〇mp-vt (i λ (l In V ▲ comp+ 一 In comp· 、1 comp j \ ^ comp J Vt^ln 1 comp+ η 、 1 comp+ comp comp- comp

In ' comp- comp comp^ + I comp- 式（4) 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 531959 A7 B7 五、發明說明（fD ) 將式(2)代入於式(4)，並且注意1。_+與I_p.之總和係 1心，貝[]可得到式⑸：

Vc〇mp tanh' 式（5)

Has 在壓縮級之集極的電壓係表示爲輸入電壓對負反饋電壓(即Rc*Ibus)的比値之雙曲線正切(hyperbolic tangent)函數乘以電晶體Q1與Q2的熱電壓(即Vt)。取得式(4)並將其應用至第二射極耦合式電晶體電路404(使得I_p係以1_心所取代而ι_ρ+與ι_ρ•係以I 所取代)且倒轉以解出Iwdbad，可得到式(6): 式⑹ tune (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 comp 將式(5)代入於式⑹，則可得到式(7): feedback stanh( V^2*tanh^(VJR^Ihias\ 式（7) Η叮· 5 tanh^tanh’1 (- -)=Jtune 如可由式(4)至式(7)所認識，於差動射極式電晶體電路 4〇〇以及第一與第二射極耦合式電晶體電路402與404之訊號處理係由tanh與tanh·1函數所關連。於運用tanh·1函數之差動射極式電晶體電路400的訊號處理係運用第一組係數而造成訊號之有效壓縮。已壓縮訊號之處理係接著出現於第〜與第二射極耦合式電晶體電路402與404。第一與第二射極耦合式電晶體電路402與404係運用tanh函數與第二組係數而有效減壓該訊號。實際上，於第~壓縮級400之壓縮係以其決定第一組 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 531959 A7 __B7 五、發明說明（t 1 ) 壓縮係數之一預定的偏壓電流(即II與12)所發生。當已壓縮訊號係於減壓級402與404所減壓，其係以造成第二組係數之某些其他量的偏壓電流(即13與14)所減壓。結果係一增益，其係由該二偏壓電流所線性控制。換言之，結果係其由偏壓電流II、12、13與14所控制之一增益。假設II 與12係關於1_而13與14係等於1_，則該增益係由二偏壓電流11^與所控制。壓縮及減壓（並參考爲壓縮及減壓級）係固有爲關於 tanh與tanh·1函數之作用以及由相關組的偏壓電流所引起的係數關係。實際上，該等偏壓電流係可使用以調整該壓縮及減壓級之增益而同時仍然達成高度之線性度。濾波器300係可透過線性度之假設而作分析，因爲儘管壓縮級400以及減壓級402與404係各者於隔離時爲高度非線性，當結合運用時(即以一壓縮級400提供輸入至減壓級402與404)，整體行爲係高度線性。壓縮級400係可描述爲一電壓放大器，其具有由以下關係式之術語comp 所述的增益： comp = T^7~ 式（8) 減壓級402、404係可作線性化，以由術語tunel所述用於電路402之跨導與由術語tune2所述用於電路404之跨導，如下：，賺1今式(9) ，騰2今式(1〇) 13 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------域裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

一SJ 531959 A7 _ B7_______ 五、發明說明（/1) 第三圖說明GmC濾波器300之一個實施例的系統圖’ 具有所導入之不想要的雜訊與干擾，顯示爲訊號dl。標準控制理論係可運用以顯示出’對於如第三圖所示之具有負回授(反饋)的一系統而言，前向轉移函數係可由式（11)所界定：一 Zc*comp*tune2 g(ll) Iin 1 + ZC * comp * tunel ^ φ comp * tunel = Gml 1 comp * tunel -Gm2 } Zc - \! s^C 0 差動射極式電晶體電路400與第一射極耦合式電晶體電路402之組合跨導係Gml，而差動射極式電晶體電路400 與第二射極耦合式電晶體電路404之組合跨導係Gm2。Gml 與Gm2之關係可爲顯示於下。第一與第二級之跨導Gml與 Gm2係各者爲分別由式（12)與式（13)所表示 G 1 -------------· I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂： I fee、 G7 idback V~ I feedback ~v~ K * bias 作出對於Gml與Gm2之代入 I ⑽t = Gm2 hn 式（12) 式(13) 式(11)係化簡爲式(14广式（14) 考慮具有式（14)之轉移函數的電流模式輸入與輸出之一種單極GmC濾波器。該種濾波器係可實施爲一種具有二個壓縮級500與502(如第五圖所示)之先前技藝的濾波器，或者以本發明之GmC濾波器的單一個壓縮級400(如第四圖所示）。第六圖說明一種具有二個壓縮級600與602之先前技藝滴波器的系統圖。壓縮級600與減壓級604之組合跨導係Gml，而壓縮級602與減壓級606之組合跨導係Gm2。 14 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x 297公釐） 531959 A7 B7 五、發明說明（I、）干擾係可能導入於各個壓縮級。以第六圖爲例，干擾dl與 d2係導入爲如圖所示。對於先前技藝之濾波器，歸因於該等干擾之輸出電流係可提供如由式（15)所述之一響應： 1 + ( 直流(DC)偏移係可能存在於輸出訊號帶的干擾係亦可能形成輸出訊號之一部份帶(inband)係定義爲小於Gml/(C*2;r)之頻率。當僅有單一個壓縮級400係運用時(如同於GmC濾波器 300)，僅有單一個干擾dl係存在。歸因於干擾dl之輸出係可由式（16)所描述： ----------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 式（15) dl^rdl 此外，合規頻其中，合規頻

sC

Gm\ + sC 式(16) 注意的是，此轉移函數係具有於直流之零値以及於濾波器頻寬之一個極，其說明合規頻帶干擾係已經抑制而且直流偏移係完全去除。可看出的是，出現於壓縮電路中之直流偏移與干擾係可大爲減小，而僅僅留下由調諧級所導入的干擾。一當去除由式（16)所述之電路300之不想要的成分，介於第一與弟—*級電路402與404的跨導Gml與Gm2之間的關係可由式（17)所說明： σ 2/G . 1 = —) — hut 式(Π) 1 feedback !{Rc^hias) 或者是， feedback 訂：

'edback 式（18) 15 531959 A7 ___B7 _____ 五、發明說明（丨4) ----------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 換言之，不想要的雜訊與直流偏移係可相對於期望的合規頻帶訊號而於所述實施例之GmC濾波器300被強烈壓制。總而言之，第四圖之GmC濾波器300係提供多個益處。首先，於壓縮級數目之減少係減少元件數目，且尤其是電阻器與匹配電流源之數目，其傾向於消耗可觀的電路片面積。濾波器300亦具有大爲減少於處理元件中的電流消耗之潛力。各個壓縮級均消耗電流。因此，於壓縮級數目之減少係可減少所消耗電流之總量。

於一個實施例中，濾波器300係降低直流偏移。藉著納入其驅動於反饋迴路中的前饋跨導之壓縮級，由壓縮級中之構件不匹配所引起的直流偏移係可降低，且理論上係可完全除去。此係針對二個理由而爲重要。一個理由係在於，直流偏移之降低係純然造成較佳的性能。另一個理由係在於，藉著放鬆對於壓縮級之不匹配標準，可降低由電阻器、電流源、等等所消耗的面積量。其他優點係歸因於減小的雜訊而發生。舉例而言’濾波器300係抑制於其驅動反饋GmC之壓縮級所產生的合規頻帶雜訊。當運用需有電晶體、金屬氧化物半導體(MOS) 電流源之濾波器300，抑制合規頻帶雜訊之優點係尤其爲重要。該等元件係產生閃動(flicker)雜訊，其係在接近直流之訊號頻率爲最高而且係正比於頻率之倒數(inverse)所減小。因此，在接近直流之頻率(其對於運用在射頻應用之GmC 濾波器而言爲正常），閃動雜訊係特別由此濾波器300之一 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 531959 A7 __B7____ 五、發明說明（4) 個實施例所適當抑制。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 濾波器300係可降低對於耦合之靈敏度。降低直流偏移與雜訊之相同機構係亦作用以降低耦合靈敏度。雖然於第二至四圖所示之實施例係已經參照一種具有反饋之單極濾波器（其包括僅有一個電容器)而作說明，較高階濾波器以及運用含有二或多個電容器之迴路的濾波器係亦爲可能。較高階濾波器係允許複數極之實施，如同於包括Butterworth(巴特沃茲）（最平坦)濾波器、Bessel (貝色)( 貝塞爾)濾波器、以及二階與較高階的Chebychev (等波紋)( 切比雪夫)濾波器之諸多類別的濾波器所需。第七圖說明一種具有二極之GmC濾波器的一個實施例之系統圖。該二極濾波器包括一個GmC濾波器，其包括壓縮級706與二個減壓級708與710、以及第二壓縮級700與二個減壓級702與704。運用對於具有繞於二個積分器之反饋的一種二極濾波器（如第七圖所示）之標準控制理論，可顯示出的是，前向轉移函數係可定義如下： l2iiL =_4_ 式（19) 4，+(PGwl) + (Gm2*Gm3) 如於第三圖之分析，差動射極式電晶體電路706與第一射極耦合式電晶體電路708之跨導係Gml，而差動射極式電晶體電路706與第二射極耦合式電晶體電路710之跨導係Gm2。同理，第二差動射極式電晶體電路700與第三射極耦合式電晶體電路702之跨導係Gm3，而第二差動射極式電晶體電路700與第四射極耦合式電晶體電路704之跨導係Gm4。 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 531959 A7 B7 五、發明說明（/)〇 ) 具有不想要的雜訊與干擾(顯示爲所導入之dl與d2)之二極濾波器的一分析係給定如後。干擾dl與d2係可添加於各個壓縮級706與700。歸因於干擾dl與d2之輸出係可描述如下：、 (52*Gm4) + (^Gm4*Gml) d2、 A2 ^d\ (.*Gm4*Gm2) A\ 式（20) 4 + 於此轉移函數之分子的二項均含有s。隨著s趨近於零（於低頻），此二項係趨近於零。因此，出現於壓縮電路中之不想要的直流偏移與干擾係可大爲降低，而僅僅留下由該等減壓級而來的干擾。儘管本發明之各種實施例係已經說明，對於此技藝中之一般技能人士將係顯明的是，在本發明之範疇內的諸多其他實施例與施行係均爲可能。是以，除了按照隨附申請專利範圍與其等效者之外，本發明係並未受限制。 18 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531959 A8 B8 C8 D8 t、申請專利範圍 1. 一種GmC濾波器，包含：一個壓縮級，構成以接收一輸入，並具有一輸出；及至少二個減壓級，耦接至壓縮級之輸出，並提供輸出以分別供前饋連接至Gmc濾波器之一輸出以及供反饋連接至壓縮級之輸入。 2. 如申請專利範圍第1項之GmC濾波器，其中至少二個減壓級係運用，包含：一第一減壓級，提供一電流模式輸出以供反饋連接至壓縮級之輸入；及一第二減壓級，提供一電流模式輸出以供前饋連接。 3. 如申請專利範圍第1項之GmC濾波器，其中該壓縮級更包含電晶體、射極負反饋電阻器、定電流吸收器與二極體。 4. 如申請專利範圍第1項之GmC濾波器，其中該壓縮級包含一差動對電晶體電路；其運用一第一組係數而壓縮輸入訊號以產生一已壓縮訊號。 5. 如申請專利範圍第1項之GmC濾波器，其中該減壓級包含一第一減壓級，其運用一第二組係數而減壓該已壓縮訊號以產生一已處理訊號。 6. 如申請專利範圍第1項之GmC濾波器，其中該已處理訊號係反饋至壓縮級，且運用第一組係數而作壓縮以產生已壓縮訊號。 7. 如申請專利範圍第1項之GmC濾波器，其中該壓縮級更包含一第一偏壓電流與一第一組壓縮係數。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531959 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 8. 如申請專利範圍第1項之GmC濾波器，其中各減壓級更包含一減壓偏壓電流與一組減壓係數。 9. 如申請專利範圍第1項之GmC濾波器，其中第一偏壓電流與減壓偏壓電流係運用以調整壓縮級與減壓級之增益。 10. 如申請專利範圍第1項之GmC瀘波器，其中該壓縮級更包含：一差動射極式電晶體電路，包含第一與第二電晶體，其中一輸入電壓係施加介於第一與第二電晶體的基極之間，且至少一個射極反饋阻抗係耦接介於第一與第二電晶體的射極之間；及一個二極體電路，包含第一與第二個二極體，其中第一與第二個二極體之陰極係耦接，第一個二極體之陽極係耦接至第一電晶體之集極，且第二個二極體之陽極係耦接至第二電晶體之集極。 11. 如申請專利範圍第1項之GmC濾波器，其中該減壓級更包含具有二個電晶體之一射極耦合式電晶體電路，其中該等電晶體之集極係耦接至一個定電流吸收器。 12. 如申請專利範圍第1項之GmC濾波器，其中該射極耦合式電晶體電路係未作負反饋。 13. —種GmC濾波器電路，包含：一電容器，並聯耦接至一電流模式輸入；一差動射極式電晶體電路，具有第一與第二電晶體，其中跨於電容器之電壓係施加介於第一與第二電晶體的基 2 --------------------訂---------線^^- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 531959 A8 B8 C8 D8 f、申請專利範圍極之間，二個射極反饋電阻器係耦接介於第一與第二電晶體的射極之間，且二個定電流吸收器係耦接至第一與第二電晶體的射極；二個二極體，其中第一與第二個二極體之陰極係耦接，第一個二極體之陽極係耦接至第一電晶體之集極，且第二個二極體之陽極係耦接至第二電晶體之集極；一第一射極耦合式電晶體電路，具有第三與第四電晶體，其中第一與第二電晶體之各者的集極電流係分別供應至第三與第四電晶體之各者的基極，一個定電流吸收器係耦接至第三與第四電晶體之射極，且其中第三與第四電晶體之集極係耦接跨於電容器；及一第二射極耦合式電晶體電路，具有第五與第六電晶體，其中第一與第二電晶體之各者的集極電流係分別供應至第五與第六電晶體之各者的基極，一個定電流吸收器係耦接至第五與第六電晶體之射極，且其中第五與第六電晶體之集極係以電流模式供應一差動輸出。 14.一種用於壓制不想要的訊號之方法，不想要的訊號係由GmC濾波器之一壓縮級所產生，該種方法包含步驟：運用一第一組係數而壓縮一輸入訊號，以產生一已壓縮訊號；運用一第二組係數而減壓該已壓縮訊號，以產生一已減壓訊號，其至少一部份係反饋且與輸入訊號爲結合；及運用一第三組係數而減壓該已壓縮訊號，以產生一輸出訊號。 3 --------------------訂 *-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 531959 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 15. 如申請專利範圍第丨4項之用於壓制不想要的訊號之方法，其中該輸入訊號包括射頻者。 16. 如申請專利範圍第14項之用於壓制不想要的訊號之方法，其中該已壓縮訊號係均運用於前饋及反饋。 17. 如申請專利範圍第14項之用於壓制不想要的訊號之方法，其中該壓縮步驟包括取得一個電流模式訊號並將該訊號轉換爲一個已壓縮的電壓訊號° 18. 如申請專利範圍第14項之用於壓制不想要的訊號之方法，其中該減壓步驟包括取得一個已壓縮的電壓訊號並將訊號轉換爲一個已減壓的電流模式訊號。 19. 如申請專利範圍第14項之用於壓制不想要的訊號之方法，其中第三組係數爲同於第二組係數。 20. 如申請專利範圍第14項之用於壓制不想要的訊號之方法，更包含步驟：運用一第四組係數而壓縮包含該輸出訊號之一第二輸入訊號，以產生一第二已壓縮訊號；運用一第五組係數而減壓該第二已壓縮訊號，以產生一第二已減壓訊號，其至少一部份係反饋且與第二輸入訊號爲結合；及運用一第六組係數而減壓該第二已壓縮訊號，以產生一第二輸出訊號。 21. —種GmC爐波器，包含：供運用一第一組係數而壓縮一輸入訊號之機構，以產生一已壓縮訊號； 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ----------I --------^ ----I---« (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 531959 A8 B8 C8 D8 t、申請專利範圍供運用一第二組係數而減壓該已壓縮訊號之機構，以產生一已減壓訊號，其至少一部份係反饋且與輸入訊號爲結合，及供運用一第三組係數而減壓該已壓縮訊號之機構，以產生一輸出訊號。 22. 如申請專利範圍第21項之GmC濾波器，其中該輸入訊號包括射頻者。 23. 如申請專利範圍第21項之GmC濾波器，其中該壓縮機構包括取得一個電流模式訊號並將該訊號轉換爲一個已壓縮的電壓訊號。 24. 如申請專利範圍第21項之GmC濾波器，其中該減壓機構包括取得一個已壓縮的電壓訊號並將訊號轉換爲一個已減壓的電流模式訊號。 25. 如申請專利範圍第21項之GmC濾波器，其中第三組係數爲同於第二組係數。 26. 如申請專利範圍第21項之GmC濾波器，更包含：供運用一第四組係數而壓縮包含該輸出訊號的一第二輸入訊號之機構，以產生一第二已壓縮訊號；供運用一第五組係數而減壓該第二已壓縮訊號之機構，以產生一第二已減壓訊號，其至少一部份係反饋且與第 —輸入訊號爲結合，及供運用一第六組係數而減壓該第二已壓縮訊號之機構，以產生一第二輸出訊號。本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)