WO2009152739A1

WO2009152739A1 - 获取跨导滤波器校准电容值的方法、装置和系统

Info

Publication number: WO2009152739A1
Application number: PCT/CN2009/072224
Authority: WO
Inventors: 诸小胜
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2008-06-16
Filing date: 2009-06-11
Publication date: 2009-12-23
Also published as: US20110050333A1; US8013670B2; CN101299599B; CN101299599A

Description

获取跨导滤波器校准电容值的方法、装置和系统

本申请要求了 2008年 6月 16日提交的、申请号为 200810028801. 3、发明名称为 "获取跨导滤波器校准电容值的方法、装置和系统" 的中国申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明实施例涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种获取跨导滤波器校准电容值的方法、装置和系统。发明背景

跨导电容滤波器 (Gm-C， gm-C filter) 作为最常见的滤波器结构之一，其特点是低功耗，高带宽，可以运用于多种无线或有线技术领域。

而对于片上集成滤波器，一个最突出的缺点就是集成电容、电阻具有很大的工艺相关性，往往导致滤波器的截止频率与设计值偏差较大，影响滤波器性能，因此伴随着片上集成滤波器的出现，滤波器校准电路是必不可少的。而在跨导电容滤波器结构中，为了实现滤波器频率校准（有时滤波器的品质因子 Q也要校准），一般用跨导校准的方式实现。由于滤波器的截止频率跟^成正比，因此在进行滤波器频率校准时，往往通过改变跨导（Gm) 的值来实现的，常见的两种 Gm单元， M0S管输入（或双级管输入）和退化电阻输入级的结构示意图如图 1所示。上述两种 Gm单元一个显著的特点就是 Gm值的大小和电流或电阻不是成绝对的关系，因此很难去用离散的电流去控制滤波器的截止频率，因此数字式锁相环（PLL， Phase -Locked Loop ) 结构的校准变得非常流行。

利用 PLL来调节尾电流进行滤波器频率校准如图 2所示，通过片上集成一个 PLL，而 PLL利用与滤波器相同结构的 Gm-C单元组成的振荡器（VC0， Voltage Control Oscillator) 来实现频率控制，通过调节

VC0的尾电流来确定振荡器的频率控制。

在实施本发明的过程中，发明人发现现有的滤波器频率校准技术存在如下缺点：

通过改变 VC0的尾电流的方式实现的频率校准，会使得滤波器的线性度随着 VC0的尾电流的变化而变化，从而影响跨导滤波器的性能。

发明内容

本发明实施例提供一种获取跨导滤波器校准电容值的方法、装置和系统，可在不影响跨导滤波器性能的前提下，提高跨导滤波器校准的准确性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种获取跨导滤波器校准电容值的方法，包括：

通过电流在规定的时间内对模拟电容进行积分处理，所述模拟电容用于模拟被设置成为均勾电容阵列的跨导滤波器的电容；

将所述积分处理得到的积分电压值与设定电压值进行比较，通过调节控制码，逐次逼近査找使得所述积分电压值与设定电压值相等的模拟电容的值，将所述模拟电容的值作为校准电容值。

一种获取跨导滤波器校准电容值的装置，包括：

电流供给单元，用于通过电流对积分器单元进行充电；

积分器单元，用于在充电情况下，在规定的时间内对模拟电容进行积分处理，所述模拟电容用于模拟被设置为均勾电容阵列的跨导滤波器电容；

比较器单元，用于将所述对模拟电容进行积分得到的积分电压值与设定电压值进行比较；控制器单元，用于通过调节控制码，逐次逼近査找使得积分电压值与设定电压值相等的模拟电容的值，将所述模拟电容的值作为校准电容值。

一种跨导滤波器校准系统，包括：

获取跨导滤波器校准电容值的装置，用于通过对模拟电容进行积分得到积分电压值，所述模拟电容模拟被设置成均勾电容阵列的跨导滤波器电容，并通过调节控制码逐次逼近査找使得积分电压值与设定电压值相等的模拟电容值，将所述模拟电容值作为校准电容值，存储与所述校准电容值相应的控制码，提供给跨导滤波器以校准所述跨导滤波器的电容值；

跨导滤波器，用于根据获取跨导滤波器校准电容值的装置提供的控制码，其跨导单元中的电容部分被校准为与所述控制码相应的校准电容值。本发明实施例提供的校准方式是线性离散的方式，不会使得跨导滤波器的线性度随着 VC0的尾电流的变化而变化，在不影响跨导滤波器的性能的前提下，提高了跨导滤波器的性能。附图简要说明

图 1是现有的两种基本的跨导单元的结构示意图；

图 2是现有技术利用 PLL来调节尾电流进行滤波器频率校准的示意图；

图 3是本发明实施例提供的跨导滤波器校准系统的组成示意图；

图 4是本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的装置第一实施例的结构示意图；图 5是本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的装置第二实施例的结构示意图；图 6是本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的装置中的控制器单元的结构示意图；图 7是 5bit的二进制控制码控制校准过程的示意图；

图 8是本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的装置中的积分器单元的结构示意图；图 9是本发明实施例提供的积分器单元工作示意图；

图 10是本发明实施例提供的积分器单元自动归零示意图；

图 11是本发明实施例提供的比较器单元中电压比较器实现精确的电压相减并放大示意图；图 12是本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的装置控制时序图；

图 13是本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的装置的第三实施例的结构示意图；图 14是本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的方法第一实施例的流程示意图；图 15是本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的方法第二实施例的流程示意图；图 16是本发明实施例提供的在规定的时间内对所述电容阵列进行积分，得到的积分电压值的流程示意图；

图 17是本发明实施例提供的逐次逼近査找使得积分电压值与设定电压值相等的校准电容值的流程示意图；

图 18是本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的方法第三实施例的流程示意图。实施本发明的方式

下面将参考附图详细说明本发明实施例。

本发明实施例提供了一种获取跨导滤波器校准电容值的方法和获取跨导滤波器校准电容值的装置，可在不影响跨导滤波器性能的前提下，提高跨导滤波器校准的准确性。

参见图 3，是本发明实施例提供的跨导滤波器校准系统的组成示意图。

如图 3所示，该滤波器校准系统包括：

获取跨导滤波器校准电容值的装置 1，用于通过模拟电容进行积分得到积分电压值，通过调节控制码逐次逼近，査找使得积分电压值与设定电压值相等的校准电容值，并利用与所述校准电容值相应的控制码校准所述跨导滤波器的电容值；需要说明的是，所述模拟电容是模拟被设置成均勾的电容阵列的跨导滤波器 2的电容。

跨导滤波器 2，用于根据获取跨导滤波器校准电容值的装置 1提供的控制码，其跨导单元中的电容部分被校准为与所述控制码相应的校准电容值。所述跨导滤波器 2的电容被预先设置为均勾的电容阵列。

所述获取跨导滤波器校准电容值的装置 1和跨导滤波器 2之间的校准模式是主从模式，校准方式是线性离散电容逼近，从而避免在校准过程中，因为跨导滤波器的线性度随着尾电流变化而影响跨导滤波器的性能，最终提高跨导滤波器校准的正确性。

参见图 4，是本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的装置第一实施例的结构示意图。图 4所示的获取跨导滤波器校准电容值的装置，包括：

电流供给单元 10，用于产生一电流对积分器单元 11进行充电；

积分器单元 11，用于在充电情况下，在规定的时间内对模拟电容进行积分处理，所述模拟电容模拟被预先设置成均勾电容阵列的跨导滤波器的电容；

比较器单元 12，用于将所述对模拟电容进行积分处理得到的积分电压值与设定电压值进行比较。控制器单元 13，用于通过调节控制码，逐次逼近査找使得积分电压值与设定电压值相等的模拟电容的值作为校准电容值；

需要说明的是，所述电流供给单元 10可以为跨导单元，所述跨导单元模拟被校准的跨导滤波器中跨导单元的结构；所述电流供给单元 10还可以为差分电流源。在后面的实施例中将分别阐述电流供给单元是跨导单元和差分电流源的实施例。

参见图 5，为本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的装置第二实施例的结构示意图。图 5所示的获取跨导滤波器校准电容值的装置中，电流供给单元在具体实现的时候为跨导单元 10，该跨导单元 10为模拟被校准跨导滤波器相同结构的跨导单元，并且由积分器单元 11中的模拟电容 115模拟被预先设置成均勾电容阵列的跨导滤波器的电容，以避免跨导滤波器的跨导单元的线性度对校准精度的影响。

需要说明的是，通过电容校准跨导滤波器频率截至的方式，首先将跨导滤波器的电容设置成一些较小的均勾电容阵列。例如，把 2pF的电容表示为 20个 100fF的电容之和，根据工艺导致的频率偏差范围，将电容设置为固定电容和校准电容两部分，及电容阵列的大小， co c^ , 其中， <^^为固定数量的单位电容；（^^为可配置的单位电容。校准的频率由 C_/K和的比值决定。

然后再用积分器单元 11中的可变电容 115模拟所述跨导滤波器的电容阵列，通过所述跨导单元 10产生电流在规定的时间内对可变电容器 115进行积分，将得到的积分电压值与设定的电压值进行比较，直到找到最佳的模拟电容 115 (即可变电容器 115 ) 的模拟电容值，使得上述积分电压值与设定电压值相等时，校准结束，此时上述模拟电容的值即为校准电容值。具体地，如图 5所示，所述获取跨导滤波器校准电容值的装置包括：

跨导单元 10，它的正极输出端 100与积分器单元 11的正极输入端 110连接，负极输出端 101与积分器单元 11的负极输入端 111连接，输出电流为积分器单元 11充电；

积分器单元 11，通过它的正极输入端 110与所述跨导单元 10的正极输出端 100连接，积分器单元 11 的负极输入端 111与所述跨导单元 10的负极输出端 101相连接，或者正极输入端 110与所述跨导单元 10 的负极输出端 101连接，积分器单元 11的负极输入端 m与所述跨导单元 10的正极输出端 wo相连接；而积分器单元 11的一个输出端 112与比较器单元 12的正极输入端 120连接，另一个输出端 113与比较器单元 12的负极输入端 121相连接，所述输入端 110和输入端 111还各自连接有可变电容器 115, 该可变电容器 115的输出端 1150连接到共模参考电平 VCM; 在规定时间内，在控制器单元 13的控制码的作用下，通过运算放大器 114对可变电容器 115进行积分处理，获得积分电压值；

图 5所示的获取跨导滤波器校准电容值的装置还包括：

比较器单元 12，包括比较器 123和电压放大器 124，比较器单元 12的正极输入端 120连接所述积分器单元 11的输出端 112，比较器单元 12的负极输入端 121连接所述积分器单元 11的输出端 113，比较器单元 12的输出端 125和输出端 126连接比较器 123,所述电压放大器 124通过两相位开关电容实现电压放大并相减，所述比较器 123用于将所述积分器单元 11积分获得的积分电压值与设定电压值进行比较；所述比较器单元 11的输出端 122与控制器单元 13的输入端 130连接，以将比较结果输出给控制器单元 13; 图 5所示的获取跨导滤波器校准电容值的装置还包括：

控制器单元 13，用于通过它的输出端 131提供控制码给所述积分器单元 11，控制所述积分器单元 11 对可变电容器 115进行积分，并根据所述比较器单元 12的比较结果，逐次调节所述控制码，以査找到积分电压值与设定电压值相同的电容值，将该电容值作为校准电容值。需要说明的是，本发明实施例中，控制器单元 13输出的控制码可以为 N bit的二进制控制码，其调节范围为（0〜； 2"" _ 1 ) 个可配置的单位电

^ C _ng , 其中， N是自然数。例如， 5bit的二进制控制码，其调节范围为（0〜31 )个可配置的单位电容

C . 。

参见图 6，所述控制器单元 13包括：

控制码输出子单元 130，用于向所述积分器单元 11输出 Nbit的二进制控制码，其中， N是自然数；控制器调节子单元 131，用于逐次改变改二进制控制码，以査找到得到积分电压值与设定电压值相等的模拟电容的值作为校准电容值。

具体地，通过跨导单元 10 为积分器单元 11 进行充电，所述积分器单元 11 获得一个积分电压值，其中 Gm是跨导值， Vref是设定电压值， At是规定的积分时间， C_int是校准实际用到的电容值，该电容值受控制器单元 13的控制码输出子单元 130输出的二进制控制码的控制，积分器单元 11获得一个积分电压值 V。_ut后，再由比较器单元 12将所述积分电压值 V。_ut与设定电压值 Vref进行比较，判断 Gm/C的大小是否等于 1，直到在控制器单元 13的控制下，比较器单元 12比较得出积分电压值 V。_ut与设定电压值 Vref相等，也即 Gm/C的大小等于 1时，此时的 C_int则是校准电容值。

具体地，控制器单元 13通过 N bit的二进制控制码控制电容值的方式如下：

控制器单元 13的控制器调节子单元 131 二进制控制码，使得积分器单元 11进行积分的模拟电容模拟的起始模拟电容值为： C = C_fe +

将所述起始模拟电容值 = <^ Ά +— 2^N ~― \ C_ft ^tunin„s。进行积分，得到积分电压值，若所述积分电压值大于

2^N~^l + 2^N~²

设定电压值，则改变所述二进制控制码，使得模拟电容值为： c = c_flx + n c_tuning 若所述积分电压值小于设定电压值，则改变所述二进制控制码，使得模拟电容值为： N- — j N-2

C - C + - ― C .

fix 2^N _ tuning，

重复以上步骤，通过改变二进制控制码，逐次逼近査找使得积分电压值 V。_ut与设定电压值 Vref相等的模拟电容的值，该模拟电容的值即校准电容值。

如图 5所示的获取跨导滤波器校准电容值的装置中，还包括：

检测单元 14，在检测到校准控制信号有效，启动査找校准电容值的；

存储器单元 15，用于在校准完毕时，存储与所述校准电容值相应的控制码，将该控制码提供给跨导滤波器以校准所述跨导滤波器的电容值。

参见图 7，是 5bit的二进制控制码控制校准过程的示意图。

以 5bit的二进制控制码为例，首先控制器单元 13自动设置该 5bit的二进制控制码为 10000，则对应的积分器积分的模拟电容模拟的起始模拟电容值为：

16

C ^ fix + C tuning，将所述起始模拟电容值 = C_fix + 进行积分，得到积分电压

值，若所述积分电压值 V。_ut大于设定电压值 Vref, 则控制器单元 13改变所述二进制控制码为 11000，使得

?4

模拟电容值为：二 ^ + ^ ^ ，若所述积分电压值 Vout小于设定电压值 Vref, 则控制器单元 13改变所述二进制控制码为 01000，使得模拟电容值为： c = c + ^ C_tuning 重复以上步骤，通过改变二进制控制码，逐次逼近査找使得积分电压值 V。_ut与设定电压值 Vref相等的模拟电容的值，该模拟电容的值即校准电容值。最后确定的二进制控制码将提供给跨导滤波器使用。

由于跨导单元 10和积分器单元 11中的运算放大器单元 114 (Op-amp)存在的输入偏移会对校准精度造成影响，尤其是跨导单元 10，在积分过程中，需要让跨导单元 10工作在高线性区，则跨导单元 10的输入的参考电压不能很高，通常就在几十毫伏到几百毫伏，因为跨导单元 10几毫伏甚至更大的直流偏移会对跨导单元 10输出的电流造成较大的影响，从而影响积分器单元 11最终的输出结果。

为了解决上述问题，参见本发明实施例提供的积分器单元 11参见图 8所述积分器单元 11包括：时间等分子单元 110，用于将积分时间 At分为两个相等的时间^ ;

2 第一积分子单元 111，用于在第一个^积分时间内，对所述模拟电容进行正向积分，得到第一个积分

2

电压值；第二积分子单元 112，用于在第二个^积分时间内，对所述模拟电容进行反向积分，得到第二个积分

2

电压值；

积分电压值累加单元 113，用于将所述第一个积分电压值和第二个积分电压值累加得到最终的积分电压值，以消除由所述跨导单元或差分电流源所产生的直流偏移。

积分器单元 11工作示意图参见图 9，时间等分子单元 110将所述积分器单元 11对电容阵列进行积分的时间 At分为两个相等的时间 ^；

2 第一积分子单元 111在第一个^积分时间内，对模拟电容进行正向积分，具体地，如图 9中（a)部

2

分所示，首先将一个正向的参考电压 Vref输入到跨导单元 10，然后将跨导单元 10的正极输出端 100和积分器单元 11的正极输入端 110连接，将跨导单元 10的负极输出端 101和积分器单元 11的负极输入端 11 连接，得到第一个积分电压值；第二积分子单元 112在第二个^积分时间内，对所述模拟电容进行反向积分，具体地，如图 9中（b)

2

部分所示，首先将一个反向的参考电压 Vref输入到跨导单元 10，然后将跨导单元 10的正极输出端 100和积分器单元 11的负极输入端 111连接，将跨导单元 10的负极输出端 101和积分器单元 11的正极输入端 110连接，得到第二个积分电压值；

积分电压值累加单元 113用于将所述第一个积分电压值和第二个积分电压值的累加以消除由所述跨导单元 10本身产生的 DC offset

对于积分器单元 11中的运算放大器单元 114 (Op-amp) 存在的输入 DC off set, 本发明实施例提供了一种自动归零技术以消除该运算放大器 114 (Op-amp) 存在的输入 DC offset

如图 10所示，将 Op-amp 114的 offset通过放电周期（a)，自校准周期（b)，以及输出周期（c ) 三个周期消除，使得最后输出的积分电压值 _∞f '只跟 Gm、 C_int以及 At有关。在（a) 自校准周期，将两个可变电容器 115的输出端 1150分别接到共模参考电平 VCM，运算放大器 114的输入端 110和输出端 112短接，输入端 111和输出端 113短接，用来记忆运算放大器 114自身固有 DC offset ；

在（b) 充电周期，将运算放大器 114的输入端 110和输出端 112以及输入端 111和输出端 113的短接开关断开，将两个可变电容器 115输出端 1150分别接到运算放大器 114的输出端 112和输出端 113，跨导单元 10在该周期对积分器单元 11进行积分；

在（c )输出周期：在将运算放大器 114的输入端 110和输入端 111短接，输出积分电压。

对于比较器单元 12中的电压比较器 124，本发明实施例通过两相位开关电容技术实现精确的电压相减放大，具体如图 11所示。

在（a) 自校准充电周期，将电压比较器 124的输入端 120和输出端 125短接，输入端 121和输出端 126短接，输入信号和参考信号同时对可变电容器 115进行充电；

在（b)将电压比较器 124的输入端 120和输出端 125断开，输入端 121和输出端 126断开，充电的可变电容器 115断开接到共模电平 VCM，此时的输出为比较结果。

参见图 12，本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的装置控制时序图。

本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的装置的检测模块 14在检测到校准控制控制信号有效，且内部校准有效信号（TUN— enable ) 为低电平时，启动校准将 TUN— enable置为有效，校准完毕，存储器单元 15更新原先存储的控制码的值，并关闭 TUN— enable信号，该模式支持任意时刻校准，能够很好的跟踪外界条件对滤波器频率造成的影响。

本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的装置，通过模拟电容模拟所述跨导滤波器的电容，所述跨导滤波器的电容被预先设置成为均勾的电容阵列，获取跨导滤波器校准电容值的装置还模拟跨导滤波器的跨导单元产生电流，对所述对模拟电容进行积分得到的积分电压值，将所述电压值与设定电压值进行比较，逐次逼近査找得到使得积分电压值与设定电压值相等的校准电容值，这种校准方式是线性离散的方式，不会使得跨导滤波器的线性度随着尾电流的变化而变化，并且还通过对电容阵列进行正向积分和反向积分，消除了跨导单元产生的直流偏移，在不影响跨导滤波器的性能的前提下，提高了跨导滤波器的性能。

参见图 13，为本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的装置的第三实施例的结构示意图。本发明实施例通过对 Gm单元进行适当的变换，得到一个完整的有源 R， C校准电路，具体地，将 Gm 单元直接改为差分电流输出单元（或差分电流源），修改后获取跨导滤波器校准电容值的装置结构图如图 11所示，由差分电流输出单元（或差分电流源） 10 (reference current source )，积分器 11 ( integrator)，比较器 12 (Comparator) ，控制单元 14 (Control ) 以及检测单元 14和存储器单元 15组成，其连接方式和内部结构方式和第一实施例相同，在此不再赘述。该差分电流源 10输出的电流 /。 = ^跟电阻 R成

R

反比，跟设定电压值 Vref 成正比，利用本发明第一实施例中控制方式，首先对电容阵列进行积分，得到积分电压值： = ix At。其中， Vref 是设定电压值， At是规定的积分时间， C_int是校准实际用到的电容值。首先比较器单元 12的电压比较器 124通过两相位的开关电容技术对 V。_ut实现电压相减并放大，然后再通过比较器单元 12 的比较器 123，将 V。_ut与 Vref进行比较，通过控制器单元 13的控制码的控制，逐次逼近，査找到使得 V。_ut 与 Vref 相等的 C_int的值以及对应的控制码，此时， C_int就是校准电容值，对应的控制码将提供给跨导滤波器使用。

本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的装置，通过模拟电容模拟所述跨导滤波器的电容，所述跨导滤波器的电容被预先设置成为均勾的电容阵列，获取跨导滤波器校准电容值的装置通过差分电流源产生电流，对所述对电容阵列进行积分得到的积分电压值，将所述电压值与设定电压值进行比较，逐次逼近査找得到使得积分电压值与设定电压值相等的校准电容值，这种校准方式是线性离散的方式，不会使得跨导滤波器的线性度随着尾电流的变化而变化，并且还通过对电容阵列进行正向积分和反向积分，消除了跨导单元产生的直流偏移，在不影响跨导滤波器的性能的前提下，提高了跨导滤波器的性能。

参见图 14，为本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的方法第一实施例的流程示意图。本发明实施例提供的一种获取跨导滤波器校准电容值的方法，包括：

首先在步骤 100，用模拟电容模拟跨导滤波器的电容；所述跨导滤波器电容被预先设置成均勾的电容阵列；

在步骤 101，产生一电流在规定的时间内对所述模拟电容进行积分处理；

在步骤 102, 将所述对模拟电容进行积分处理得到的积分电压值与设定电压值进行比较；判断上述积分电压值与设定电压值是否相等；若不等，则转入步骤 103; 若相等，则转入步骤 104;

在步骤 103, 通过调节控制码逐次逼近査找使得积分电压值与设定电压值相等的校准电容值；在步骤 104, 得到校准电容值和对应的控制码。

参见图 15，为本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的方法第二实施例的流程示意图。首先在步骤 200，用模拟电容模拟跨导滤波器的电容，所述跨导滤波器的电容被预先设置成均勾的电容阵列，并且设置为固定电容和校准电容两部分，即电容阵列的电容大小，。 = 其中， C_fa 为固定数量的单位电容；为可配置的单位电容。所述跨导滤波器电容的校准频率范围由 C_/K和的比值确定。

在步骤 201，模拟跨导滤波器的跨导单元，产生一电流；在步骤 202，用所述电流对积分器进行充电，在规定的时间内对所述模拟电容进行积分，得到的积分帳值： _vy _Vref x

其中 Gm是跨导值， Vref是设定电压值， At是规定的积分时间， C_int是校准实际用到的电容值。所述 C_int由 N bit的二进制码控制，其调节范围为（0〜； 2"" - 1 ) 个可配置的单位电容 C^^ , 其中， N是自然数。

在步骤 202，将所述对模拟电容进行积分得到的积分电压值 V。_ut与设定电压值 Vref进行比较，通过调节控制码逐次逼近査找使得积分电压值 V。_ut与设定电压值 Vref相等的模拟电容的值作为校准电容值。具体地，通过判断 Gm/C_int的大小是否等于 1，可以得出积分电压值 V。_ut与设定电压值 Vref是否相等，也即 Gm/C_int 的大小等于 1时，此时的 C_int则是校准电容值，与其对应的二进制控制码则为校准得到的二进制控制码；在步骤 203，保存所述二进制控制码，并将该二进制控制码提供给跨导滤波器使用。

具体地，参见图 16，用所述电流对积分器进行充电，在规定的时间内对模拟电容进行积分，得到的积分电压值的步骤 201具体包括：在步骤 2010, 将所述积分时间 At分为两个相等的时间；

2 在步骤 2011，在第一个^积分时间内，对所述模拟电容进行正向积分，得到第一个积分电压值；

2 在步骤 2012，在第二个^积分时间内，对所述模拟电容进行反向积分，得到第二个积分电压值；

2

在步骤 2013，所述第一个积分电压值和第二个积分电压值的累加得到最终的积分电压值，以消除由所述跨导单元所产生的直流偏移（DC offset)。

参见图 17，是逐次逼近査找使得积分电压值与设定电压值相等的校准电容值的流程示意图。

将所述对模拟电容进行积分得到的积分电压值与设定电压值进行比较，通过调节控制码逐次逼近査找使得积分电压值与设定电压值相等的校准电容值的步骤 202，包括：

在步骤 2020，调节二进制控制码，使得积分器积分的模拟电容模拟的起始模拟电容值为：

C - C +— C

2^Ν _ ^tunins 在步骤 2021，将所述起始模拟电容值 C C^ + ^^C^ 用公式 V_out = ^{Gm Vre}f ^At进行积分，得到积分电压值¥。^ 在步骤 2022，判断所述积分电压值 V。_ut是否大于所述设定电压值 Vref; 若是则转入步骤 2023，若否，则转入步骤 2024；

在步骤 2023，所述积分电压值 V。_ut大于设定电压值 Vref, 则改变所述二进制控制码，使得模拟电容值为： c = c_flx + _ ι ~ _tuning；在步骤 2024，所述积分电压值 V。_ut小于设定电压值 Vref, 则改变所述二进制控制码，使得模拟电容值

2 _ 2^N~²

为： C = C_fa H 2^N - I " C 重复以上步骤，通过改变二进制控制码，逐次逼近査找使得积分电压值 V。_ut与设定电压值 Vref相等的模拟电容的值 C_int;

最后，在步骤 2025，査找到一个模拟电容的值 C_int使得积分电压值 V。_ut与设定电压值 Vref相等，该模拟电容的值 C_int即校准电容值；与它对应的二进制控制码将提供给跨导滤波器使用。

本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的方法，通过模拟电容来模拟被预先设置成电容阵列的滤波器电容，并通过模拟跨导单元产生电流，对所述对模拟电容进行积分得到的积分电压值，将所述电压值与设定电压值进行比较，逐次逼近査找得到使得积分电压值与设定电压值相等的模拟电容的值作为校准电容值，这种校准方式是线性离散的方式，不会使得跨导滤波器的线性度随着尾电流的变化而变化，并且还通过对电容阵列进行正向积分和反向积分，消除了跨导单元产生的直流偏移，在不影响跨导滤波器的性能的前提下，提高了跨导滤波器的性能。

参见图 18，为本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的方法第三实施例的流程示意图。首先在步骤 300，用一电容模拟所述滤波器的电容，所述跨导滤波器的电容被预先设置为均勾的电容阵列，并被设置为固定电容和校准电容两部分，即电容阵列的电容大小，。 =

其中， c 为固定数量的单位电容；（^^为可配置的单位电容。所述跨导滤波器电容的校准频率范围由和 C_toi„_g的比值确定。

在步骤 301，通过差分电流源产生一电流；

在步骤 202，用所述电流对积分器进行充电，在规定的时间内对所述模拟电容进行积分，得到的积分电压值： V_out = ^ At , 其中， /_Q = ^， Io是差分电流源产生的电流值， Vref是设定电压值， At是规定的积分时间， C_int ° R

是校准实际用到的模拟电容的值。所述 C_int由 N bit的二进制码控制，其调节范围为（0〜； 1 )个可配置的单位电容 C_toi)¾，其中， N是自然数。

在步骤 302，将所述对模拟电容进行积分得到的积分电压值 V。_ut与设定电压值 Vref进行比较，通过调节控制码逐次逼近査找使得积分电压值 V。_ut与设定电压值 Vref相等的模拟电容的值作为校准电容值。具体地，通过判断 l/RC_int的大小是否等于 1，可以得出积分电压值 V。_ut与设定电压值 Vref是否相等，也即 l/RC_int 的大小等于 1时，校准结束，此时的 C_int则是校准电容值，与其对应的二进制控制码则为校准得到的二进制控制码；

在步骤 303，保存所述二进制控制码，并将该二进制控制码提供给跨导滤波器使用。

本发明实施例提供的获取跨导滤波器校准电容值的方法，用一电容模拟跨导滤波器的电容，并通过差分电流源产生电流，对所述对模拟电容进行积分得到的积分电压值，将所述电压值与设定电压值进行比较，逐次逼近査找得到使得积分电压值与设定电压值相等的模拟电容的值作为校准电容值，这种校准方式是线性离散的方式，不会使得跨导滤波器的线性度随着尾电流的变化而变化，并且还通过对电容阵列进行正向积分和反向积分，消除了跨导单元产生的直流偏移，在不影响跨导滤波器的性能的前提下，提高了跨导滤波器的性能。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以可借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个计算机可读存储介质（可以是 CD-ROM, U盘，移动硬盘等）中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

权利要求

1、一种获取跨导滤波器校准电容值的方法，其特征在于，包括：

2、如权利要求 1所述的获取跨导滤波器校准电容值的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取与所述校准电容值相应的控制码，将该控制码提供给跨导滤波器以校准所述跨导滤波器的电容值。

3、如权利要求 2所述的获取跨导滤波器校准电容值的方法，其特征在于，所述通过电流在规定的时间内对所述模拟电容进行积分处理，包括：

模拟跨导滤波器的跨导单元，产生一电流；

用所述电流对积分器进行充电，在规定的时间内对所述模拟电容进行积分。

4、如权利要求 3所述的获取跨导滤波器校准电容值的方法，其特征在于，所述对模拟电容进行积分包括：采用公式。„, = ^{Gmx xAt}对模拟电容进行积分，得到积分电压值¥。^，其中 Gm是跨导值， Vref

是设定电压值， At是规定的积分时间， C_int是校准实际用到的模拟电容的值。

5、如权利要求 2所述的获取跨导滤波器校准电容值的方法，其特征在于，所述通过电流在规定的时间内对所述模拟电容进行积分处理，包括：

通过差分电流源产生一电流；

6、如权利要求 5所述的获取跨导滤波器校准电容值的方法，其特征在于，所述对模拟电容进行积分包括：采用公式 Γ。„, = x At对模拟电容进行积分，得到积分电压 V。_ut，其中， 7₀ = l^L , j。是差

C_m- _t R 分电流源产生的电流值， Vref 是设定电压值， At是规定的积分时间， C_int是校准实际用到的模拟电容的值。

7、如权利要求 4或 6所述的获取跨导滤波器校准电容值的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述积分时间 At分为两个相等的时间 ^；

2 在第一个^积分时间内，对所述模拟电容进行正向积分，得到第一个积分电压值；

2 在第二个^积分时间内，对所述模拟电容进行反向积分，得到第二个积分电压值；

2

将所述第一个积分电压值和第二个积分电压值累加得到最终的积分电压值，采用所述最终的积分电压值消除由所述跨导单元或差分电流源所产生的直流偏移。

8、如权利要求 4或 6所述的获取跨导滤波器校准电容值的方法，其特征在于，所述方法还包括：通过自动归零技术消除积分器产生的直流偏移。

9、如权利要求 4或 6所述的获取跨导滤波器校准电容值的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述跨导滤波器的电容阵列设置为固定电容和校准电容两部分，使电容阵列 C = C_/tt + C_{t irig}，其中， C_/K为固定数量的单位电容； <^„_;?¾为可配置的单位电容；所述跨导滤波器电容的校准频率范围由 C_/K 和的比值确定。

10、如权利要求 9所述的获取跨导滤波器校准电容值的方法，其特征在于，所述校准电容由 N bit的二进制码控制，其调节范围为 0〜； 2 - 1个可配置的单位电容 ς^ , 其中， Ν是自然数。

11、如权利要求 10所述的获取跨导滤波器校准电容值的方法，其特征在于，所述将所述对积分处理得到的积分电压值与设定电压值进行比较，通过调节控制码，逐次逼近査找使得积分电压值与设定电压值相等的模拟电容的值，将所述模拟电容的值作为校准电容值，包括：调节二进制控制码，使得积分器积分的起始模拟电容值为： c = c fi_flx_T + 2N ~— i t„uning，

» N-1

将所述起始模拟电容值 c = c + _Γ C—进行积分，得到积分电压值；若所述积分电压值大于设定电压值，则改变所述二进制控制码，使得模拟电容值为：

2^Ν~ + 2^Ν-²

c = C fix + - 2^N― _ J c tuning . '

若所述积分电压值小于设定电压值，则改变所述二进制控制码，使得模拟电容值为： C - C fix λ — c tuning ·，

重复以上步骤，通过改变二进制控制码，逐次逼近査找使得积分电压值与设定电压值相等的模拟电容值，该模拟电容值即校准电容值。

12、如权利要求 11所述的获取跨导滤波器校准电容值的方法，其特征在于，所述方法还包括：在检测到校准控制信号有效时，执行产生一电流在规定的时间内对模拟电容进行积分处理的步骤；在査找到校准电容值后，存储与所述校准电容值相应的二进制的控制码。

13、一种获取跨导滤波器校准电容值的装置，其特征在于，包括：

电流供给单元，用于通过电流对积分器单元进行充电；

14、如权利要求 13所述的获取跨导滤波器校准电容值的装置，其特征在于，所述电流供给单元为跨导单元，用于模拟被校准的跨导滤波器中跨导单元的结构。

15、如权利要求 14所述的获取跨导滤波器校准电容值的装置，其特征在于，

所述跨导单元的正极输出端与积分器单元的正极输入端连接，负极输出端与积分器单元的负极输入端连接，输入电流为积分器单元充电；

所述积分器单元，其正极输入端与所述跨导单元的正极输出端连接，负极输入端与所述跨导单元的负极输出端相连接，或者其正极输入端与所述跨导单元的负极输出端连接，其负极输入端与所述跨导单元的正极输出端相连接；

积分器单元的第一输出端与比较器单元的正极输入端连接，第二输出端与比较器单元的负极输入端相连接，所述第一输入端和第二输入端还各自连接有作为模拟电容的可变电容器，该可变电容器的输出端连接到共模参考电平 VCM; 在规定时间内，在控制器单元的控制码的作用下，通过运算放大器对可变电容器进行积分，获得积分电压值；

所述比较器单元，包括比较器和电压放大器，比较器单元的正极输入端连接所述积分器单元的第一输出端，比较器单元的负极输入端连接所述积分器单元的第二输出端，比较器单元的第一输出端和第二输出端连接比较器，所述比较器单元的输出端与控制器单元的输入端连接，以将比较结果输出给控制器单元；所述控制器单元，用于通过它的输出端提供控制码给所述积分器单元，控制所述积分器单元对可变电容器进行积分，并根据所述比较器单元的比较结果，逐次调节所述控制码，以査找到积分电压值与设定电压值相同的电容值作为校准电容值。

16、如权利要求 13所述的获取跨导滤波器校准电容值的装置，其特征在于，所述电流供给单元为差分电流源。

17、如权利要求 16所述的获取跨导滤波器校准电容值的装置，其特征在于，

所述差分电流源的正极输出端与积分器单元的正极输入端连接，负极输出端与积分器单元的负极输入端连接，输入电流为积分器单元充电；

所述积分器单元，其正极输入端与所述差分电流源的正极输出端连接，负极输入端与所述跨导单元的负极输出端相连接，或者其正极输入端与所述差分电流源的负极输出端连接，其负极输入端与所述差分电流源的正极输出端相连接；

18、如权利要求 14或 16所述的获取跨导滤波器校准电容值的装置，其特征在于，所述积分器单元包括：时间等分子单元，用于将积分时间 At分为两个相等的时间 ^；

2 第一积分子单元，用于在第一个^积分时间内，对所述模拟电容进行正向积分，得到第一个积分电

2

压值；第二积分子单元，用于在第二个^积分时间内，对所述模拟电容进行反向积分，得到第二个积分电

2

压值；

积分电压值累加单元，用于将所述第一个积分电压值和第二个积分电压值累加得到最终的积分电压值，以消除由所述跨导单元或差分电流源所产生的直流偏移。

19、如权利要求 14或 16所述的获取跨导滤波器校准电容值的装置，其特征在于，所述控制器单元包括：

控制码输出子单元，用于向所述积分器单元输出 N bit的二进制控制码，其中， N是自然数；控制器调节子单元，用于逐次改变改二进制控制码，以査找到得到积分电压值与设定电压值相等的模拟电容的值作为校准电容值。

20、如权利要求 21所述的获取跨导滤波器校准电容值的装置，其特征在于，所述装置还包括：检测单元，在检测到校准控制信号有效，启动校准，得到校准电容值；

存储器单元，用于在校准完毕时，存储与所述校准电容值相应的控制码，提供给跨导滤波器以校准所述跨导滤波器的电容值。

21、一种跨导滤波器校准系统，其特征在于，包括：

跨导滤波器，用于根据获取跨导滤波器校准电容值的装置提供的控制码，其跨导单元中的电容部分被校准为与所述控制码相应的校准电容值。