瑞薩 發(fā)布最新濾波器電路技術(shù)

瑞薩科技（Renesas Technology Corp.）近日宣布，公司目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了最新的濾波器電路技術(shù),可實(shí)現(xiàn)在支持多種無(wú)線系統(tǒng)的多模通信RF收發(fā)IC上,集成小電路面積及低功耗的離散時(shí)間濾波器。

此次瑞薩新發(fā)布的濾波器電路技術(shù)是一種有助于減少離散時(shí)間濾波器使用電容器數(shù)量的電路技術(shù)，與以前的技術(shù)相比，可節(jié)約大約一半的電容器。采用這些技術(shù)的130 nm（納米）CMOS工藝的試驗(yàn)制造表明，新的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)全球最低水平的電路面積和功耗，在1.5 V電源電壓條件下，濾波器核心電路面積僅為1.8 mm2，而電流消耗僅為11 mA。同時(shí)，新的技術(shù)已經(jīng)獲得證實(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)GSM、W-CDMA和無(wú)線LAN（局域網(wǎng)）通信系統(tǒng)所需的抑制特性。

新開(kāi)發(fā)的濾波器電路技術(shù)的特性可概括如下：

（1）    電路配置技術(shù)可以減少大約一半數(shù)目的電容器。
離散時(shí)間濾波器可有效地消除干擾波，并避免下一級(jí)A/D（模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的環(huán)回信號(hào)（混疊）效應(yīng)，還可以省去許多必需和執(zhí)行運(yùn)算的，由開(kāi)關(guān)連接電容器元件組成的開(kāi)關(guān)電容濾波器(SCF)電路。這些離散時(shí)間濾波器處理模擬信號(hào)的計(jì)算電路由延遲元件構(gòu)成，通過(guò)一個(gè)電容器和累加器MOS開(kāi)關(guān)組成的延遲元件來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的延遲。

傳統(tǒng)上，計(jì)算電路是采用串聯(lián)方式連接，并利用加減的方法執(zhí)行信號(hào)處理。不過(guò)，這種電路配置要求大量的電容器，并且成為妨礙減小電路面積的因素。以下提出的電路配置方法可以減少延遲元件數(shù)量，同時(shí)保持相同的計(jì)算功能,從而解決這個(gè)問(wèn)題：
a.計(jì)算電路配置及相關(guān)延遲單元排列的特殊設(shè)計(jì)；
b. 增加加法器從而減少延遲元件和系數(shù)元件的數(shù)目。

新濾波器電路技術(shù)設(shè)計(jì)的電路是兩層計(jì)算電路，可以保證每層的尺寸很小。利用這種方法，可以減少延遲元件數(shù)量，濾波器即使使用大約一半數(shù)量的電容器仍然可以實(shí)現(xiàn)以前的傳輸特性，并使電路面積大幅減少。

（2）    研發(fā)出不會(huì)引起電路特征性能下降的理想的電容器單元。
電容器延遲元件是由基本電容器單元配置構(gòu)成的。電容器單元小型化可以減小電路面積和功耗，但是小型電容器單元的使用會(huì)引起電路特性下降。因此，針對(duì)特性下降，特別是考慮到布線和寄生電容的影響，就應(yīng)建立理想電容器單元模型來(lái)進(jìn)行研究，研究的主要內(nèi)容如下：

a.由于寄生電容產(chǎn)生的電荷重新分布引起的信號(hào)損失；
當(dāng)一個(gè)開(kāi)關(guān)接通且電路導(dǎo)通開(kāi)始時(shí)，電容器上積累的電荷開(kāi)始分布并移動(dòng)到下一級(jí)電容器。如果寄生電容在這時(shí)出現(xiàn)，下一級(jí)電容器的電壓就要比原來(lái)的電壓更低，因而產(chǎn)生信號(hào)成分損失。

b.由寄生電容產(chǎn)生的未知濾波傳輸特性所造成的衰減量下降。
當(dāng)寄生電容值或電容器單元變化，會(huì)導(dǎo)致未知濾波傳輸發(fā)生變化，從而引起電壓變化和衰減量下降。

通過(guò)a和b數(shù)字模型量化分析,對(duì)可獲得必需濾波傳輸特性的優(yōu)化的最小電容器單元進(jìn)行研究，之后，對(duì)試驗(yàn)電路進(jìn)行評(píng)估，確認(rèn)性能沒(méi)有下降。