带有互补推挽式直流失调校准功能的滤波器及雷达传感器

    专利2025-11-27  4


    本技术涉及滤波器,尤其是涉及一种带有互补推挽式直流失调校准功能的滤波器及雷达传感器。


    背景技术:

    1、在雷达收发机系统中,滤波器和混频器的连接处经常遭受严重的直流偏移(dcoffset)问题,产生原因主要是cmos工艺产生的偏差和由于实际中从天线接收的信号的位置和角度变化导致高频收发器中的本地振荡器泄漏,直流偏移会导致整个系统发生饱和失真,系统无法正常工作。

    2、现有的采用模拟和数字逻辑混合的方法进行直流偏移消除,如图1所示,通过1个比较器对滤波器输出进行采样,然后通过逐次逼近逻辑模块进行判断,最后通过idac进行电流的注入抵消直流偏移量,但是其缺点为一味地向滤波器输入端注入电流可能导致滤波器的直流偏移电压整体升高,而不是保持在设定的静态工作点,导致滤波器工作状态变化。

    3、基于上述现有技术缺陷,亟需设计一种可稳定滤波器静态工作点的带有直流失调消除功能的滤波器。


    技术实现思路

    1、本实用新型的目的就是为了提供一种可稳定滤波器静态工作点的带有互补推挽式直流失调校准功能的滤波器及雷达传感器。

    2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:

    3、根据本实用新型的第一方面,提供了一种带有互补推挽式直流失调校准功能的滤波器,所述滤波器中设置有互补推挽式直流失调校准电路,所述互补推挽式直流失调校准电路包括第一比较器、第二比较器、逐次逼近逻辑模块和互补推免电流源,所述互补推免电流源分为注入电流源和抽取电流源;

    4、将滤波器差分输出的直流电压与滤波器的共模电压输入至第一比较器和第二比较器,将输出的比较结果输入至逐次逼近逻辑模块生成异步时钟控制信号,将异步时钟控制信号输入至注入电流源或抽取电流源,以控制向滤波器输入端注入电流或抽取电流。

    5、优选地,所述第一比较器和第二比较器生成四个比较结果,并通过注入电流源或抽取电流源,分别向滤波器输入端注入电流或从滤波器输入端提取电流,具体为:

    6、当第一比较器的输出信号为0时,注入电流源向滤波器输入端注入一定大小的电流;当第一比较器的输出信号为1时,抽取电流源从滤波器的输入端抽取出一定大小的电流;

    7、当第二比较器的输出信号为0时,注入电流源从滤波器的输入端注入出一定大小的电流;当第二比较器的输出信号为1时,抽取电流源从滤波器的输入端抽取出一定大小的电流。

    8、优选地,所述逐次逼近逻辑模块包括用于产生同步时钟的环形计数器、比较器和锁存器;

    9、环形计数器振荡器产生同步时钟,对第一比较器的输出和第二比较器的输出分别进行k次比较,k次比较完成时,锁存器置1,逐次逼近逻辑模块停止工作,输出为k位二进制数码,作为异步时钟控制信号。

    10、优选地,所述互补推免电流源中设置有转换电路,用于将k位二进制码转换为寄存器中的分割码,作为向滤波器输入端注入电流或从滤波器输入端提取电流的控制代码。

    11、优选地,k设定为9。

    12、优选地所述互补推免电流源中9位二进制码中5位最高有效位msb被转换为31位温度计码时,剩余的4位最低有效位lsb仍作为二进制码。

    13、优选地,所述互补推免电流源的尾电流源为共源共栅结构,并在饱和区工作。

    14、优选地,所述滤波器还包括保持电容器模块,用于在滤波器进入中断模式时,将中频信号保持在一定的电压。

    15、优选地,所述滤波器中反馈电阻接入的支路上还设置有中断开关。

    16、根据本实用新型的第二方面,提供了一种多普勒雷达传感器,所述雷达传感器中设置有任一项所述的滤波器。

    17、与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:

    18、1)本实用新型设计的互补推挽式直流失调校准电路不仅向其注入电流,而且从输入端抽取多余的电流,消除了失调电压vos,使滤波器的静态工作点稳定在共模点,防止一味地向滤波器输入端注入电流导致其静态工作点的改变,这有利于混频器的线性并保证接收电路的增益;

    19、2)逐次逼近逻辑模块中比较次数的设定兼顾了比较时间和比较精度;

    20、3)在互补推免电流源中设置转换电路,将二进制码转换为寄存器中的分割码,作为向滤波器输入端注入电流或从滤波器输入端提取电流的控制代码,即通过改变控制信号的每个比特的权重,避免了比较器的高位误判导致结果的显著偏差,降低了比较器和逐次逼近逻辑模块产生的误码率;

    21、4)滤波器中还设置保持电容器模块,用于在滤波器进入中断模式时,将中频信号保持在一定的电压而不降低为0,这样有利于滤波器在下一个工作周期到来可以快速的建立。



    技术特征:

    1.一种带有互补推挽式直流失调校准功能的滤波器,其特征在于,所述滤波器中设置有互补推挽式直流失调校准电路,所述互补推挽式直流失调校准电路包括互补推免比较器、逐次逼近逻辑模块和互补推免电流源,所述互补推免比较器包括第一比较器和第二比较器,所述互补推免电流源分为注入电流源和抽取电流源;

    2.根据权利要求1所述的一种带有互补推挽式直流失调校准功能的滤波器,其特征在于,所述第一比较器和第二比较器生成四个比较结果,并通过注入电流源或抽取电流源,分别向滤波器输入端注入电流或从滤波器输入端提取电流,具体为:

    3.根据权利要求2所述的一种带有互补推挽式直流失调校准功能的滤波器,其特征在于,所述逐次逼近逻辑模块包括用于产生同步时钟的环形计数器、比较器和锁存器;

    4.根据权利要求3所述的一种带有互补推挽式直流失调校准功能的滤波器,其特征在于,所述互补推免电流源中设置有转换电路,用于将k位二进制码转换为寄存器中的分割码,作为向滤波器输入端注入电流或从滤波器输入端提取电流的控制代码。

    5.根据权利要求4所述的一种带有互补推挽式直流失调校准功能的滤波器,其特征在于,k设定为9。

    6.根据权利要求5所述的一种带有互补推挽式直流失调校准功能的滤波器,其特征在于,所述互补推免电流源中9位二进制码中5位最高有效位msb被转换为31位温度计码时,剩余的4位最低有效位lsb仍作为二进制码。

    7.根据权利要求1所述的一种带有互补推挽式直流失调校准功能的滤波器,其特征在于,所述互补推免电流源的尾电流源为共源共栅结构,并在饱和区工作。

    8.根据权利要求1所述的一种带有互补推挽式直流失调校准功能的滤波器,其特征在于,所述滤波器还包括保持电容器模块,用于在滤波器进入中断模式时,将中频信号保持在一定的电压。

    9.根据权利要求1所述的一种带有互补推挽式直流失调校准功能的滤波器,其特征在于,所述滤波器中反馈电阻接入的支路上还设置有中断开关。

    10.一种雷达传感器,其特征在于,所述雷达传感器中设置有权利要求1~9任一项所述的滤波器。


    技术总结
    本技术涉及一种带有互补推挽式直流失调校准功能的滤波器及雷达传感器,所述滤波器中设置有互补推挽式直流失调校准电路,所述互补推挽式直流失调校准电路包括互补推免比较器、逐次逼近逻辑模块和互补推免电流源,所述互补推免比较器包括第一比较器和第二比较器,所述互补推免电流源分为注入电流源和抽取电流源;将滤波器差分输出的直流电压与滤波器的共模电压输入至第一比较器和第二比较器,将输出的比较结果输入至逐次逼近逻辑模块生成异步时钟控制信号,将异步时钟控制信号输入至注入电流源或抽取电流源,以控制向滤波器输入端注入电流或抽取电流与现有技术相比,本技术可同时满足直流失调消除、稳定滤波器静态工作点的优点。

    技术研发人员:刘梁凝一,陈磊
    受保护的技术使用者:上海电力大学
    技术研发日:20230810
    技术公布日:2024/4/29
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