一种启动电路装置、滤波器以及接收机的制作方法

1.本技术涉及通信技术领域，具体涉及一种启动电路装置、滤波器以及接收机。


背景技术：

2.传统的接收机从天线接收射频信号，射频信号可以依次经过印刷电路板(pcb)上的带通滤波器或低通滤波器、匹配网络(mn)、低噪声放大器(lna)、混频器、带通滤波器、模数转换器(adc)以及数字解调器，得到所需要的信号。其中，带通滤波器包括全差分运算放大器和共模反馈。通常情况下，希望全差分运算放大器工作在静态工作点，例如，放大器的输入电压和输出电压的值固定在预设值。利用共模反馈电路来稳定全差分运算放大器的静态工作点，即将放大器输入的共模电压和输出的共模电压的值固定在预设值。然而，共模反馈电路不仅耗电量大，而且在上电时共模反馈电路导致全差分运算放大器工作的静态工作点并不能很好的稳定在预设值，可能高于或低于预设值，此时全差分运算放大器处于不工作的状态，导致全差分运算放大器的工作稳定性较差。


技术实现要素：

3.本技术提供一种启动电路装置、滤波器以及接收机，以解决现有技术中的一个或多个技术问题。
4.第一方面，本实施方式提供了一种启动电路装置，应用于滤波器，滤波器包括顺次连接的全差分运算放大器和共模反馈电路装置，启动电路装置包括第一启动输入端、第二启动输入端、第一启动输出端以及第二启动输出端；第一启动输入端与全差分运算放大器的第一放大输入端连接，第二启动输入端与全差分运算放大器的第二放大输入端连接，第一启动输出端与第一放大输入端连接，第二启动输出端与第二放大输入端连接；
5.启动电路装置用于在全差分运算放大器启动期间，将接收到的输入电压调整至目标电压，输出目标电压至全差分运算放大器，以使全差分运算放大器在目标电压中工作。
6.在一种实施方式中，启动电路装置包括第一电阻器、第二电阻器、比较器、第一晶体管以及第二晶体管；
7.第一电阻器的一端作为第一启动输入端，第二电阻器的一端作为第二启动输入端，第一电阻器的另一端和第二电阻器的另一端相连于比较器的输入端，比较器的输出端连接至第一晶体管的栅极以及第二晶体管的栅极；
8.第一晶体管的栅极以及第二晶体管的栅极相互连接，第一晶体管的漏极作为第一启动输出端，第二晶体管的漏极作为第二启动输出端，第二晶体管的源极和第一晶体管的源极接地或v
dd
；
9.比较器的输入端用于接收输入电压的平均值，输入电压的平均值是输入电压经过第一电阻器和第二电阻器分压之后得到的；比较器的输出端用于根据输入电压的平均值和阈值电压的比较结果，输出高电平或低电平；
10.第一晶体管和第二晶体管，用于根据高电平或低电平将输入电压的平均值上拉或
下拉至目标电压；其中，阈值电压大于或等于目标电压。
11.在一种实施方式中，比较器的输出端用于在比较结果为输入电压的平均值大于阈值电压的情况下，输出高电平；
12.第一晶体管和第二晶体管均为nmos管，用于接收高电平之后导通，将输入电压的平均值下拉至目标电压。
13.在一种实施方式中，比较器的输出端用于在输入电压的平均值下拉至目标电压，且输入电压的平均值小于或等于阈值电压的情况下，输出低电平；
14.第一晶体管和第二晶体管用于接收低电平后关断，以使全差分运算放大器工作在目标电压。
15.在一种实施方式中，比较器的输出端用于在输入电压的平均值小于阈值电压的情况下，输出低电平；
16.第一晶体管和第二晶体管均为pmos管，用于接收低电平后导通，将输入电压的平均值上拉至目标电压。
17.在一种实施方式中，比较器包括：第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管以及第六晶体管；
18.比较器的第三晶体管的栅极和比较器的第四晶体管的栅极相连，作为比较器的输入端；比较器的第三晶体管的漏极与比较器的第四晶体管的漏极相连至第一连接点；比较器的第三晶体管的源极与比较器的第五晶体管的源极连接；比较器的第四晶体管的源极接地；
19.比较器的第五晶体管的栅极和比较器的第六晶体管的栅极相连至第二连接点，第一连接点与第二连接点连接；比较器的第五晶体管的漏极与比较器的第六晶体管的漏极相连，作为比较器的输出端；比较器的第六晶体管的源极接地。
20.在一种实施方式中，比较器包括比较模块和参考电压源，参考电压源提供阈值电压；
21.比较模块包括第一比较输入端和第二比较输入端；第一比较输入端作为比较器的输入端，第二比较输入端与参考电压源的一端连接，参考电压源的另一端接地；比较模块的输出端作为比较器的输出端，比较模块的输出端分别与第一晶体管的栅极、第二晶体管的栅极连接。
22.在一种实施方式中，比较模块包括第七晶体管、第八晶体管、第九晶体管、第十晶体管以及第十一晶体管；
23.比较模块的第七晶体管的栅极作为第一比较输入端，比较模块的第八晶体管的栅极作为第二比较输入端，比较模块的第七晶体管的源极与比较模块的第八晶体管的源极相连并接地；
24.比较模块的第七晶体管的漏极与比较模块的第九晶体管的漏极连接，比较模块的第八晶体管的漏极与比较模块的第十晶体管的漏极连接，比较模块的第九晶体管的漏极与比较模块的第九晶体管的栅极连接，比较模块的第九晶体管的栅极与比较模块的第十晶体管的栅极连接；
25.比较模块的第九晶体管的源极、比较模块的第十晶体管的源极、比较模块的第十一晶体管的源极连接，比较模块的第十一晶体管的栅极与比较模块的第十晶体管的漏极连
接，比较模块的第十一晶体管的漏极作为比较模块的输出端，且比较模块的第十一晶体管的漏极接地。
26.第二方面，本实施方式提供了一种滤波器，包括至少一个如上所述的启动电路装置。
27.第三方面，本实施方式提供了一种接收机，包括至少一个如上所述的滤波器。
28.本技术采用上述技术方案，具有如下优点：在全差分运算放大器启动期间，共模反馈电路装置处于低功耗，无法将全差分运算放大的工作电压固定在目标电压的情况下，通过启动电路装置接收输入电压，并将输入电压调整至目标电压，使得全差分运算放大器工作在目标电压，有效提高了全差分运算放大器启动期间的稳定性。
29.上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本技术进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
30.在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本技术公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本技术范围的限制。附图用于更好地理解本方案，不构成对本技术的限定。其中：
31.图1绘示本技术实施例提供的一种滤波器的结构示意图；
32.图2绘示本技术实施例提供的一种全差分运算放大器的结构示意图；
33.图3绘示本技术实施例提供的一种启动电路装置的结构示意图；
34.图4绘示本技术实施例提供的另一种启动电路装置的结构示意图；
35.图5绘示本技术实施例提供的一种比较器的结构示意图；
36.图6绘示本技术实施例提供的另一种比较器的结构示意图；
37.图7绘示本技术实施例提供的一种比较模块的结构示意图；
38.图8绘示本技术实施例提供的一种接收机示意图。
39.附图标记说明：
40.图1：
41.启动电路装置10：
42.第一启动输入端110、第二启动输入端120、第一启动输出端130、第二启动输出端140；
43.全差分运算放大器20：
44.第一放大输入端210、第二放大输入端220、第一放大输出端230、第二放大输出端240；
45.共模反馈电路装置30：
46.第一反馈电阻器310、第二反馈电阻器320、共模反馈比较器330。
47.图3，启动电路装置10包括：
48.第一电阻器11、第二电阻器12；
49.比较器13、比较器的输入端131、比较器的输出端132；
50.第一晶体管14、第二晶体管15。
51.图4，启动电路装置10包括：
52.第一电阻器11、第二电阻器12；
53.比较器13、比较器的输入端131、比较器的输出端132；
54.第一晶体管14’、第二晶体管15’。
55.图5，比较器13包括：
56.第三晶体管133、第四晶体管134、第五晶体管135、第六晶体管136；
57.第一连接点a、第二连接点b。
58.图6，比较器13包括：
59.比较模块137、第一比较输入端138、第二比较输入端138’、参考电压源139。
60.图7，比较模块137包括：
61.第七晶体管1371、第八晶体管1372、第九晶体管1373、第十晶体管1374、第十一晶体管1375。
具体实施方式
62.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本技术的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
63.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
64.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
65.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
66.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
67.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了
简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
68.如图1所示，滤波器包括全差分运算放大器20和共模反馈电路装置30。
69.全差分运算放大器20包括第一放大输入端210、第二放大输入端220、第一放大输出端230以及第二放大输出端240。在第一放大输入端210和第一放大输出端230的两端并联一电阻，同时可以在此电阻的两端并联一电容，第二放大输入端220和第二放大输出端240的两端并联另一电阻，同时可以在此电阻的两端并联另一电容。第一放大输出端230和第二放大输出端240连接共模反馈电路装置30。
70.共模反馈电路装置30包括第一反馈电阻器310、第二反馈电阻器320以及共模反馈比较器330。第一反馈电阻器310的一端连接第一放大输出端230，第二反馈电阻器320的一端连接第二放大输出端240，第一反馈电阻器310的另一端和第二反馈电阻器320的另一端相连于共模反馈比较器330的正输入端，共模反馈比较器330的负输入端用于输入目标电压，共模反馈比较器330的输出端与全差分运算放大器20的一个控制端连接，控制端用于将全差分运算放大器20的工作电压稳定在目标电压。
71.第一放大输入端210和第二放大输入端220接收的输入电压为共模输入电压，第一放大输出端230和第二放大输出端240得到的输出电压为共模输出电压，共模输出电压等于共模输入电压。当共模反馈电路装置30的功能较强(耗电量较大)的情况下，通过共模反馈电路装置30能够将共模输入电压稳定在目标电压。然而，当滤波器启动(上电)期间，即全差分运算放大器20在启动(上电)期间时，共模反馈电路装置30的功能较差(耗电量较小)，共模反馈电路装置30不能将共模输入电压稳定在目标电压，导致全差分运算放大器20的工作稳定性较差。
72.为了解决上述问题，本实施例提出了在全差分运算放大器20的输入端连接启动电路装置10，利用启动电路装置10将共模输入电压调整至目标电压，以使全差分运算放大器20稳定工作在目标电压中，有效提高全差分运算放大器20的工作稳定性。
73.在一种具体实施方式中，如图1所示，提供了一种启动电路装置10，应用于滤波器，启动电路装置10包括：第一启动输入端110、第二启动输入端120、第一启动输出端130以及第二启动输出端140；第一启动输入端110与全差分运算放大器20的第一放大输入端210连接，第二启动输入端120与全差分运算放大器20的第二放大输入端220连接，第一启动输出端130与第一放大输入端210连接，第二启动输出端140与第二放大输入端220连接；
74.启动电路装置10用于在全差分运算放大器20启动期间，将接收到的输入电压调整至目标电压，输出目标电压至全差分运算放大器，以使全差分运算放大器20在目标电压中工作。
75.一种示例中，第一启动输入端110和第二启动输入端120均用于接收输入电压；第一启动输出端130和第二启动输出端140均用于将输入电压调整后得到的目标电压输出至全差分运算放大器20。
76.图2示出了全差分运算放大器20的内部结构，如果全差分运算放大器20的内部结
variation)和温度偏差(temprature variation)对全差分运算放大器20中晶体管的影响，全差分运算放大器20的实际电压可能会大于目标电压，因此，考虑到实际情况，阈值电压可以设置为大于目标电压，提高启动电路装置10对输入电压调整的准确性。例如，设置目标电压为0.5v，在角偏差和温度偏差的影响下，全差分运算放大器20的实际电压可能为0.6v，所以，阈值电压可以设置为0.6v。
85.需要指出的是，附图3中，第一晶体管14和第二晶体管15可以是nmos晶体管，也可以将nmos晶体管替换为pmos晶体管，如图4所示，第一晶体管14’和第二晶体管15’可以是pmos晶体管，均在本实施例的保护范围内。
86.在一种实施方式中，比较器的输出端132用于在比较结果为输入电压的平均值大于阈值电压的情况下，输出高电平；
87.第一晶体管14和第二晶体管15均为nmos管，用于接收高电平之后导通，将输入电压的平均值下拉至目标电压。
88.在一种实施方式中，比较器的输出端132用于在输入电压的平均值下拉至目标电压，且输入电压的平均值小于或等于阈值电压的情况下，输出低电平；
89.第一晶体管14和第二晶体管15用于接收所述低电平后关断，以使全差分运算放大器20工作在目标电压。
90.一种示例中，如图3所示，输入电压的平均值大于阈值电压时，比较器13输出高电平。第一晶体管14和第二晶体管15均为nmos管，第一晶体管14和第二晶体管15接收高电平后导通，将输入电压的平均值下拉至目标电压。在输入电压的平均值下拉至目标电压，且输入电压的平均值小于或等于阈值电压时，比较器的输出端132输出低电平。第一晶体管14和第二晶体管15接收低电平后关断，以使全差分运算放大器20工作在目标电压。
91.在一种实施方式中，比较器的输出端132用于在输入电压的平均值小于阈值电压的情况下，输出低电平；
92.第一晶体管14’和第二晶体管15’均为pmos管，用于接收低电平后导通，将输入电压的平均值上拉至目标电压。
93.一种示例中，如图4所示，输入电压的平均值小于阈值电压时，比较器13输出低电平。第一晶体管14’和第二晶体管15’均为pmos管，第一晶体管14’和第二晶体管15’接收低电平后导通，将输入电压的平均值上拉至目标电压。当输入电压的平均值上拉至目标电压后，比较器13输出高电平，第一晶体管14’和第二晶体管15’接收高电平后关断，使得全差分运算放大器20稳定工作在目标电压。
94.在一种具体实施方式中，如图5所示，比较器13包括：第三晶体管133、第四晶体管134、第五晶体管135以及第六晶体管136；
95.比较器13的第三晶体管133的栅极和比较器13的第四晶体管134的栅极相连，作为比较器的输入端131；比较器13的第三晶体管133的漏极与比较器13的第四晶体管134的漏极相连至第一连接点a；比较器13的第三晶体管133的源极与比较器13的第五晶体管135的源极连接；比较器13的第四晶体管134的源极接地；
96.比较器13的第五晶体管135的栅极和比较器13的第六晶体管136的栅极相连至第二连接点b，第一连接点a与第二连接点b连接；比较器13的第五晶体管135的漏极与比较器13的第六晶体管136的漏极相连，作为比较器的输出端132；第六晶体管136的源极接地。
97.一种示例中，第三晶体管133可以为pmos晶体管，第四晶体管134可以为nmos晶体管，第五晶体管135可以为pmos晶体管，第六晶体管136可以为nmos晶体管。第三晶体管133和第四晶体管134以及二者的连接关系构成了第一反相器，第五晶体管135和第六晶体管136以及二者的连接关系构成了第二反相器。
98.第三晶体管133的栅极与第四晶体管134的栅极相连形成的比较器的输入端131(第一反相器的输入端)用于接收输入电压的平均值，当输入电压的平均值由0升高到阈值电压(例如，0.6v)之前，第三晶体管133打开，第四晶体管134关断，第一连接点a(第一反相器的输出端)输出高电平。第二连接点b(第二反相器的输入端)输入高电平，第五晶体管135的漏极与第六晶体管136的漏极相连形成比较器的输出端132(第二反相器的输出端)输出低电平。比较器输出低电平，第一晶体管14和第二晶体管15接收低电平后关断，以使全差分运算放大器20工作在目标电压。
99.当输入电压的平均值升高为0.6(阈值电压)甚至大于(阈值电压)的时候，第三晶体管133关断，第四晶体管134打开，第一连接点a(第一反相器的输出端)输出低电平。第二连接点b(第二反相器的输入端)输入低电平，第五晶体管135的漏极与第六晶体管136的漏极相连形成的比较器的输出端132(第二反相器的输出端)，输出高电平。第一晶体管14和第二晶体管15接收高电平后导通，将大于或等于阈值电压的输入电压下拉至目标电压，使得全差分运算放大器20工作在目标电压。
100.本实施方式中，比较器13的结构简单，缩小启动电路装置10的整体面积，静止状态下无电流通过，无需提供额外的阈值电压，降低了启动电路装置10的功耗。
101.在另一种具体实施方式中，比较器13包括比较模块137和参考电压源139，参考电压源139提供的参考电压为阈值电压；
102.比较模块137包括第一比较输入端138和第二比较输入端138’；第一比较输入端138作为比较器的输入端131，第二比较输入端138’与参考电压源139的一端连接，参考电压源139的另一端接地；比较模块137的输出端作为比较器的输出端132，比较模块137的输出端分别与第一晶体管14/14’的栅极、第二晶体管15/15’的栅极连接。
103.一种示例中,如图6所示，比较模块137的第一比较输入端138(比较器的输入端131)用于接收输入电压，并将输入电压和参考电压源139提供的阈值电压进行比较，输入电压大于阈值电压的情况下，输出高电平，第一晶体管14和第二晶体管15接收高电平后导通，以使第一晶体管14和第二晶体管15将输入电压下拉至目标电压。在输入电压下拉至目标电压的情况下，输入电压小于或等于阈值电压，输出低电平，第一晶体管14和第二晶体管15接收低电平后关断，以使全差分运算放大器20工作在目标电压。
104.在一种实施方式中，如图7所示，比较模块137包括第七晶体管1371、第八晶体管1372、第九晶体管1373、第十晶体管1374以及第十一晶体管1375；
105.第七晶体管1371的栅极作为第一比较输入端138，第八晶体管1372的栅极作为第二比较输入端138’，第七晶体管1371的源极与第八晶体管1372的源极相连并接地；
106.第七晶体管1371的漏极与第九晶体管1373的漏极连接，第八晶体管1372的漏极与第十晶体管1374的漏极连接，第九晶体管1373的漏极与第九晶体管1373的栅极连接，第九晶体管1373的栅极与第十晶体管1374的栅极连接；
107.第九晶体管1373的源极、第十晶体管1374的源极、第十一晶体管1375的源极连接，
第十一晶体管1375的栅极与第十晶体管1374的漏极连接，第十一晶体管1375的漏极作为比较模块137的输出端，且第十一晶体管1375的漏极接地。
108.当然，比较模块137还可以是其它类型的具有比较功能的模块，均在本实施方式的保护范围内。
109.在一种实施方式中，提供了一种滤波器，包括如上述实施例提供的启动电路装置。当滤波器中多个全差分运算放大器串联时，可以在适应性的选择在各个全差分运算放大器的输入端设置启动电路装置，使得各个全差分运算放大器在启动期间也能够稳定工作在目标电压。
110.如图8所示，接收机包括一次串联的第一个带通滤波器或低通滤波器、mn(matching-network，匹配网络)、lna(low noise amplifier，低噪声放大器)、混频器、第二个带通滤波器或低通滤波器、模数转换器以及数字解调器。利用本实施例提供的启动电路装置，使得滤波器的工作稳定性有效提升，进而提高了接收机的工作稳定性，同时有效降低了功耗。
111.上述具体实施方式，并不构成对本技术保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本技术的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术保护范围之内。