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本发明涉及一种用于半数字滤波的电路开关，属于电子设备技术领域。包括：用于为电路开关提供电流的电流源，用于对电流的通和断进行控制的一对互补开关，由一个N型(或P型)金属氧化物场效应管、一个P型(或N型)构成；用于将电流转换为电压，并对信号进行滤波的跨阻放大器，由一个第一电容、一个电阻和一个运算放大器构成；用于滤除控制信号引入的信号过冲的低通滤波器，由第二电容和P型金属氧化物场效应管构成。本发明的电路开关，比传统的方法可以更有效地抑制信号过冲，加入的电容不需要很高的线性度，电容可以用金属氧化物场效应管实现，在深亚微米工艺下，金属氧化物场效应管可以以较小的硬件代价实现较大的电容，因而硬件代价很小。

1、  一种用于半数字滤波的电路开关，该电路开关包括：
一个电流源，用于为所述的电路开关提供电流，电流源与电源相连接；
一个N型(或P型)金属氧化物场效应管、一个P型(或N型)，构成一对互补开关，对电流的通和断进行控制，互补开关的一端与电流源的输出端相连接，互补开关的另一端与运算放大器的负相输入端相连接，两个金属氧化物场效应管的栅极分别与所述的电路开关的控制信号线相连；
一个第一电容、一个电阻和一个运算放大器构成的跨阻放大器，用于将电流转换为电压，并对信号进行滤波，第一电容和电阻分别并联在运算放大器的负相输入端和运算放大器的输出端之间；
其特征在于，还包括：
一个第二电容，第二电容串联在所述的互补开关和电路地节点之间，一个P型金属氧化物场效应管，串联在所述的互补开关和运算放大器的负相输入端之间，第二电容和P型金属氧化物场效应管构成低通滤波器，用于滤除控制信号引入的信号过冲。

一种用于半数字滤波的电路开关
技术领域
本发明涉及一种用于半数字滤波的电路开关，属于电子设备技术领域。
背景技术
已有的一种半数字滤波器，发表于“IEEE JSSC”，vol.28，no.12，pp.1224-1233，Dec1993，其电路原理图如图1所示，滤波器的传输函数如式(1)所示：
H ( z ) = Σ j = 0 N - 1 h ( j ) z - j . . . ( 1 ) ]]>
系数由加权的电流源实现，电流源的尺寸与滤波器的系数成正比。图中的延时单元由触发器实现。滤波器的输入DIN是1位的数据流，第j个触发器的输出是DIN的j级延时，j＝0，1，2，…，N。因为输入信号是‘0’或‘1’，每个乘积项h(j)·DIN·z^-j的值为‘0’或为h(j)，这可以将乘积项简化为由触发器控制的开关实现。其作用是在单比特Sigma-Delta数模转换器中，把单比特的数字比特流转换为模拟信号并进行一定程度的滤波。滤波器的基本单元是开关控制的电流源。电路中的开关一般由金属氧化物场效应管(以下简称MOS管)构成，控制信号加在MOS管的栅极。由于MOS管的栅极和源极之间存在寄生电容，栅极控制电压的变化会耦合到源极，从而在电流源的输出端引入信号过冲，如图2所示。信号过冲会在信号频带内引入谐波应尽量消除。电容CF和电阻RF构成低通滤波器，因为滤波器仅仅是一阶滤波器，所以滤波的效果是有限的。传统的方法是采用互补开关如图3所示，互补开关由尺寸相同的N沟道MOS管(以下简称NMOS)和P沟道MOS管(以下简称PMOS)构成，在一定的工艺下NMOS和PMOS的寄生电容相同，控制信号互补如图4所示，引入的信号过冲大小相同，变化方向相反，相互抵消。其缺点是对控制的互补程度要求很高。芯片内的互补信号用反相器产生，互补性很难保证。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于半数字滤波的电路开关，对已有的半数字滤波器中的开关电路进行改进，以降低开关控制信号对整个滤波器输出信号的影响。
本发明提出的用于半数字滤波的电路开关，包括：
一个电流源，用于为所述的电路开关提供电流，电流源与电源相连接；
一个N型(或P型)金属氧化物场效应管、一个P型(或N型)，构成一对互补开关，对电流的通和断进行控制，互补开关的一端与电流源的输出端相连接，互补开关的另一端与运算放大器的负相输入端相连接，两个金属氧化物场效应管的栅极分别与所述的电路开关的控制信号线相连；
一个第一电容、一个电阻和一个运算放大器构成的跨阻放大器，用于将电流转换为电压，并对信号进行滤波，第一电容和电阻分别并联在运算放大器的负相输入端和运算放大器的输出端之间；
一个第二电容，第二电容串联在所述的互补开关和电路地节点之间，一个P型金属氧化物场效应管，串联在所述的互补开关和运算放大器的负相输入端之间，第二电容和P型金属氧化物场效应管构成低通滤波器，用于滤除控制信号引入的信号过冲。
本发明提出的用于半数字滤波的电路开关，其优点是比传统的方法可以更有效地抑制信号过冲，本发明加入的电容不需要很高的线性度，电容可以用金属氧化物场效应管实现，在深亚微米工艺下，金属氧化物场效应管可以以较小的硬件代价实现较大的电容，因而本发明的硬件代价很小。
附图说明
图1是已有的半数字滤波器的工作原理图。
图2是已有半数字滤波器中控制信号引入信号过冲的原理图。
图3是已有半数字滤波器中互补开关抑制信号过冲的原理图。
图4是已有半数字滤波器中互补的控制信号示意图。
图5是本发明提出的用于半数字滤波的电路开关的结构示意图。
图6和图7分别是已有技术与本发明技术的信号过冲仿真图。
具体实施方式
本发明提出的用于半数字滤波的电路开关，其电路图如图5所示，包括：一个电流源，用于为所述的电路开关提供电流，电流源与电源相连接；一个N型(或P型)金属氧化物场效应管、一个P型(或N型)金属氧化物场效应管，构成一对互补开关，对电流的通和断进行控制，互补开关的一端与电流源的输出端相连接，互补开关的另一端与运算放大器的负相输入端相连接，两个金属氧化物场效应管的栅极分别与所述的电路开关的控制信号线相连；一个第一电容、一个电阻和一个运算放大器构成的跨阻放大器，用于将电流转换为电压，并对信号进行滤波，第一电容和电阻分别并联在运算放大器的负相输入端和运算放大器的输出端之间；一个第二电容，第二电容串联在所述的互补开关和电路地节点之间，一个P型金属氧化物场效应管，串联在所述的互补开关和运算放大器的负相输入端之间，第二电容和P型金属氧化物场效应管构成低通滤波器，用于滤除控制信号引入的信号过冲。
以下结合附图介绍本发明电路开关的工作原理：
为抑制信号过冲，在互补开关M1，M2下串联常通的PMOS管开关M3，并在开关的两侧并联电容，如图5所示。这个开关等效为一个电阻，设这个电阻的值为R_on，跨阻运放的反馈电阻为R_F，则当时钟馈通使得A点产生V_A的电压变化，在运放的输出端的电压变化为 R F R on V A , ]]>因此可以选择宽长比比较小的开关，使得R_on＞R_F，这样可抑制时钟馈通的影响，等效电阻和电容构成低通滤波器，这个低通滤波器可以有效的抑制信号过冲。本发明电路开关还在常通开关M3旁边并联电容C_g，C_g与常通开关的导通电阻，以构成一个构成低通滤波器，这个低通滤波器可以更有效的滤除控制信号馈通引起的信号过冲。仿真结果如图6和图7所示，图6和图7中，横坐标为时间，纵坐标为信号的幅度，从图6中可以看出，传统的方法信号过冲的大小可以达到25uA，而信号电流的大小仅为9uA；采用本发明的电路开关后，其仿真结果如图7所示，信号过冲的大小仅1uA，信号过冲被有效的抑制了。