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Die Erfindung geht aus von einer
integrierten Schaltungsanordnung mit einem aktiven Filter gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum
Trimmen ("Tuning") eines aktiven Filters.
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Eine solche integrierte Schaltungsanordnung
mit einem aktiven Filter umfassend Transkonduktanzstufen, die jeweils
mittels eines zuzuführenden
Biasstroms einstellbar sind, ist aus Silva-Martinez, Jose et al, "High-Performance
CMOS continuous-time filters",
Kluwer Academic Publishers, ISBN 0-7923-9339-2, Seiten 123–126, bekannt.
Dieses Filter ist ein sogenanntes gm/C-Filter, bei welchem neben
Transkonduktanzstufen auch Kondensatoren angeordnet sind. gm/C-Filter
werden unter anderem für
eine Breitbandfilterung ("anti
aliasing filter"),
bei Equalizern in der digitalen Übertragungstechnik
oder in "Continuous
Time Sigma Delta"-Konvertern
eingesetzt. Ohne Rückkoppelung
werden sie allgemein in Anwendungen mit hohen Bandbreiten und mittleren
Linearitätsanforderungen
eingesetzt.
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Die in
1 dargestellte
Schaltung zeigt eine an sich aus dem oben erwähnten Fachbuch (vgl. dort
4.1) bekannte und in der Literatur als "Biquad" bezeichnete Struktur,
realisiert in gm/C-Technik mit der folgenden Übertragungsfunktion A(s):
mit: s = komplexe Frequenz
ω
0 = Polfrequenz
Q = Polgüte C1, C2
und gm1, gm2, gm3, gm4 bezeichnen hierbei die Kapazitäten und
Transkonduktanzen der in
1 dargestellten
Kondensatoren bzw. Transkonduktanzstufen.
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Biquadratische Filter sind in der
Praxis wichtige fundamentale Bausteine zur Bildung von aktiven Filtern,
da sich durch geeignete Kombination von biquadratischen Strukturen
jede beliebige Filtercharakteristik realisieren läßt und die
Lage von Nullstellen und Polen in der komplexen s-Ebene von biquadratischen
Strukturen relativ wenig von Variationen der elektrischen Eigenschaften
der verwendeten Komponenten beeinflußt wird. Eine genaue Kontrolle
der Lage von Nullstellen und Polen in der komplexen s-Ebene ist
Voraussetzung dafür,
daß das
entworfene Filter die vorgegebenen Spezifikationen erfüllt. In
dieser Hinsicht besonders bedeutsam sind Variationen der Komponenteneigenschaften
aufgrund von Prozeßschwankungen
bei der Herstellung der integrierten Schaltung sowie aufgrund von
Temperaturschwankungen während
des Betriebs der integrierten Schaltung.
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Aufbau und Betriebsweise von Transkonduktanzstufen,
wie den Stufen gm1 bis gm4 in
1 sind dem
Fachmann wohlbekannt. Hierzu wird beispielhaft verwiesen auf die
DE 694 27 471 T2 sowie
die
US 5,617,052 , in
welchen Aufbau und Betriebsweise von Transkonduktanzstufen dargestellt
sind. Kurz zusammengefaßt
ist eine Transkonduktanzstufe, auch bezeichnet als "operational transconductance
amplifier" (OTA),
Transkonduktanzelement oder Transkonduktor, eine Einrichtung zur
Erzeugung eines Stromsignals aus einem eingegebenen Spannungssignal.
Dies ist in
1a anhand
der Transkonduktanzstufe gm1 veranschaulicht. Bezeichnet man die
am Eingang der Stufe anliegende Spannung mit Uin und den am Ausgang
der Stufe fließenden
Strom mit lout, so gilt:
lout = gm1·Uin ,wobei gm1 den
sogenannten Transkonduktanzgewinn oder die Transkonduktanz der Einrichtung
bezeichnet. Üblicherweise
wird die Transkonduktanz einer Transkonduktanzstufe mittels eines
der Stufe zugeführten
Biasstroms (Itun in
1a)
eingestellt, wo bei der konkrete Zusammenhang zwischen Biasstrom
und resultierender Trans konduktanz von dem konkreten Aufbau der
Transkonduktanzstufe abhängt.
Wesentlich ist im Rahmen dieser Erfindung, daß bei gegebenem Aufbau der
Transkonduktanzstufe deren Transkonduktanz sich verändert, wenn
der Biasstrom verändert
wird, also gm=gm (Itun). Diese Veränderbarkeit der Transkonduktanz einer
Transkonduktanzstufe durch einen Biasstrom ist an sich ebenfalls
aus
DE 694 27 471
T2 und
US 5,617,052 bekannt.
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Um die Biasströme von Transkonduktanzstufen
eines aktiven Filters einzustellen, besitzen bekannte integrierte
Schaltungsanordnungen ferner eine Trimmeinrichtung zum Trimmen des
Filters, welche die Biasströme
der einzelnen Transkonduktanzstufen und damit die einzelnen Transkonduktanzen
einstellt. Bei dieser Einstellung können die oben erwähnten Variationen
der Transkonduktanz aufgrund von Herstellungsprozeßschwankungen
und Temperaturschwankungen kompensiert werden. Trimmeinrichtungen
und Strategien zum automatischen chipintegrierten Einstellen eines
Filters sind an sich bekannt. Eine solche Strategie besteht beispielsweise
darin, die aktuellen Filter-Leistungseigenschaften zu messen, dann
diese Leistungseigenschaften mit einem Standard (Referenz) zu vergleichen,
dann eine Abweichung zwischen den aktuellen Leistungseigenschaften
und der Referenz zu bestimmen und schließlich ein Korrektursignal zu
berechnen und dem Filter zuzuführen.
Durch iterative Durchführung
dieses Verfahrens können
Abweichungen (Fehler) reduziert werden. Um den Filterbetrieb nicht
zu beeinträchtigen,
können
die aktuellen Filter-Leistungseigenschaften anstatt am Filter selbst
auch indirekt an einer Replik des Filters oder Teilen des Filters
gemessen werden. Hierfür
ist nur zu gewährleisten,
daß das
Verhalten des replizierten Filters bzw. der replizierten Filterteile
dem Verhalten des Filters bzw. der Filterteile entspricht. Diese
Bedingung ist für
Repliken erfüllt,
die in der Nähe
des Filters auf demselben Chip angeordnet sind.
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An replizierten Filtern bzw. Filterteilen
können
somit vorteilhaft Biasströme
für Transkonduktanzstufen definiert
werden, die dann direkt, oder indirekt mittels an sich bekannter
Stromspiegel, den Transkonduktanzstufen des Filters zugeführt werden,
um das Filter einzustellen.
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In 1 ist
die Trimmeinrichtung zur Einstellung der Transkonduktanzstufen nicht
dargestellt.
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Berücksichtigt man bei dem Filter
gem. 1 den in der Praxis
für jede
Transkonduktanz gm vorhandenen Ausgangswiderstand in Form eines
Ausgangsleitwertes gds (vgl. 2),
dann werden sowohl Polfrequenz als auch Polgüte verändert. Die Filtercharakteristik
bzw. Übertragungsfunktion
A(s) entspricht nicht mehr der ohne Berücksichtigung des Ausgangswiderstandes,
was im allgemeinen nachteilig ist.
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Bekannte Abhilfemaßnahmen
sind die Erhöhung
des Ausgangswiderstandes der Transkonduktanzen ("gain boosting") oder die Realisierung von negativen
Ausgangswiderständen
gleich den Ausgangswiderständen.
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Die Erhöhung des Ausgangswiderstandes
durch gain boosting bedeutet den Einsatz von Operationsverstärkern oder
Transistoren in Rückkoppelung.
Bei hohen Frequenzen sind diese Schleifen nur mehr begrenzt wirksam.
Weiter kann der Ausgangswiderstand nur vergrößert, seine Wirkung auf die
Filtercharakteristik jedoch nicht eliminiert werden.
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Der Einsatz von negativen Widerständen kann
den Ausgangswiderstand theoretisch vollständig kompensieren. Die Realisierung
von hierfür
notwendigen sehr kleinen regelbaren Transkonduktanzen ist jedoch schwierig.
Außerdem
wird ein zusätzliches
Tuning benötigt,
um über
Temperatur- und Prozessschwankungen den negativen Widerstand gleich
dem Ausgangswiderstand zu regeln. Der durch eine Transkonduktanz
realisierte negative Widerstand belastet zudem die Schaltungsknoten
mit unerwünschter
Kapazität.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine
integrierte Schaltungsanordnung der oben bezeichneten Art sowie ein
Verfahren zum Trimmen eines aktiven Filters einer solchen Schaltungsanordnung
bereitzustellen, bei denen die Wirkung von in der Praxis auftretenden
Ausgangsleitwerten von Transkonduktanzen auf die Filtercharakteristik
in hohem Maße
kompensiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer
integrierten Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bzw. einem Verfahren
nach Anspruch 7. Die abhängigen
Ansprüche
betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Mit der Erfindung ist es möglich, die
Transkonduktanzen des Filters auf eine Weise zu verändern, so daß der Einfluß der Ausgangswiderstände der
Transkonduktanzen auf die angestrebte Übertragungsfunktion (z.B. die
oben angegebene Übertragungsfunktion
des Filters gemäß 1) mehr oder weniger aufgehoben wird.
Insbesondere ermöglicht
die Erfindung eine Kompensation der Auswirkung des Ausgangswiderstandes der
Transkonduktanzen auf die Übertragungsfunktion
eines gm/C-Filters durch geeignetes Verändern bestimmter Transkonduktanzen
im Filter gegenüber
Transkonduktanzen, die ohne Berücksichtigung
des Ausgangswiderstands beim Entwurf des Filters ermittelt wurden.
Hierfür
wird die Transkonduktanzstufe wenigstens einer gm/C-Einheit einem
Haupttrimmen bzw. Haupttuning unterworfen, bei dem die Zeitkonstante
gm/C auf einen gewünschten
Wert eingestellt wird, wohingegen mittels eines zusätzlichen
Trimmens bzw. Tunens die Transkonduktanzstufe wenigstens einer weiteren
gm/C-Einheit derart eingestellt wird, daß die Transkonduktanz dieser
weiteren Transkonduktanzstufe um einen Wert von der Transkonduktanz
der im Haupttuning eingestellten Transkonduktanzstufe abweicht,
welcher einer Summe von mehreren der Ausgangsleitwerte entspricht.
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Die Ausgangswiderstände sind
für die
einzelnen Transkonduktanzstufen jedenfalls dann identisch, wenn
die Auslegung des Filters derart vorgesehen ist, daß die einzelnen
Transkonduktanzstufen in Aufbau und Transkonduktanzwert identisch
sind. Aber auch bei verschieden ausgelegten Transkonduktanzen ergibt
sich, im wesentlichen nur abhängig
von der verwendeten Herstellungstechnologie, ein praktisch einheitlicher
Ausgangsleitwert für
die Transkonduktanzstufen. Wenn die einzelnen Ausgangswiderstände im wesentlichen gleich
sind, so bezeichnet der Begriff "Summe
von mehreren Ausgangsleitwerten" ein
Vielfaches dieses einheitlichen Ausgangsleitwerts.
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Der für dieses zusätzliche
Trimmen den weiteren Transkonduktanzstufen zuzuführende Biasstrom wird an einem
Regelkreis umfassend eine Anordnung von Repliken definiert und kann
dann direkt oder indirekt über
einen Stromspiegel der betreffenden Transkonduktanzstufe des Filters
zugeführt
werden.
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Die mit der Erfindung erzielte Kompensation
der Auswirkung des Ausganswiderstands von Transkonduktanzen auf
die Übertragungsfunktion
eines Filters wird unten am Beispiel des gm/C-Filters gemäß den 1 und 2 noch detailliert erläutert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform
ist das aktive Filter ein gm/C-Filter, insbesondere ein biquadratisches
gm/C-Filter.
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Ferner ist es bevorzugt, die Schaltungsanordnung
in CMOS-Technologie zu bilden.
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Die Trimmeinrichtung läßt sich
für den
Fall eines einheitlichen Ausgangsleitwerts (von mehreren und insbesondere
allen der Transkonduktanzstufen) in einfacher Weise konzipieren,
wenn die Trimmeinrichtung den Biasstrom der weiteren der Transkonduktanzstufen
derart einstellt, daß die
Transkonduktanz dieser weiteren Transkonduktanzstufe um ein ganzzahliges
Vielfaches dieses einheitlichen Ausgangsleitwerts von der Transkonduktanz
der ersten Transkonduktanzstufe abweicht. Auch ergibt sich ein einfacher
Aufbau der Trimmeinrichtung, wenn der Regelkreis eine Serienanordnung
von Repliken der ersten Transkonduktanzstufe und der weiteren Transkonduktanzstufe
aufweist, wobei der Eingang der ersten Transkonduktanzstufe den
Eingang der Anordnung bildet, wobei der Ausgang der ersten Transkonduktanzstufe
mit dem Eingang der weiteren Transkonduktanzstufe sowie dem Ausgang
der weiteren Transkonduktanzstufe verbunden ist, und wobei der Ausgang
der weiteren Transkonduktanzstufe den Ausgang der Anordnung bildet.
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Zur Durchführung des zusätzlichen
Trimmens in möglichst
rascher und zuverlässiger
Weise läßt sich vorsehen,
daß die
Stromquelle zum Zuführen
des geregelten weiteren Biasstroms zu der Replik der weiteren Transkonduktanzstufe
zwei parallel zuführende
Stromquelleneinheiten aufweist, von denen eine erste Einheit einen
Biasstromanteil zuführt,
der in einem festen Verhältnis
zu dem ersten Biasstrom steht, wobei einer zweiten Einheit zum Zuführen eines
geregelten Biasstromanteils das Vergleichssignal zugeführt wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand
eines Ausführungsbeispiels
mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
detaillierter beschrieben. Es stellen dar:
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1 ein
Schaltbild eines biquadratischen gm/C-Filters,
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1a ein
Detail aus dem Schaltbild gemäß 1, welches die Funktion
einer der in 1 dargestellten
Transkonduktanzstufen veranschaulicht,
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2 ein
Schaltbild des gm/C-Filters gemäß 1, wobei die Ausgangswiderstände der
Transkonduktanzstufen berücksichtigt
sind,
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2a ein
Schaltbild des gm/C-Filters gemäß 1, wobei die Ausgangswiderstände der
Transkonduktanzstufen berücksichtigt
und besonders gewählt
sind,
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3 ein
Schaltbild der für
eine Realisierung der Erfindung bei dem Filter gemäß 2 oder 2a wesentlichen Komponenten einer Trimmeinrichtung,
und
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3a ein
Schaltbild der für
eine alternative Realisierung der Erfindung bei dem Filter gemäß 2 oder 2a wesentlichen Komponenten einer Trimmeinrichtung.
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Die 1 und 1a wurden oben bereits als
Ausführungsbeispiel
eines aktiven Filters umfassend Transkonduktanzstufen gm1 bis gm4
erläutert.
Neben diesen Transkonduktanzstufen weist das Filter Kondensatoren
C1 und C2 wie in 1 dargestellt
auf. Es handelt sich somit um ein biquadratisches gm/C-Filter, bei
welchem eine Eingangsspannung Uin am Eingang einer ersten Transkonduktanzstufe
gm1 eingegeben wird und eine Ausgangsspannung Uout am Ausgang einer
der weiteren Transkonduktanzstufen (gm2, gm3, gm4), nämlich der
Transkonduktanzstufe gm4 bereitgestellt wird.
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1a veranschaulicht
die Funktion der Transkonduktanzstufe gm1. Die Transkonduktanz gm1
dieser Stufe wird eingestellt durch einen Biasstrom Itun, der von
einer in 1a nicht dargestellten
Trimmeinrichtung bereitgestellt wird und beispielsweise zur Erzielung
einer gewünschten
Zeitkonstante gm1/C2 der aus der Transkonduktanzstufe gm1 und dem
Kondensator C2 gebildeten gm/C-Einheit (Integrator) bei einem Haupttuning
des Filters eingestellt wird.
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2 zeigt
das gm/C-Filter unter Berücksichtigung
von Ausgangswiderständen
in Form von Ausgangsleitwerten gds1, gds2, gds3 und gds4 an den
Ausgängen
der Transkonduktanzstufen gm1 bis gm4. Gegenüber der oben bereits erwähnten Übertragungsfunktion
A(s) des gm/C-Filters gemäß 1 ist bei der realistischen
Betrachtung des Filters gemäß 2 sowohl die Polfrequenz
als auch die Polgüte
verändert.
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Unter der in der Praxis meist gerechtfertigten
Vereinfachung
gds1 = gds2 = gds3 = gds4 = gds (einheitlicher
Ausgangsleitwert)
ergibt sich als Übertragungsfunktion A(s) des
Filters von
2:
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Der Stern * bedeutet den Multiplikationspunkt.
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Die unerwünscht starke Abhängigkeit
dieser Übertragungsfunktion
A(s) von dem Ausgangsleitwert gds kann gemäß der Erfindung verringert
werden durch eine besondere Einstellung der Transkonduktanzstufen
gm2 bis gm4 zur Schaffung neuer Transkonduktanzwerte wie folgt:
gm2neu
= gm2 – 2·gds
gm3neu
= gm3 – 2·gds
gm4neu
= gm4 – 4·gds Für andere
Filter können
andere derartige "Kompensationsregeln" aufgestellt werden.
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In der Praxis meist gerechtfertigte
Vereinfachungen sind ferner:
gm1 = gm2 = gm3 = gm4 = gm (einheitlicher
Transkonduktanzwert)
C1 = C2 = C (einheitliche Kapazität)
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Das Ergebnis für die Übertragungsfunktion A(s) ist
dann:
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Diese mit der Erfindung bereitgestellte Übertragungsfunktion
A(s) weist nur mehr eine kleine Abhängigkeit vom Ausgangswiderstand
bzw. Ausgangsleitwert gds auf.
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Um jede beliebige Filtercharakteristik
bereitstellen zu können,
müssen
C1 und C2 unter Umständen verschieden
ausgelegt werden (C1 ≠ C2).
Das sollte dann bei den neuen gm berücksichtigt werden. Für das obige
Beispiel eines Biquad können
die neuen gm vorteilhaft z.B. wie folgt gewählt werden:
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Das Ergebnis für die Übertragungsfunktion A(s) ist
dann:
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Bevorzugt sollten im Falle verschiedener
Kapazitäten
C1, C2 auch die Ausgangsleitwerte dem angepaßt verschieden voneinander
vorgesehen werden. Voneinander verschiedene Ausgangsleitwerte von
einerseits gds und andererseits 2·C1/C2·gds erhält man z.B. durch entsprechendes
Skalieren der geometrischen Abmessungen (z.B. Kanallängen) von
FET-Transistoren in den Ausgangsstufen der betreffenden Transkonduktanzstufen.
Die Ausgangsleitwerte lassen sich also besonders wählen (auslegen).
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2a veranschaulicht
diese Auslegung von neuen Ausgangsleitwerten gds2·C1/C2
und gds4·C1/C2 gegenüber den
Werten gds2 und gds4 gemäß der ursprünglichen
Filterauslegung.
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Der Absolutwert des Augangsleitwertes
unterliegt in der Praxis, bedingt durch Variationen im Herstellungsprozeß, erheblichen
Schwankungen. Das durch die Skalierung gewählte relative Verhältnis von
Ausgangsleitwerten zueinander ist jedoch sehr genau (typisch etwa
0,5%). Im Rahmen der Erfindung spielt der Absolutwert des Ausgangsleitwerts
eine untergeordnete Rolle, da mit dem sogenannten Filter-Haupttuning eine
Anpassung stattfindet. Bedeutend ist hingegen, daß die bevorzugt
besonders (z.B. verschieden voneinander) zu wählenden Ausgangsleitwerte relativ
zueinander in einfacher Weise durch Skalierung im Rahmen der Herstellungstechnologie
eingestellt werden können.
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3 zeigt
eine einfache Implementierung (Tuning-Schaltung) für die Erzeugung
der neuen Transkonduktanzen an Repliken der im Filter nach Fig. 2 verwendeten Transkonduktanzstufen
gm1 und gm2. Der dargestellte Teil (ein Regelkreis) der Tuning-Schaltung
ist zur Einstellung der in den 2 und 2a gezeigten Filter geeignet.
Dies wird nachfolgend am Beispiel der Anwendung für das Filter
gemäß 2 erläutert.
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Üblicherweise
gibt es bei einem gm/C-Filter ein Haupttuning, das die Zeitkonstante
gm/C in Bezug auf einen sehr genauen Referenztakt (Quarz) einstellt.
Diese Schaltung ist hier nicht abgebildet. Der Strom aus dieser
Schaltung wird der replizierten Transkonduktanz gm1 zu 100% (Itun)
und der replizierten Transkonduktanz gm2 zu 80% zugeführt. Die
Repliken gm1r und gm2r sind wie in 3 dargestellt
seriell angeordnet, wobei der Eingang der ersten Transkonduktanzstufe
gm1r den Eingang des Regelkreises bildet, der mit einer bevorzugt
konstanten Referenzspannung Uref beaufschlagt wird. Der Ausgang
der ersten Transkonduktanzstufe gm1 ist mit dem Eingang sowie dem
Ausgang der weiteren Transkonduktanzstufe gm2 verbunden. Dieser
Ausgang der weiteren Transkonduktanzstufe gm2r bildet den Ausgang
der Replik-Anordnung. Die dargestellte Replik gm2r wird hierbei
invertiert betrieben ("-gm2r"). Die hier verwendeten
Transkonduktanzstufen haben üblicherweise
Differenzeingangsstufen und können
so angeschlossen werden, daß bei
Anlegen einer positiven Spannung am Eingang entweder der Strom aus
dem Ausgang herausfließt
(normaler Betrieb) oder hinein fließt (invertierter Betrieb).
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Die am Ausgang bereitgestellte Ausgangsspannung
Uout wird mittels eines Vergleichers mit der Referenzspannung Uref
verglichen. Das als Ergebnis dieses Vergleichs bereitgestellte Vergleichssignal
wird als ein Regelsignal einer zusätzlichen einstellbaren Stromquelle
für die
Transkonduktanzstufe gm2r zugeführt,
um den von dieser Stromquelle (zusätzlich zu 80% Itun) zugeführten Biasstromanteil
einzustellen. Der Regelkreis verändert
den Strom von gm2r solange bis die Ausgangsspannung gleich Uref
ist.
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Wenn im eingeschwungenen Zustand
des in 3 abgebildeten
Regelkreises Uout=Uref gilt, so läßt sich leicht zeigen, daß in diesem
Zustand die Transkonduktanz der weiteren Transkonduktanzstufe gm2r
um die Summe der Ausgangsleitwerte gds1 und gds2 von der Transkonduktanz
der ersten Transkonduktanzstufe gm1r abweicht: gm2r = gm1r – (gds1+gds2).
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Falls die praktisch oftmals zu erfüllende Bedingung
gds1 = gds2 gilt, so beträgt
diese Abweichung also das Zweifache eines einheitlichen Ausgangsleitwerts:
gm2r = gm1r – 2·gds.
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Der in 3 dargestellte
Teil der Trimmeinrichtung für
das aktive Filter liefert also an der Replik (gm2r) der weiteren
Transkonduktanzstufe genau denjenigen Biasstrom (=0.8·Itun1
+ Itun2), der gemäß der oben
angegebenen Kompensation direkt oder indirekt als Biasstrom für die Transkonduktanzstufe
gm2 des Filters gemäß 2 zu verwenden ist.
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Eine analoge Betrachtung für das weitergebildete
Filter (besonders gewählte
Kapazitäten
und Ausgangsleitwerte) gemäß 2a ergibt ebenfalls, daß an der
Replik genau der für
das Filter benötigte
Einstell-Biasstrom geliefert wird.
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Um z.B. eine Abweichung vom Vierfachen
eines Ausgangsleitwerts zu erhalten, können abweichend von 3 z.B. zwei zusätzliche
Transkonduktanzstufen-Repliken verwendet werden.
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Alternativ können Transkonduktanzstufen-Repliken
mit unterschiedlichen Ausgangsleitwerten verwendet werden, z. B.
einerseits mit 1·gds
und andererseits mit 2·gds.
Die gds schwanken zwar absolut über Prozeß, aber
relativ zueinander sind sie auf typisch etwa 1% genau. Anders formuliert:
Durch entsprechende Verhältnisse
in den geometrischen Abmessungen der Transistoren kann das gds der
Ausgangsstufe der Transkonduktanzstufe z. B. genau um den Faktor
2 in einer anderen Ausgangsstufe eingestellt werden, auch wenn diese
absolut gesehen stark schwanken.
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3a zeigt
z.B. eine solche Schaltungsalternative zum Einstellen der Transkonduktanz
gm2r = gm1r – 4·gds. Den
halbierten Ausgangswiderstand der Transkonduktanzstufen gm1r und
gm2r erreicht man hierbei entweder durch Verändern (Skalieren) der Ausgangsstufen
der Transkonduktanzstufen von gm1r und gm2r in geeigneter Weise
(Verringerung der Transistorlängen),
oder durch Anschluß einer
zweiten weiteren Transkonduktanzstufe gm2r an den Ausgangsknoten.
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In den 3 und 3a nicht dargestellt ist
die aufgrund der großen
Abhängigkeit
der Tuninggenauigkeit von Offsetspannungen unbedingt erforderliche,
an sich bekannte Offsetkompensation (z. B. mittels Chopperverstärker).
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Abhängig von der konkreten Gestaltung
des aktiven Filters und einer daraus sich ergebenden Kompensation
kann der Fachmann ohne weiteres der Schaltung gemäß 3 oder 3a ähnliche
Schaltungen auffinden, mit denen die zur Kompensation ge wünschten
Abweichungen bzw. die neuen Transkonduktanzwerte eingestellt werden
können.
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Zusammenfassend betrifft die Erfindung
eine integrierte Schaltungsanordnung mit einem aktiven Filter umfassend
Transkonduktanzstufen, die jeweils mittels eines zuzuführenden
Biasstroms einstellbar sind, und mit einer Trimmeinrichtung zum
Trimmen des Filters, welche die Biasströme der Transkonduktanzstufen
einstellt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
daß die
Trimmeinrichtung den Biasstrom einer ersten der Transkonduktanzstufen
zur Erzielung einer gewünschten
Eigenschaft dieser Transkonduktanzstufe einstellt und den Biasstrom
wenigstens einer weiteren der Transkonduktanzstufen derart einstellt,
daß die
Transkonduktanz dieser weiteren Transkonduktanzstufe um einen bestimmten
Wert von der Transkonduktanz der ersten Transkonduktanzstufe abweicht,
wobei der hierfür
von der Trimmeinrichtung der weiteren Transkonduktanzstufe zuzuführende Biasstrom
an einem besonderen Regelkreis definiert wird, der eine Anordnung
von Repliken wenigstens der ersten Transkonduktanzstufe und der
weiteren Transkonduktanzstufe aufweist.
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Dadurch kann die Auswirkung von Ausgangswiderständen von
Transkonduktanzstufen des zu trimmenden Filters auf die Übertragungsfunktion
dieses Filters weitgehend kompensiert werden.