通过调谐(Tuning)自动PVT跟踪校准

调谐环路纠正的是它所测量的量。在主从滤波器中,这个量属于复制单元电路,而信号流过的是另一个独立的滤波器。因此精度取决于两步:校准复制单元,再把该校准准确地传递到滤波器。

间接主从调谐:复制单元跨导器与校准电路为信号通路滤波器产生共享控制信号。主从失配仍会留下误差。
间接主从调谐:复制单元跨导器与校准电路为信号通路滤波器产生共享控制信号。主从失配仍会留下误差。

设主电路和滤波器各有特征积分速率(跨导除以电容),其关系为

ωFωM=GmFGmMCMCF. \frac{\omega_F}{\omega_M}=\frac{G_{mF}}{G_{mM}}\frac{C_M}{C_F}.

下标区分滤波器与主电路。锁定主电路固定了它的速率,但只有当跨导比和电容比都达到设计值时,滤波器才能达到目标速率。即使环路完全达到稳态,只要复制单元与滤波器不匹配,误差依然存在。

这解释了共同变化与失配的区别:共同的工艺、电源电压或温度(PVT)变化可能使两个电路一起变化,共享控制信号可跟踪并校准这些变化;两个电路之间的局部差异不被主环路观测到,校准后仍然残留。

版图设计支撑这种传递。匹配器件应采用一致的几何尺寸、方向和周围环境。适当的共心布局降低对空间梯度的敏感度,对称走线有助于控制寄生差异。这些措施可以改善匹配,但不能做到完全一致。

所选参考也决定了什么被纠正。精密电阻可以设定跨导,但不能直接纠正滤波器电容。开关电容参考则建立与时钟频率相关的比值,前提是其电容能跟踪滤波器电容。

最后,频率校准并不能保证滤波器的各项性能。增益和阻尼仍取决于相关元件之比,噪声和失真需要单独验证。实际问题始终相同:环路能观测哪种误差,哪种误差必须靠电路本身来减小?

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