一种集成电路芯片及其信号处理方法 |
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| 申请号 | CN202311136265.X | 申请日 | 2023-09-04 | 公开(公告)号 | CN117097261A | 公开(公告)日 | 2023-11-21 |
| 申请人 | 西安中科阿尔法电子科技有限公司; | 发明人 | 张文伟; 林武; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种集成 电路 芯片及其 信号 处理方法，该集成电路芯片包括：第一放大电路、滤波电路、第一 偏置电路 、第二偏置电路以及时钟振荡电路；第一偏置电路连接第一放大电路，用于为第一放大电路提供所需的第一偏置信号；滤波电路连接第一放大电路，用于对第一放大电路放大后的信号进行滤波处理；第二偏置电路连接时钟振荡电路，时钟振荡电路连接滤波电路，第二偏置电路用于根据芯片工作条件调节提供给时钟振荡电路的第二偏置信号，以使时钟振荡电路调节提供给滤波电路的时钟周期，芯片工作条件至少包括芯片工艺 角 状态。本发明中，时钟振荡电路自适应的进行时钟周期的调整，可以满足芯片在不同工作条件下的工作需求，提高芯片可靠性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种集成电路芯片，其特征在于，包括：第一放大电路、滤波电路、第一偏置电路、第二偏置电路以及时钟振荡电路； |
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| 说明书全文 | 一种集成电路芯片及其信号处理方法技术领域背景技术[0002] 集成电路芯片在工业领域广泛应用，例如应用于汽车、电脑等不同工业产品中。集成电路芯片应用于汽车中时，可能处于极端工作条件，如严寒天气中。 [0003] 然而，目前集成电路芯片在制造时仅考虑正常工作条件，未考虑到极端工作条件，导致实际应用中集成电路芯片的可靠性降低。 发明内容[0004] 本发明提供了一种集成电路芯片及其信号处理方法，以解决现有芯片无法满足不同工作条件的问题。 [0005] 根据本发明的一方面，提供了一种集成电路芯片，包括：第一放大电路、滤波电路、第一偏置电路、第二偏置电路以及时钟振荡电路； [0006] 所述第一偏置电路连接所述第一放大电路，用于为所述第一放大电路提供所需的第一偏置信号； [0007] 所述滤波电路连接所述第一放大电路，用于对所述第一放大电路放大后的信号进行滤波处理； [0008] 所述第二偏置电路连接所述时钟振荡电路，所述时钟振荡电路连接所述滤波电路，所述第二偏置电路用于根据芯片工作条件调节提供给所述时钟振荡电路的第二偏置信号，以使所述时钟振荡电路调节提供给所述滤波电路的时钟周期，所述芯片工作条件至少包括芯片工艺角状态。 [0009] 进一步地，还包括：状态监测单元和存储单元，所述状态监测单元用于检测芯片的工艺角状态以及检测所述芯片的工作温度或工作电压，所述存储单元存储有多个不同的工艺角状态、每个所述工艺角状态对应的温度模型以及每个所述工艺角状态对应的电压模型，所述温度模型中电流与温度呈正比，所述电压模型中电流与电压呈正比； [0010] 所述第二偏置电路分别连接所述状态监测单元和所述存储单元，用于从所述状态监测单元获取目标工艺角状态，并从所述存储单元获取所述目标工艺角状态对应的目标温度模型或目标电压模型。 [0011] 进一步地，所述芯片工作条件包括工艺角状态和工作温度； [0012] 所述第二偏置电路用于将所述目标温度模型中芯片所处工作温度对应的电流确定为所述第二偏置信号。 [0013] 进一步地，所述芯片工作条件包括工艺角状态和工作电压； [0014] 所述第二偏置电路用于将所述目标电压模型中芯片所处工作电压对应的电流确定为所述第二偏置信号。 [0015] 进一步地，所述芯片工作条件包括工艺角状态、工作温度和工作电压； [0016] 所述第二偏置电路用于将所述目标温度模型中芯片所处工作温度对应的电流确定为第一子偏置信号，将所述目标电压模型中芯片所处工作电压对应的电流确定为第二子偏置信号，再将所述第一子偏置信号和所述第二子偏置信号的均值确定为所述第二偏置信号。 [0017] 进一步地，还包括：第二放大电路； [0018] 所述第一偏置电路连接所述第二放大电路，用于为所述第二放大电路提供所需的第一偏置信号； [0019] 所述第二放大电路连接所述滤波电路，用于对所述滤波电路滤波后的信号进行放大处理。 [0021] 所述时钟振荡电路的第一时钟输出端分别连接第一开关和第二开关的控制端，所述时钟振荡电路的第二时钟输出端分别连接第三开关和第四开关的控制端； [0022] 所述第一开关和所述第三开关串联连接在所述第一放大电路的第一输出端和所述滤波电路的第一输出端之间，所述第二开关和所述第四开关串联连接在所述第一放大电路的第二输出端和所述滤波电路的第二输出端之间； [0023] 所述第一电容的第一端连接所述第一开关和所述第三开关的连接点，所述第一电容的第二端连接所述第二开关和所述第四开关的连接点； [0024] 所述第二电容连接在所述滤波电路的第一输出端和第二输出端之间。 [0025] 进一步地，所述第一放大电路包括第一放大器和第二放大器； [0026] 所述第一放大器和所述第二放大器的反相输入端互连，所述第一放大器和所述第二放大器的同相输入端作为信号输入端口，所述第一放大器的输出端连接所述滤波电路的第一输入端，所述第二放大器的输出端连接所述滤波电路的第二输入端； [0027] 所述第一偏置电路连接所述第一放大器的控制端，为所述第一放大器提供第一偏置电流；所述第一偏置电路连接所述第二放大器的控制端，为所述第二放大器提供第二偏置电流。 [0028] 进一步地，所述第一放大电路还包括第一至第三电阻； [0029] 第一电阻、第二电阻和第三电阻串联连接在所述第一放大器的输出端和所述第二放大器的输出端之间，所述第二电阻还连接在所述第一放大器的反相输入端和所述第二放大器的反相输入端之间。 [0030] 根据本发明的另一方面，提供了一种信号处理方法，应用于如上所述的集成电路芯片中，所述信号处理方法包括： [0031] 为所述第一放大电路提供所需的第一偏置信号，使所述第一放大电路对输入信号进行第一级放大； [0032] 根据芯片工作条件调节提供给所述时钟振荡电路的第二偏置信号，使所述时钟振荡电路调节提供给所述滤波电路的时钟周期，驱动所述滤波电路对所述第一放大电路放大后的信号进行滤波处理，所述芯片工作条件至少包括芯片工艺角状态。 [0033] 本发明中，第一偏置电路给第一放大电路提供所需的第一偏置信号，第二偏置电路给时钟振荡电路提供第二偏置信号，其中，第二偏置信号根据芯片工作条件进行调整，如此可使时钟振荡电路产生的时钟周期根据芯片工作条件而进行调整。集成电路芯片的芯片工作条件变化会引发带宽变化，时钟振荡电路自适应的进行时钟周期的调整，可以满足芯片在不同工作条件下的工作需求；示例性的，在典型工作条件下，芯片的功耗可以降低；在最糟糕工作条件下，芯片也保持正常工作，提高芯片可靠性。 [0035] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0036] 图1是本发明实施例提供的一种集成电路芯片的示意图； [0037] 图2是本发明实施例提供的另一种集成电路芯片的示意图； [0038] 图3是本发明实施例提供的不同工艺角对应的温度模型的示意图； [0039] 图4是本发明实施例提供的不同工艺角对应的电压模型的示意图； [0040] 图5是本发明实施例提供的电流随电压和温度变化的示意图； [0041] 图6是本发明实施例提供的又一种集成电路芯片的示意图； [0042] 图7是本发明实施例提供的又一种集成电路芯片的示意图； [0043] 图8是本发明实施例提供的第一偏置信号与温度的示意图； [0044] 图9是本发明实施例提供的第一偏置信号与电压的示意图； [0045] 图10是本发明实施例提供的时钟振荡电路的时钟周期的示意图； [0046] 图11是本发明实施例提供的一种信号处理方法的示意图。 具体实施方式[0047] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。 [0048] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。 [0049] 图1是本发明实施例提供的一种集成电路芯片的示意图，本实施例可适用于对集成电路芯片中信号进行放大滤波处理的情况，如图1所示，该集成电路芯片包括：第一放大电路10、滤波电路11、第一偏置电路12、第二偏置电路13以及时钟振荡电路14；第一偏置电路12连接第一放大电路10，用于为第一放大电路10提供所需的第一偏置信号；滤波电路11连接第一放大电路10，用于对第一放大电路10放大后的信号进行滤波处理；第二偏置电路13连接时钟振荡电路14，时钟振荡电路14连接滤波电路11，第二偏置电路13用于根据芯片工作条件调节提供给时钟振荡电路14的第二偏置信号，以使时钟振荡电路14调节提供给滤波电路11的时钟周期,芯片工作条件至少包括芯片工艺角状态。 [0050] 本实施例中，集成电路芯片包括第一放大电路10、滤波电路11、第一偏置电路12、第二偏置电路13以及时钟振荡电路14，需要说明的是，第一放大电路10、滤波电路11、第一偏置电路12、第二偏置电路13以及时钟振荡电路14组成的电路是集成电路芯片中的一个信号处理电路，用于对输入信号VIN进行放大并滤波处理。可以理解，输入信号VIN为集成电路芯片中的一个需要进行放大滤波的信号，并不具体限制输入信号VIN的来源、功能、用途等；另外，集成电路芯片为任意一种集成有多种电路、元器件等结构的芯片，并不具体限制芯片的功能、用途、结构等等。图1仅示意性的示出了集成电路芯片中部分电路结构，集成电路芯片还包括其他电路结构，在本发明中不具体赘述。 [0051] 集成电路芯片包括第一放大电路10，第一放大电路10用于对输入信号VIN进行放大处理。具体的，第一放大电路10包括第一信号输入端，第一放大电路10的第一信号输入端接收输入信号VIN，该输入信号VIN可以为外部电路提供给集成电路芯片的信号，该输入信号VIN还可以为集成电路芯片内部的其他电路产生的信号，不具体限制输入信号VIN的来源、功能、用途等。 [0052] 集成电路芯片包括滤波电路11，滤波电路11的输入端连接第一放大电路10。具体的，第一放大电路10包括输出端，滤波电路11的输入端连接第一放大电路10的输出端，滤波电路11用于接收经由第一放大电路10放大处理后的信号，并对该放大后的信号进行滤波处理，滤波电路11的输出端输出的信号为VO1。可选滤波电路11用于低通滤波。 [0053] 集成电路芯片包括第一偏置电路(IBIAS1)12，第一偏置电路12连接第一放大电路10，第一偏置电路12用于为第一放大电路10提供所需的第一偏置信号。具体的，第一放大电路10包括两个第二信号输入端，第一偏置电路12连接第一放大电路10的两个第二信号输入端，第一偏置电路12用于为第一放大电路10的两个第二信号输入端提供不同的偏置电流I1和偏置电流I2，在此所述的不同是指第一偏置电路12提供的偏置电流I1和偏置电流I2传输至第一放大电路10的不同两个端口，偏置电流I1和偏置电流I2的电流大小可能相同也可能不同。 [0054] 集成电路芯片包括第二偏置电路(IBIAS2)13和时钟振荡电路(OSC)14，第二偏置电路13连接时钟振荡电路14的输入端，第二偏置电路13用于根据芯片工作条件调节提供给时钟振荡电路14的第二偏置信号，芯片工作条件至少包括芯片工艺角状态。具体的，芯片工艺角状态至少包括SS工艺角、TT工艺角、FF工艺角，第二偏置电路13用于为时钟振荡电路14提供偏置电流I5。若检测到芯片实际工艺角状态为SS工艺角，那么第二偏置电路13根据SS工艺角对应的电流模型调节偏置电流I5；若检测到芯片实际工艺角状态为FF工艺角，那么第二偏置电路13根据FF工艺角对应的电流模型调节偏置电流I5。时钟振荡电路14用于在第二偏置信号的控制下产生时钟信号，第二偏置电路13提供的偏置电流I5发生变化，那么时钟振荡电路14输出的时钟信号的时钟周期在偏置电流I5的控制下发生变化。 [0055] 时钟振荡电路14的输出端连接滤波电路11的控制端，时钟振荡电路14用于为滤波电路11提供时钟信号。具体的，时钟振荡电路14在第二偏置信号的控制下产生两个时钟信号CK1和CK2，并根据第二偏置信号的变化调节时钟信号CK1和CK2的时钟周期。由于第二偏置电路13根据芯片工作条件调节提供给时钟振荡电路14的偏置电流I5，所以时钟振荡电路14输出的时钟周期实质根据芯片工作条件进行了调节，如此可以满足各个工作条件下的使用需求。 [0056] 时钟振荡电路14输出的时钟周期控制滤波电路11的采样建立时间。本实施例中，时钟振荡电路14输出的时钟周期根据芯片工作条件进行了调节，那么时钟振荡电路14根据芯片实际的工艺角状态调节时钟周期后，可使滤波电路11的采样建立时间根据芯片实际的工艺角状态进行调节，便于芯片的量产和测试，以此提高芯片的可靠性。 [0057] 本发明中，第一偏置电路给第一放大电路提供所需的第一偏置信号，第二偏置电路给时钟振荡电路提供第二偏置信号，其中，第二偏置信号根据芯片工作条件进行调整，如此可使时钟振荡电路产生的时钟周期根据芯片工作条件而进行调整。集成电路芯片的芯片工作条件变化会引发带宽变化，时钟振荡电路自适应的进行时钟周期的调整，可以满足芯片在不同工作条件下的工作需求；示例性的，在典型工作条件下，芯片的功耗可以降低；在最糟糕工作条件下，芯片也保持正常工作，提高芯片可靠性。 [0058] 图2是本发明实施例提供的另一种集成电路芯片的示意图，如图2所示，可选集成电路芯片还包括：状态监测单元20和存储单元21，状态监测单元20用于检测芯片的工艺角状态以及检测芯片的工作温度或工作电压，存储单元21存储有多个不同的工艺角状态、每个工艺角状态对应的温度模型以及每个工艺角状态对应的电压模型，温度模型中电流与温度呈正比，电压模型中电流与电压呈正比；第二偏置电路13分别连接状态监测单元20和存储单元21，用于从状态监测单元20获取目标工艺角状态，并从存储单元21获取目标工艺角状态对应的目标温度模型或目标电压模型。 [0059] 本实施例中，集成电路芯片包括状态监测单元20，第二偏置电路13连接状态监测单元20，状态监测单元20用于检测芯片的工艺角状态，并将芯片的工艺角状态实时的传输给第二偏置电路(IBIAS2)13，以使第二偏置电路13获得芯片实际的工艺角状态。状态监测单元20还用于检测芯片的工作温度和/或工作电压，并将芯片的工作温度和/或工作电压实时的传输给第二偏置电路(IBIAS2)13。第二偏置电路13根据芯片实际的工艺角状态，还根据芯片实际的工作温度和/或工作电压，调节输出的偏置电流I5的大小，以此控制时钟振荡电路14产生的时钟信号的时钟周期。 [0060] 集成电路芯片包括存储单元21，第二偏置电路13连接存储单元21。存储单元21中预先存储有多个不同的工艺角状态，可选多个不同的工艺角状态至少包括SS工艺角、TT工艺角、FF工艺角，但不限于此。 [0061] 存储单元21中预先存储有每个工艺角状态对应的温度模型。具体的，设计集成电路芯片处于SS工艺角状态，在当前状态下测试芯片的工作温度与偏置电流的关系，将得到的偏置电流基于温度变化的曲线确定为SS工艺角对应的温度模型；同理，得到TT工艺角对应的温度模型，得到FF工艺角对应的温度模型。图3是本发明实施例提供的不同工艺角对应的温度模型的示意图，如图3所示，横坐标为芯片所处的工作温度T，纵坐标为第二偏置电路输出的偏置电流I5，曲线SS为SS工艺角对应的温度模型，曲线TT为TT工艺角对应的温度模型，曲线FF为FF工艺角对应的温度模型。可以看出，集成电路芯片为SS工艺角时，芯片的工作温度与偏置电流的关系呈正比，即芯片所处的工作温度越高，偏置电流越大；同理，集成电路芯片为TT工艺角或FF工艺角时，芯片的工作温度与偏置电流的关系呈正比。将图3所示每个工艺角状态对应的温度模型存储在存储单元21中，可以理解，每个工艺角状态对应的温度模型可以是温度和电流的映射表。 [0062] 存储单元21中预先存储有每个工艺角状态对应的电压模型。具体的，设计集成电路芯片处于SS工艺角状态，在当前状态下测试芯片的工作电压与偏置电流的关系，将得到的偏置电流基于电压变化的曲线确定为SS工艺角对应的电压模型；同理，得到TT工艺角对应的电压模型，得到FF工艺角对应的电压模型。图4是本发明实施例提供的不同工艺角对应的电压模型的示意图，如图4所示，横坐标为芯片所处的工作电压V，纵坐标为第二偏置电路输出的偏置电流I5，曲线SS为SS工艺角对应的电压模型，曲线TT为TT工艺角对应的电压模型，曲线FF为FF工艺角对应的电压模型。可以看出，集成电路芯片为SS工艺角时，芯片的工作电压与偏置电流的关系呈正比，即芯片所处的工作电压越高，偏置电流越大；同理，集成电路芯片为TT工艺角或FF工艺角时，芯片的工作电压与偏置电流的关系呈正比。将图4所示每个工艺角状态对应的电压模型存储在存储单元21中，可以理解，每个工艺角状态对应的电压模型可以是电压和电流的映射表。 [0063] 第二偏置电路13从状态监测单元20获得的芯片实际工艺角状态即为目标工艺角状态(假设为SS工艺角)，还获得芯片的实际工作温度，那么第二偏置电路13从存储单元21中调用SS工艺角对应的温度模型即为目标温度模型。同理，第二偏置电路13从状态监测单元20获得的芯片实际工艺角状态即为目标工艺角状态(假设为FF工艺角)，还获得芯片的实际工作电压，那么第二偏置电路13从存储单元21中调用FF工艺角对应的电压模型即为目标电压模型。 [0064] 可选芯片工作条件包括工艺角状态和工作温度；第二偏置电路用于将目标温度模型中芯片所处工作温度对应的电流确定为第二偏置信号。 [0065] 本实施例中，第二偏置电路从状态监测单元获得的芯片实际工艺角状态即为目标工艺角状态(假设为SS工艺角)，还获得芯片的实际工作温度(假设为‑15℃)，那么结合图3所示第二偏置电路从存储单元中调用SS工艺角对应的温度模型即为目标温度模型(曲线SS)，将该目标温度模型中‑15℃对应的电流值确定为当前状态下的第二偏置信号。 [0066] 可选芯片工作条件包括工艺角状态和工作电压；第二偏置电路用于将目标电压模型中芯片所处工作电压对应的电流确定为第二偏置信号。 [0067] 本实施例中，第二偏置电路从状态监测单元获得的芯片实际工艺角状态即为目标工艺角状态(假设为FF工艺角)，还获得芯片的实际工作电压(假设为12V)，那么结合图4所示第二偏置电路从存储单元中调用FF工艺角对应的电压模型即为目标电压模型(曲线FF)，将该目标电压模型中12V对应的电流值确定为当前状态下的第二偏置信号。 [0068] 可选芯片工作条件包括工艺角状态、工作温度和工作电压；第二偏置电路用于将目标温度模型中芯片所处工作温度对应的电流确定为第一子偏置信号，将目标电压模型中芯片所处工作电压对应的电流确定为第二子偏置信号，再将第一子偏置信号和第二子偏置信号的均值确定为第二偏置信号。 [0069] 本实施例中，第二偏置电路从状态监测单元获得的芯片实际工艺角状态即为目标工艺角状态(假设为SS工艺角)，还获得芯片的实际工作温度(假设为‑15℃)，那么结合图3所示第二偏置电路从存储单元中调用SS工艺角对应的温度模型即为目标温度模型(曲线SS)，将该目标温度模型中‑15℃对应的电流值确定为当前状态下的第一子偏置信号。同时，还获得芯片的实际工作电压(假设为12V)，那么结合图4所示第二偏置电路从存储单元中调用SS工艺角对应的电压模型即为目标电压模型(曲线SS)，将该目标电压模型中12V对应的电流值确定为当前状态下的第二子偏置信号。对第一子偏置信号的电流值和第二子偏置信号的电流值求和，再求平均值，该平均值即为第二偏置信号的电流值。 [0070] 图5是本发明实施例提供的电流随电压和温度变化的示意图，如图5所示，横坐标为芯片所处的工作电压V，纵坐标为第二偏置电路输出的偏置电流I5，曲线T0为温度固定在T0时电流随电压变化曲线，曲线T1为温度固定在T1时电流随电压变化曲线，曲线T2为温度固定在T2时电流随电压变化曲线，以此类推，曲线TN为温度固定在TN时电流随电压变化曲线，其中，T0 [0071] 可以看出，集成电路芯片的其他条件，如工艺角、工作温度等条件不变时，芯片的工作电压与偏置电流的关系呈正比，即芯片所处的工作电压越高，偏置电流越大。需要说明的是，集成电路芯片的工艺角状态变化，那么图5中电流随电压和温度变化的各个曲线斜率可能发生变化，但在此情况下，芯片的工作电压与偏置电流的关系仍旧保持正比。假设图5所示的电压与温度模型为SS工艺角对应的模型，未图示TT工艺角对应的电压与温度模型，也未图示FF工艺角对应的电压与温度模型。 [0072] 本实施例中，第二偏置电路从状态监测单元获得的芯片实际工艺角状态即为目标工艺角状态(假设为SS工艺角)，还获得芯片的实际工作温度(假设为T2)，那么第二偏置电路从存储单元中调用SS工艺角对应的电压与温度模型即为图5所示。 [0073] 第二偏置电路还获得芯片的实际工作电压(假设为12V)，那么第二偏置电路根据图5所示电压与温度模型，从图5中查找出实际工作温度(假设为T2)所对应曲线即曲线T2，将曲线T2中芯片所处实际工作电压(假设为12V)所对应的电流确定为当前状态下的第二偏置信号的电流值。 [0074] 如上所述，图5考虑了同一工艺角(SS工艺角)状态下，温度恒定时，电流随电压的变化。与图3和图4不同。基于此，第二偏置电路在输出第二偏置信号时，可以按照图3和图4的模型确定第二偏置信号，也可以按照图5的模型、TT工艺角对应的电压与温度模型以及FF工艺角对应的电压与温度模型确定第二偏置信号。 [0075] 下文中，第二偏置电路按照图3和图4的模型确定第二偏置信号。但本发明不限于此。 [0076] 图6是本发明实施例提供的又一种集成电路芯片的示意图，如图6所示，可选集成电路芯片还包括：第二放大电路15；第一偏置电路12连接第二放大电路15，用于为第二放大电路15提供所需的第一偏置信号；第二放大电路15连接滤波电路11，用于对滤波电路11滤波后的信号进行放大处理。 [0077] 本实施例中，第二放大电路15用于对滤波电路11滤波后的信号进行放大处理。具体的，第二放大电路15包括第一信号输入端，第二放大电路15的第一信号输入端连接滤波电路11的输出端。第二放大电路15还包括输出端，经由第二放大电路15放大处理后的信号为VOUT，第二放大电路15的输出端输出信号VOUT。 [0078] 第一偏置电路12连接第二放大电路15，第一偏置电路12用于为第二放大电路15提供所需的第一偏置信号。具体的，第二放大电路15包括两个第二信号输入端，第一偏置电路12连接第二放大电路15的两个第二信号输入端，第一偏置电路12用于为第二放大电路15的两个第二信号输入端提供不同的偏置电流I3和偏置电流I4，在此所述的不同是指第一偏置电路12提供的偏置电流I3和偏置电流I4传输至第二放大电路15的不同两个端口，偏置电流I3和偏置电流I4的电流大小可能相同也可能不同。 [0079] 如上所述，集成电路芯片对输入信号VIN进行了第一级放大后，进行滤波，再进行第二级放大，并输出信号VOUT。 [0080] 图7是本发明实施例提供的又一种集成电路芯片的示意图，如图7所示，可选滤波电路11包括第一至第四开关K1～K4、第一电容C1和第二电容C2；时钟振荡电路14的第一时钟输出端CK1分别连接第一开关K1和第二开关K2的控制端，时钟振荡电路14的第二时钟输出端CK2分别连接第三开关K3和第四开关K4的控制端；第一开关K1和第三开关K3串联连接在第一放大电路10的第一输出端和滤波电路11的第一输出端之间，第二开关K2和第四开关K4串联连接在第一放大电路10的第二输出端和滤波电路11的第二输出端之间；第一电容C1的第一端连接第一开关K1和第三开关K3的连接点，第一电容C1的第二端连接第二开关K2和第四开关K4的连接点；第二电容C2连接在滤波电路11的第一输出端和第二输出端之间。 [0081] 本实施例中，滤波电路11中开关可以为晶体管、三极管或其他开关器件，不具体限制。第一开关K1的控制端连接CK1，第一开关K1的输入端连接第一放大电路10的第一输出端，第一开关K1的输出端连接第一节点N1；第二开关K2的控制端连接CK1，第二开关K2的输入端连接第一放大电路10的第二输出端，第二开关K2的输出端连接第二节点N2。时钟振荡电路14的第一时钟输出端CK1输出的时钟信号控制K1和K2同时导通或同时关断。 [0082] 第三开关K3的控制端连接CK2，第三开关K3的输入端连接第一节点N1，第三开关K3的输出端连接第二放大电路15的第一输入端；第四开关K4的控制端连接CK2，第四开关K4的输入端连接第二节点N2，第四开关K4的输出端连接第二放大电路15的第二输入端。时钟振荡电路14的第二时钟输出端CK2输出的时钟信号控制K3和K4同时导通或同时关断。 [0083] 滤波电路11中第一电容C1可以为两个电容C11和C12串联构成，第二电容C2可以为两个电容C21和C22串联构成。第一电容C1的第一极板连接第一节点N1，且第二极板连接第二节点N2；第二电容C2的第一极板连接第二放大电路15的第一输入端，且第二极板连接第二放大电路15的第二输入端。第二放大电路15的第一输入端即为滤波电路11的第一输出端，第二放大电路15的第二输入端即为滤波电路11的第二输出端。第一开关K1和第三开关K3的连接点即为第一节点N1，第二开关K2和第四开关K4的连接点即为第二节点N2。 [0084] 可选第一放大电路10包括第一放大器OP1和第二放大器OP2；第一放大器OP1和第二放大器OP2的反相输入端(‑)互连，第一放大器OP1和第二放大器OP2的同相输入端(+)作为信号输入端口，第一放大器OP1的输出端连接滤波电路11的第一输入端，第二放大器OP2的输出端连接滤波电路11的第二输入端；第一偏置电路12连接第一放大器OP1的控制端，为第一放大器OP1提供第一偏置电流I1；第一偏置电路12连接第二放大器OP2的控制端，为第二放大器OP2提供第二偏置电流I2。可选第一放大电路10还包括第一至第三电阻R11‑R13；第一电阻R11、第二电阻R12和第三电阻R13串联连接在第一放大器OP1的输出端和第二放大器OP2的输出端之间，第二电阻R12还连接在第一放大器OP1的反相输入端和第二放大器OP2的反相输入端之间。 [0085] 本实施例中，第一放大器OP1的同相输入端和第二放大器OP2的同相输入端(+)作为信号输入端口，接收输入信号VIN。第一放大器OP1的输出端连接滤波电路11的第一输入端，具体的，第一放大器OP1的输出端连接第一开关K1的输入端。第二放大器OP2的输出端连接滤波电路11的第二输入端，具体的，第二放大器OP2的输出端连接第二开关K2的输入端。第一放大器OP1的反相输入端通过第二电阻R12连接第二放大器OP2的反相输入端。第一电阻R11、第二电阻R12和第三电阻R13依次串联连接，且第一电阻R11的另一端连接第一放大器OP1的输出端，第三电阻R13的另一端连接第二放大器OP2的输出端。第一偏置电路12连接第一放大器OP1的控制端，为第一放大器OP1提供第一偏置电流I1；第一偏置电路12连接第二放大器OP2的控制端，为第二放大器OP2提供第二偏置电流I2。 [0086] 如图7所示，可选集成电路芯片还包括第二放大电路15。可选第二放大电路15包括第三放大器OP3和第四放大器OP4；还包括第一至第三电阻R21‑R23。第二放大电路15中各部件的连接方式与第一放大电路10类似，在此不具体赘述，参考图7即可。 [0087] 如上所述，输入信号VIN经过第一放大电路10放大后被输出至滤波电路11。滤波电路11中，CK1控制开关K1和K2的通断状态，在K1和K2导通时，经第一放大电路10放大的信号被采样至电容C11和C12。CK2控制开关K3和K4的通断状态，在K3和K4导通时，电容C11和C12的电荷与电容C21和C22进行再分配，实现了对信号的滤波。滤波后的信号再经过第二放大电路15放大，输出为VOUT。 [0088] 第一偏置电路(IBIAS1)12用于产生参考电流，具体的产生的偏置电流I1、I2、I3、I4分别提供至第一放大器OP1、第二放大器OP2、第三放大器OP3、第四放大器OP4。理想情况下，IBIAS1产生的电流只随工艺角process产生最大30％的变化，而不随电压和温度变化，如此可以保证OP1、OP2、OP3、OP4的直流工作点和各PVT情况下的带宽，PVT为工艺角、电压和温度。图8是本发明实施例提供的第一偏置信号与温度的示意图，如图8所示SS工艺角下电流保持恒定且不随温度变化，TT工艺角下电流保持恒定且不随温度变化，FF工艺角下电流保持恒定且不随温度变化。图9是本发明实施例提供的第一偏置信号与电压的示意图，如图9所示SS工艺角下电流保持恒定且不随电压变化，TT工艺角下电流保持恒定且不随电压变化，FF工艺角下电流保持恒定且不随电压变化。需要说明的是，实际上第一偏置电路输出的第一偏置信号在工艺角条件下并非恒定，而是会随电压和温度发生微小变化，理想状态下，工艺角状态已知时第一偏置电路输出的第一偏置信号看作为恒定。 [0089] 参考图3和图4所示，第二偏置电路(IBIAS2)13产生的电流提供至时钟振荡电路OSC14。IBIAS2产生的电流不但随工艺角process产生变化，而且会与芯片工作温度呈正比关系，或者会与芯片工作电压呈正比关系，或者与芯片工作温度和芯片工作电压均呈正比关系。 [0090] 当芯片工作在最糟糕条件下，比如最低工作电压、SS工艺角和最低温度(比如‑50摄氏度)，滤波电路中开关的导通电阻最大，放大器的带宽最小，会导致在该工作条件下信号经过第一放大电路放大后，在滤波电路的电容C11和C12的采样建立时间非常长，甚至是典型条件下(正常工作电压，典型工艺角和常温)的采样建立时间的两倍。采用IBIAS2产生的电流源作为偏置电流I5，以此控制时钟振荡电路的时钟信号，可以满足芯片不同工作条件的需求。 [0091] 图10是本发明实施例提供的时钟振荡电路的时钟周期的示意图，如图10所示，芯片工作在典型条件时，可以采用时钟信号CKA的时钟周期；芯片工作在最糟糕条件时，可以采用时钟信号CKB的时钟周期。CKB的时钟周期约为CKA的时钟周期的2倍。通过控制时钟信号的时钟周期能自适应根据自身的工作条件进行调整，以满足各个条件下的信号建立时间要求，同时确保芯片工作在最优的功耗分布上，让芯片性能更可靠，更具有竞争力。其中OSC14的两个时钟信号端CK1和CK2输出的时钟信号相同。 [0092] 具体的，芯片工作在典型条件时，采用CKA的时钟周期，可以降低功耗。芯片工作在最糟糕条件时，采用CKB的时钟周期，可以满足其采样建立时间长的需求。由于芯片可以工作在最糟糕条件，那么无需构建芯片量产后续测试的极端环境，降低了芯片的最糟糕工作条件的测试成本，提高了芯片可靠性，适用于工业和汽车芯片。 [0093] 基于同一发明构思，本发明实施例提供一种信号处理方法，该信号处理方法应用于如上任意实施例所述的集成电路芯片中，该信号处理方法可通过信号处理装置执行，该信号处理装置采用软件和/或硬件的方式实现，该信号处理装置配置于集成电路芯片中。图11是本发明实施例提供的一种信号处理方法的示意图，如图11所示，信号处理方法包括： [0094] 步骤110、为第一放大电路提供所需的第一偏置信号，使第一放大电路对输入信号进行第一级放大； [0095] 步骤120、根据芯片工作条件调节提供给时钟振荡电路的第二偏置信号，使时钟振荡电路调节提供给滤波电路的时钟周期，驱动滤波电路对第一放大电路放大后的信号进行滤波处理，芯片工作条件至少包括芯片工艺角状态。 [0096] 本发明中，根据集成电路芯片的带宽变化而自适应进行时钟周期的调整，可以满足芯片在不同工作条件下的工作需求。在典型工作条件下，芯片的功耗可以降低；在最糟糕工作条件下，芯片也保持正常工作。本发明实施例所提供的信号处理装置可执行本发明任意实施例所提供的信号处理方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。 [0097] 应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。 [0098] 上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。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。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。 |
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