N-Path滤波器原理与设计
N-Path 滤波器利用线性周期时变（LPTV）开关-电阻-电容网络的频率变换特性，在 CMOS 中实现可编程、高 Q、高线性度的 RF 带通/陷波滤波。由 Klumperink/Nauta（特温特大学）在 AACD 2015 系统综述。
基本原理
Switch-R-C 核心
- 将基带低通特性通过开关混频上变频至载波频率
- 带通中心频率由开关时钟频率决定 → 频率可编程
- Q 值由基带电容决定 → 高 Q 值
N-Path 结构
- 个相同的路径并行工作
- 每路包含：开关下混频 → 低通滤波 → 开关上混频
- 通常取 4 或 8
关键特性
| 特性 | N-Path | 传统 LC 滤波 |
|---|---|---|
| 中心频率调谐 | 时钟频率（数字精确） | 可变电容（模拟，非精确） |
| 线性度 | 高（无源开关） | 中（有源器件） |
| Q 值 | 极高 | 受限片上电感 Q |
| 工艺缩放 | 随 CMOS 改进 | 不随工艺改善 |
| 面积 | 小（无电感） | 大（片上电感） |
来源
- Makinwa 2016 AACD Efficient Sensor Interfaces 深度解析 — Ch15: Low-Power N-Path Filters (Klumperink et al.)