可編程開關(guān)電流濾波器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、開關(guān)電流(Switched-Current,SI)技術(shù)是一種新型的電流模式數(shù)據(jù)取樣信號(hào)處理技術(shù)。它不僅可與標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字CMOS工藝完全兼容,而且具有高頻特性好、工作電壓低、動(dòng)態(tài)范圍大等優(yōu)點(diǎn),是繼開關(guān)電容之后,數(shù)?；旌霞呻娐钒l(fā)展的新方向。
　　本文主要進(jìn)行可編程開關(guān)電流濾波器的研究和設(shè)計(jì)。首先介紹了SI電路的原理和各種誤差的起因,并給出了SI存儲(chǔ)單元和SI積分器的性能改進(jìn)方法。接著講述了SI濾波器的綜合方法以及可編程SI濾波器的實(shí)現(xiàn)

2、方法。最后完成了一款多功能可編程的SI雙二次濾波器的設(shè)計(jì),其單元模塊包括SI存儲(chǔ)單元、SI積分器、電流乘法器、電流鏡、分流器、基準(zhǔn)電壓源和基準(zhǔn)電流源等。論文的研究概括如下:
　　(1)對(duì)開關(guān)電流存儲(chǔ)單元的誤差改進(jìn)方法進(jìn)行了總結(jié)和研究,設(shè)計(jì)了新型的高性能Class AB SI存儲(chǔ)單元。電路由對(duì)稱的電壓反轉(zhuǎn)跟隨器和Class AB SI存儲(chǔ)單元組成,輸入級(jí)采用電流傳輸器和輸出級(jí)采用可調(diào)共源共柵結(jié)構(gòu)。電路具有誤差小、功耗低、性能高等特點(diǎn)

3、。仿真結(jié)果表明,其傳輸誤差僅為0.75％,時(shí)鐘饋通誤差是基本的Class AB SI存儲(chǔ)單元的9.0%,功耗是相同輸出動(dòng)態(tài)范圍的甲類SI存儲(chǔ)單元的37.5%,輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)到靜態(tài)電流的4倍左右。
　　(2)對(duì)開關(guān)電流積分器中存在的誤差進(jìn)行了分析和總結(jié),設(shè)計(jì)了性能良好的SI雙線性積分器電路。電路采用差分結(jié)構(gòu)基本消除了積分器產(chǎn)生的直流偏移電流。
　　(3)以Class AB柵極接地相乘核為基本單元,設(shè)計(jì)了一款高線性度、四

4、象限的電流乘法器。該乘法器輔助分流器可作為可編程SI濾波器的系數(shù)調(diào)節(jié)電路。
　　(4)以差分結(jié)構(gòu)開關(guān)電流雙線性積分器和柵極接地Class AB電流乘法器作為基本模塊,設(shè)計(jì)了一款多功能可編程SI雙二次濾波器。該濾波器可實(shí)現(xiàn)低通(LP)、帶通(BP)和高通(HP)多種功能;另外,通過(guò)調(diào)節(jié)電流乘法器的系數(shù),可實(shí)現(xiàn)巴特沃思、切比雪夫和橢圓濾波器等功能,同時(shí)其截止頻率ωo和Q值也可通過(guò)外部直流電流連續(xù)調(diào)節(jié)。
　　(5)設(shè)計(jì)了可編程SI