全集成連續(xù)時間有源濾波器的設(shè)計.pdf

1、近年來,隨著移動通信和計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,高頻全集成連續(xù)時間有源濾波器的設(shè)計己成為國內(nèi)外微電子、電路與系統(tǒng)研究領(lǐng)域的前沿課題之一,對于實現(xiàn)片上系統(tǒng)具有重要的意義. 本文在系統(tǒng)地歸納總結(jié)了國內(nèi)外全集成連續(xù)時間濾波器研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)的基礎(chǔ)上,深入研究了全集成OTA-C有源濾波器的設(shè)計方法,提出了一種對具有限傳輸零點高Q值的全集成濾波器有效的設(shè)計方法,并進(jìn)行了SPICE仿真驗證,取得了良好的效果.本文的主要工作有: 1.從

2、MOS管模型出發(fā),給出了電流源設(shè)計電路并進(jìn)行了理論分析,符合低電壓及低功耗的集成電路設(shè)計理念. 2.對基本源耦差分對跨導(dǎo)運(yùn)算放大器進(jìn)行了深入研究,同時探討了提高其線性輸入范圍的方法,給出了采用輔助交叉耦合和共模反饋技術(shù)的跨導(dǎo)運(yùn)算放大器(OTA)設(shè)計過程和設(shè)計電路圖,并對其性能進(jìn)行了仿真分析和測試.測試結(jié)果表明,OTA線性好、頻帶寬及實用性強(qiáng). 3.為了很好完成OTA-C全集成有源濾波器的系統(tǒng)設(shè)計,對級聯(lián)法、無源電感替代法

3、及跳耦法等多種典型的設(shè)計方法分別進(jìn)行了深入理論研究和分析,給出了設(shè)計實例,仿真時嵌入本文設(shè)計的OTA電路,效果良好. 4.為了很好解決具有有限傳輸零點高Q值濾波器的全集成問題,本文提出了一種基于Jacobi法全集成連續(xù)時間濾波器的新設(shè)計方法,它是利用Jacobi法和相似矩陣?yán)碚搶o源RLC濾波器等效變換為全集成有源濾波器的電路設(shè)計方法.本文分別給出了低通、高通及帶通濾波器設(shè)計實例,仿真效果良好.并且設(shè)計電路中無反饋電容存在,減少

4、了分布電容的影響,克服了元件替代法的弊端,提高了電路的穩(wěn)定性且不受Q值的限制,很好地解決了有限傳輸零點濾波器的全集成設(shè)計難題. 5.本文在引入新型器件數(shù)字電位器基礎(chǔ)上,結(jié)合本文設(shè)計的OTA電路,實現(xiàn)了可編程跨導(dǎo)運(yùn)算放大器(POTA)電路設(shè)計,并進(jìn)行了仿真驗證,實現(xiàn)了跨導(dǎo)的程控調(diào)節(jié).最后,本文對可編程二階和高階連續(xù)時間有源濾波器設(shè)計分別進(jìn)行了理論推導(dǎo)和分析,給出了設(shè)計實例,實現(xiàn)了模擬濾波器的程控化,提高了其使用范圍和靈活性,降低了