可編程開關(guān)電流濾波器的研究與設計.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)取樣信號處理技術(shù)。它不僅可與標準的數(shù)字CMOS工藝完全兼容,而且具有高頻特性好、工作電壓低、動態(tài)范圍大等優(yōu)點,是繼開關(guān)電容之后,數(shù)?；旌霞呻娐钒l(fā)展的新方向。
　　本文主要進行可編程開關(guān)電流濾波器的研究和設計。首先介紹了SI電路的原理和各種誤差的起因,并給出了SI存儲單元和SI積分器的性能改進方法。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雙二次濾波器的設計,其單元模塊包括SI存儲單元、SI積分器、電流乘法器、電流鏡、分流器、基準電壓源和基準電流源等。論文的研究概括如下:
　　(1)對開關(guān)電流存儲單元的誤差改進方法進行了總結(jié)和研究,設計了新型的高性能Class AB SI存儲單元。電路由對稱的電壓反轉(zhuǎn)跟隨器和Class AB SI存儲單元組成,輸入級采用電流傳輸器和輸出級采用可調(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

3、。仿真結(jié)果表明,其傳輸誤差僅為0.75％,時鐘饋通誤差是基本的Class AB SI存儲單元的9.0%,功耗是相同輸出動態(tài)范圍的甲類SI存儲單元的37.5%,輸入信號的動態(tài)范圍可達到靜態(tài)電流的4倍左右。
　　(2)對開關(guān)電流積分器中存在的誤差進行了分析和總結(jié),設計了性能良好的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,設計了一款高線性度、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,設計了一款多功能可編程SI雙二次濾波器。該濾波器可實現(xiàn)低通(LP)、帶通(BP)和高通(HP)多種功能;另外,通過調(diào)節(jié)電流乘法器的系數(shù),可實現(xiàn)巴特沃思、切比雪夫和橢圓濾波器等功能,同時其截止頻率ωo和Q值也可通過外部直流電流連續(xù)調(diào)節(jié)。
　　(5)設計了可編程SI