基于雙二階的CMOS集成SC濾波器的研究和設計.pdf

1、開關電容濾波器設計是電路與系統(tǒng)領域里的研究熱點之一.隨著超大規(guī)模(VLSI)集成電路技術的發(fā)展,人們越來越關注通信系統(tǒng)中大元件的小型化,包括濾波器的設計.開關電容濾波器是連續(xù)時間模擬濾波器的采樣時間等效電路,更適合電路的小型化,同時也實現(xiàn)高精度的傳輸函數(shù),尤其是基于雙二階的CMOS開關電容濾波器設計具有高精度、面積小、低功耗和電路結構簡單,易于調試等優(yōu)點,所以研究和設計開關電容濾波器有著重要的理論和實際意義.該文首先回顧了濾波器設計的國

2、內外研究背景和現(xiàn)狀,介紹了該課題提出的意義以及該文的主要工作,論述了開關電容網絡原理和基本開關模塊,分析了開關電容濾波器設計的相關因素:電路結構的選擇,對運算放大器設計中高增益、寬帶寬、相位裕度、轉換斜率和建立時間等的折中考慮,開關的打開電阻對電路的影響,開關電容電路中怎樣減少電荷注入和時鐘饋通,以及整個電路的功耗問題和采樣頻率的選擇等.在理論分析的基礎上,論文提出了結合現(xiàn)在尋求代工方便、技術比較成熟、功耗低、集成度高的CMOS工藝技術

3、,利用常用的基本開關模塊,用離散時間信號的方法來分析和實現(xiàn)開關電容濾波器.文中詳細介紹了使用現(xiàn)在比較流行的仿真工具MATLAB,編寫M文件對系統(tǒng)進行仿真,采用臺灣臺積電TSMC 0.25um工藝實現(xiàn)了改進的帶隙基準電流、改進的具有大擺幅偏置的單級共源共柵運算放大器、兩相非交叉時鐘電路和開關電容網絡來組成基本的雙二階模塊,通過級聯(lián)設計了帶寬為100K的六階開關電容帶通濾波器,在不改變電路基本性能的基礎上,利用動態(tài)范圍尺度變換和最小電容尺度