應(yīng)用于傳感器的CMOS低通濾波器.pdf

1、集成電路發(fā)展至今，濾波器已經(jīng)成為系統(tǒng)中不可或缺、很常用的一個(gè)單元。模擬集成電路中常用的濾波器主要有三種：開(kāi)關(guān)電容(Switched-Capacitor)濾波器，有源RC(Active-RC)濾波器和跨導(dǎo)電容(Gm-C)濾波器，以上濾波器結(jié)構(gòu)分別有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合。
　　 本文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目中的需要，完成了兩種基于貝塞爾(Bessel)逼近的低通濾波器的設(shè)計(jì)，分別是應(yīng)用于陀螺儀傳感器讀出系統(tǒng)中的Gm-C結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用于加速度計(jì)

2、讀出系統(tǒng)中的Switched-Capacitor結(jié)構(gòu)。
　　 在傳統(tǒng)OTA結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上，本文引入了遷移率補(bǔ)償技術(shù)。本文設(shè)計(jì)的OTA利用工作在三極管區(qū)和亞閾值區(qū)的MOS管帶來(lái)的三次諧波異號(hào)的特點(diǎn)，完成了對(duì)三次諧波的抑制。經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì)，OTA的線性度可以達(dá)到-70dB。由于OTA的偽差分特性，本文引入了共模反饋和共模前饋共同作用的共模信號(hào)控制電路，完成了對(duì)OTA輸出共模電壓的控制。最后，為了讓濾波器對(duì)后級(jí)有更好的驅(qū)動(dòng)能力，本文在G

3、m-C結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上，采用了Gm-Opamp-C結(jié)構(gòu)，很好地解決了濾波器驅(qū)動(dòng)電阻的問(wèn)題。
　　 Switched-Capacitor濾波器主要應(yīng)用于低頻場(chǎng)合，頻率越低，它的優(yōu)勢(shì)越明顯。結(jié)合Active-RC濾波器的特點(diǎn)，本文在MFB結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上，用簡(jiǎn)單的電阻等效方法，完成了一個(gè)Switched-Capacitor濾波器的設(shè)計(jì)。整個(gè)濾波器的面積只有500um×500um左右，并且它的線性度高達(dá)-82dB。
　　 最后，本文分