全集成連續(xù)時間有源濾波器的設計.pdf

1、近年來,隨著移動通信和計算機技術的快速發(fā)展,高頻全集成連續(xù)時間有源濾波器的設計己成為國內外微電子、電路與系統(tǒng)研究領域的前沿課題之一,對于實現(xiàn)片上系統(tǒng)具有重要的意義. 本文在系統(tǒng)地歸納總結了國內外全集成連續(xù)時間濾波器研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)的基礎上,深入研究了全集成OTA-C有源濾波器的設計方法,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計方法,并進行了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),給出了電流源設計電路并進行了理論分析,符合低電壓及低功耗的集成電路設計理念. 2.對基本源耦差分對跨導運算放大器進行了深入研究,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的跨導運算放大器(OTA)設計過程和設計電路圖,并對其性能進行了仿真分析和測試.測試結果表明,OTA線性好、頻帶寬及實用性強. 3.為了很好完成OTA-C全集成有源濾波器的系統(tǒng)設計,對級聯(lián)法、無源電感替代法

3、及跳耦法等多種典型的設計方法分別進行了深入理論研究和分析,給出了設計實例,仿真時嵌入本文設計的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)時間濾波器的新設計方法,它是利用Jacobi法和相似矩陣理論將無源RLC濾波器等效變換為全集成有源濾波器的電路設計方法.本文分別給出了低通、高通及帶通濾波器設計實例,仿真效果良好.并且設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計難題. 5.本文在引入新型器件數(shù)字電位器基礎上,結合本文設計的OTA電路,實現(xiàn)了可編程跨導運算放大器(POTA)電路設計,并進行了仿真驗證,實現(xiàn)了跨導的程控調節(jié).最后,本文對可編程二階和高階連續(xù)時間有源濾波器設計分別進行了理論推導和分析,給出了設計實例,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