電子電氣信息工程畢業(yè)論文--電流傳送器及其應(yīng)用研究

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　1 設(shè)計(jì)（論文）題目及專題： 電流傳送器及其應(yīng)用研究 </p><p>　　2 學(xué)生設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間：自 2013 年 2月 20 日開始至 2013 年 6 月 1 日止</p><p>　　3 設(shè)計(jì)（論文）所用資源和參考資料：</p&g

2、t;<p>　　[1] 李亨.電流控制傳送器及其研究[D].湖南:湖南大學(xué).2006. </p><p>　　[2] 秦世才.現(xiàn)代模擬集成電子學(xué)[J].北京:科學(xué)出版社.2003,1-14 </p><p>　　[3] 席燕輝.電流傳送器及其濾波器原理與應(yīng)用[D].湖南:湖南師范大學(xué).2005.

3、</p><p>　　[4] 李海鷗.低電壓低功耗CMOS電流傳送器及其應(yīng)用研究[D].湖南:湖南大學(xué).2008. </p><p>　　4 設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容：</p><p>　?、?集成電路的基本介紹以及發(fā)展前景 </p><p>　　

4、② 電流傳送器的基礎(chǔ)理論概括 </p><p>　?、?電流傳送器的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn) </p><p>　?、?展望及其它。

5、 </p><p>　　5 提交設(shè)計(jì)（論文）形式（設(shè)計(jì)說明與圖紙或論文等）及要求：</p><p>　　1> 畢業(yè)設(shè)計(jì)以論文形式提交 </p><p>　　2> 一律用WORD排版

6、 </p><p>　　3> 圖紙符合工程制圖規(guī)范 </p><p>　　4> 嚴(yán)格按湖南科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的格式要求 <

7、/p><p>　　6 發(fā)題時(shí)間： 2013 年 3 月 18 日</p><p>　　指導(dǎo)教師： （簽名）</p><p>　　學(xué) 生： （簽名）</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文

8、介紹并分析了電流傳送器的基本鏡像電流源以及電壓跟隨器模塊電路。根據(jù)現(xiàn)代集成電路的技術(shù)，本文將分析有源電阻和電流鏡的實(shí)現(xiàn)辦法，并且對MOS晶體管的工作基本原理進(jìn)行了全面的描述，然后設(shè)計(jì)出的對應(yīng)的電壓傳送器是利用了MOS晶體管的晶體管亞閾值特性，將依據(jù)COMS技術(shù)推出一種電流控制傳送器。完成了對電壓跟隨器的設(shè)計(jì)是基于混合跨導(dǎo)線性回路，引入了跨導(dǎo)線性原理。了解了BICOMS技術(shù)的基礎(chǔ)上，在經(jīng)過對比和分析的前提下，得出了BICOMS鏡像電流源的

9、優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)于此，完成了對電流控制傳送器的設(shè)計(jì)。</p><p>　　本文系統(tǒng)總結(jié)和提出了以電流控制傳送器為積木部件設(shè)計(jì)運(yùn)算器件、有源器件、濾波器和振蕩器等等的一些方法，所設(shè)計(jì)出來的電路不僅易于集成，并且具有輸出可調(diào)的特點(diǎn)。最后本文詳細(xì)闡述了高階電流模式濾波器的系統(tǒng)方法，介紹了等效電路替代法和多環(huán)反饋法，列出了設(shè)計(jì)的具體步驟。而且提出了多項(xiàng)式線性組合法，運(yùn)用該方法不但能組裝出所要求的高階電流濾波器，而且能在不改變物

10、理結(jié)構(gòu)的情況下，根據(jù)電流控制傳送器的特性，調(diào)整其偏置電流，成功地實(shí)現(xiàn)了濾波器輸出特性的改變。</p><p>　　關(guān)鍵詞：電流傳送器；電流傳送器; 模擬集成電路; 無源高階濾波器</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This paper introduces and analyses the basic c

11、urrent mirror current conveyor and a voltage follower circuit. According to the modern integrated circuit technology, this paper will analyze the realization method of active resistance and current mirror, and the basic

12、principle of MOS transistor is fully described, then the corresponding voltage transmitter design is the use of the subthreshold characteristics of transistor MOS transistor, will be based on the COMS technology introduc

13、ed a current c</p><p>　　This paper summarizes and puts forward some methods of using current controlled conveyors building blocks of design computing devices, active devices, filter and oscillator circuit an

14、d so on, which are designed not only easy to integration, and has the characteristics of adjustable output. Finally, this paper describes in detail the system method of high order current mode filter, introduces the equi

15、valent substitution method and multiple feedback, lists the step of design. And put forward the p</p><p><b>　　.</b></p><p>　　Keywords: current controlled conveyor; translinear loop;

16、current conveyor; analog integrated circuit; current mode: active power filter:</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒 論1</p><p><b>　　1.1引 言1</b></p&g

17、t;<p>　　1.1.1集成電路應(yīng)用領(lǐng)域的方向1</p><p>　　1.2.2集成電路的發(fā)展現(xiàn)狀與前景1</p><p>　　1.2電流傳送器研究的意義以及目前研究狀況2</p><p>　　1.2.1電流傳送器研究的意義2</p><p>　　1.2.2電流傳送器目前的研究現(xiàn)狀3</p><p

18、>　　1.2.3本文內(nèi)容安排3</p><p>　　第二章 電流傳送器電路的介紹4</p><p><b>　　2.1引 言4</b></p><p>　　2.2電流傳送器的介紹4</p><p>　　2.2.1第一代電流傳送器(CCI)4</p><p>　　2.2.2 第二

19、代電流傳送器（CCII）6</p><p>　　2.2.3 第三代電流傳送器（CCIII）10</p><p>　　第三章 電流傳送器的實(shí)現(xiàn)12</p><p>　　3.1 CCl的實(shí)現(xiàn)12</p><p>　　3.2 CCII的實(shí)現(xiàn)14</p><p>　　第四章 模擬電感16</p>

20、<p>　　4.1 基于AD844模擬電感的實(shí)現(xiàn)電路16</p><p>　　4.1.1接地電感的實(shí)現(xiàn)與模擬16</p><p>　　4.1.2 浮地電感的實(shí)現(xiàn)與模擬18</p><p>　　4.2 常用模擬電感電路的分析22</p><p>　　第五章 基于電流傳送器濾波器的設(shè)計(jì)26</p><p

21、>　　5.1濾波器的基礎(chǔ)知識26</p><p>　　5.2高階濾波器的實(shí)現(xiàn)方法26</p><p>　　5.3 CCII濾波器設(shè)計(jì)方法27</p><p>　　5.4設(shè)計(jì)濾波器需考慮的因數(shù)29</p><p>　　5.4.1 n階梯形濾波器的設(shè)計(jì)30</p><p>　　5.4.2 舉例說明——CCI

22、I五階梯形濾波器31</p><p>　　5.5 本章小結(jié)34 </p><p>　　參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………………………..35</p><p>　　致 謝………………………………………………………………………………………………………....36</p><p><b>　

23、　第一章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1引 言</b></p><p>　　1.1.1集成電路應(yīng)用領(lǐng)域的方向</p><p>　　在現(xiàn)代社會,信息這個(gè)兩個(gè)字高度概括了這個(gè)社會的現(xiàn)代化的特點(diǎn),在如今現(xiàn)代化，信息化程度，快速上升的過程中,集成電路(IC)芯片不可代替的作用也越來越明顯。從家用電器到B超、雷達(dá)、互

24、聯(lián)網(wǎng)和人造衛(wèi)星等,芯片都被廣泛應(yīng)用,其應(yīng)用幾乎無處不在。</p><p>　　1.2.2集成電路的發(fā)展現(xiàn)狀與前景</p><p>　　在1959年設(shè)計(jì)出來的第一個(gè)集成電路只有4個(gè)晶體管,而現(xiàn)在,一個(gè)集成電路芯片上不僅集成了成萬上億個(gè)晶體管,而且有著十分強(qiáng)大的功能,是現(xiàn)代高科技的結(jié)晶。集成電路技術(shù)經(jīng)歷了小規(guī)模階段、中規(guī)模階段、大規(guī)模階段、超大規(guī)模階段,目前己進(jìn)入特大規(guī)模階段。集成電路產(chǎn)業(yè)將會

25、是全世界經(jīng)濟(jì)的十分重要支柱產(chǎn)業(yè)。目前, 2010年中國集成電路市場實(shí)現(xiàn)了銷售額7349.5億元，并且以增速29.5%增長。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國集成電路進(jìn)口額達(dá)1569.9億美元，同比增速31.0%，出口方面，中國集成電路2010年出口額為292.5億美元，同比增速25.5%。</p><p>　　集成電路，也被稱為IC，模擬集成電路，數(shù)字集成電路和數(shù)字/模擬混合集成電路三個(gè)集成的電路的類別可以劃分成不同的，根據(jù)其功

26、能，結(jié)構(gòu)。模擬集成電路，也被稱為一個(gè)線性電路，用于產(chǎn)生，放大和處理各種模擬信號（指的振幅隨時(shí)間變化的信號，例如手機(jī)的音頻信號，錄香機(jī)的卡碟信號等），其輸入和輸出信號轉(zhuǎn)換為成比例的關(guān)系。集成電路用來放大與處理的各種數(shù)字信號（指在時(shí)間和幅度上的離散值的信號。例如，3G移動電話，數(shù)碼相機(jī)，計(jì)算機(jī)的CPU，數(shù)字電視一些圖像和音頻信號的控制與調(diào)試）。集成電路產(chǎn)業(yè)是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌鲣N售的一般描述，其中不僅包括集成電路市場，包括IP核心市場，在ED

27、A市場，包裝和測試市場，甚至延伸到設(shè)備，材料市場。</p><p>　　國有的最先進(jìn)的集成電路微處理器或多核處理器核心，可以控制電腦到手機(jī)到數(shù)字微波。存儲器和ASIC其他IC的家庭是非常重要的現(xiàn)代信息社會的例子。雖然設(shè)計(jì)和開發(fā)一個(gè)復(fù)雜的集成電路成本都非常高，但通常以百萬計(jì)的產(chǎn)品分發(fā)到每個(gè)IC成本最小化。高性能IC，短路徑，因?yàn)轶w積小，低功耗邏輯電路，開關(guān)速度快，應(yīng)用程序。多年來，在集成電路不斷發(fā)展，以更小的尺寸，

28、從而使每個(gè)芯片可以被封裝的電路。這增加的每單位面積的容量，可以降低成本并提高功能 - 看到摩爾定律，集成電路中的晶體管數(shù)量每兩年翻一番?？傊?，作為維度滿分，幾乎所有的指標(biāo)，以改善-單位成本和開關(guān)式電源消耗降低，以提高速度。越來越多的設(shè)計(jì)人員的手中，從而使電路芯片的電子電路的發(fā)展趨向于小型化和高速化。已越來越多的應(yīng)用到簡單的數(shù)字邏輯集成電路的復(fù)雜的模擬電路。</p><p>　　僅有半世紀(jì)后，它的發(fā)展，集成電路變得

29、無處不在，電腦，手機(jī)和其他數(shù)碼電器成為現(xiàn)代社會結(jié)構(gòu)中不可或缺的一部分。這是因?yàn)楝F(xiàn)代計(jì)算，通信，制造和運(yùn)輸系統(tǒng)，包括因特網(wǎng)，都依賴于集成電路的存在下。學(xué)者認(rèn)為，集成電路數(shù)字化革命是人類歷史上最重要的事件。</p><p>　　1.2電流傳送器研究的意義以及目前研究狀況</p><p>　　1.2.1電流傳送器研究的意義</p><p>　　1968年,加拿大學(xué)者K.C

30、.Smith和A.Sedra提出了一種全新的模擬基本器件一一電流傳送器(CurlentConveyer,簡稱CC)。在之前，人們默認(rèn)于運(yùn)用電壓而不是電流作為信號的變量，并且決定電子電路的功能是依據(jù)處理電壓信號來判斷的，尤其是在模擬電子電路之中尤為突出，所以在模擬電子電路設(shè)計(jì)中電壓模式設(shè)計(jì)方法依舊占據(jù)的主導(dǎo)地位。在第一片商業(yè)用途的電壓模式集成運(yùn)算變壓器于1965年發(fā)明歷來，就更加確立了以電壓模式運(yùn)算變壓器為基礎(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)元件的模擬網(wǎng)絡(luò)電路在模

31、擬信號處理中的主導(dǎo)地位。</p><p>　　在電流模式電路的發(fā)展近幾十年來在當(dāng)前接口電路（A/D，D/A轉(zhuǎn)換器）和數(shù)字電路（邏輯門，觸發(fā)器，存儲器），以及在模擬電路領(lǐng)域也有部分研究成果，在電壓模式電路的相對比下，電流模式標(biāo)準(zhǔn)集成組件也可分為兩類，一是模擬信號處理電路通過采樣的離散時(shí)間，另一個(gè)是連續(xù)時(shí)間的模擬信號處理電路。主動態(tài)電流鏡和一個(gè)開關(guān)電路的電流的離散時(shí)間模擬電路模型，在嚴(yán)格意義上的一些設(shè)備可以概括的電流

32、/電壓?；旌想娐罚@是電流模式的主要部分，把它們轉(zhuǎn)化為電流模式電路由于其當(dāng)前的性能起著重要作用，例如電流傳輸器，電流反饋運(yùn)算放大器和跨導(dǎo)放大器等。而在這其中的電流模式電路使用，這是最常見的，最強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)模塊的功能是電流傳輸器，它與其他電子元件組合成各種特殊要求的電路結(jié)構(gòu)，它可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)模擬信號處理。而其他類型包括靜態(tài)電流鏡，跨導(dǎo)線性電路，電流傳輸器，電流反饋運(yùn)算放大器（放大器），跨導(dǎo)放大器，和上面講了部分組件，由于它的特殊性，將它們分類

33、在電流模式電路。</p><p>　　根據(jù)電流傳輸器的特殊性，它有兩種輸入端，一種是電壓輸入端，另一種是電流輸入端，因此它能夠時(shí)間兩種模式的電路，一種是電壓模式電路，另一種是電流模式電路。不管在大小信號變化的特殊情況下，電流傳送器也能比相對應(yīng)的運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)更大帶寬下更高的電壓增益，所以依據(jù)這種特殊性，電流傳送器能夠在不久的將來替代運(yùn)算放大器成為最重要的電路設(shè)計(jì)元件，部分科學(xué)家已經(jīng)發(fā)出這樣的預(yù)言。CMOS工藝因?yàn)?/p>

34、它擁有許多優(yōu)良的特點(diǎn)，使其一步步成為最為普遍使用的集成電路設(shè)計(jì)工藝，比如其輸入阻抗高、集成度高、占有芯片面積小、良好的抗輻射效果和較低的功耗都讓其它工藝望其項(xiàng)背。盡管只擁有著幾十年歷史的電流傳送器，但是它優(yōu)良的特性正逐步引起世界各個(gè)領(lǐng)域的廣泛重視與研究。</p><p>　　1.2.2電流傳送器目前的研究現(xiàn)狀</p><p>　　近年來，隨著巨大的潛在優(yōu)勢逐漸發(fā)現(xiàn)電流信號變量和信號處理電路

35、，提高了電流模式電路的電子電路的新發(fā)展。人們發(fā)現(xiàn)，電流模式電路可以解決電壓模式電路的問題。獲得更好的性能，更快，更好的帶寬，動態(tài)范圍。研究表明，在高頻率，高速信號處理，電流模式電路的設(shè)計(jì)方法來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電壓模式，電流模式電路的設(shè)計(jì)方法，將使模擬集成電路的現(xiàn)代設(shè)計(jì)中的應(yīng)用推進(jìn)到一個(gè)新的高度。目前，CMOS技術(shù)設(shè)計(jì)的電流輸送機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)吸引了更多的研究者的重視，已經(jīng)有很多的電流傳送器的優(yōu)越的性能，應(yīng)用于設(shè)計(jì)濾波器，振蕩器，測量儀器等。<

36、;/p><p>　　雖然電流傳輸器只有幾十年的歷史，但它已經(jīng)吸引了越來越多的關(guān)注，我相信會有更多更好的電流模式電路，對近期的表現(xiàn)。隨著超大規(guī)模集成電路理論的迅速發(fā)展，對連續(xù)時(shí)間濾波器的模擬電流模式信號處理電路公認(rèn)的理論高度研究。主要原因是電流模式電路具有速度快的優(yōu)點(diǎn)，寬帶，高精度和一系列具體電路的電壓模式，實(shí)現(xiàn)適合于超大規(guī)模集成電路技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更好的性能。事實(shí)上，早在1989年初，“電流模式信號處理”的話題包括IE

37、EE電路與系統(tǒng)問題的國際會議，已成為模擬信號處理的一個(gè)重要研究方向。毫無疑問，在不久的將來，電流模式電路將變化的電壓模式規(guī)則的模擬情境，信號處理領(lǐng)域中的兩種，優(yōu)勢互補(bǔ)的新局面的形成。</p><p>　　1.2.3本文內(nèi)容安排</p><p>　　本文是根據(jù)高速模擬集成電路的基本部件，電流控制傳送器進(jìn)行分析和研究的。分析了電流模式集成電路的重要性，電流控制傳送器電路設(shè)計(jì)研究的必要性和重要性

38、,介紹了電流傳送器電路的發(fā)展?fàn)顩r,針對第二代電流傳送器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電路原理進(jìn)行了分析,通過改進(jìn)第二代電流傳送器設(shè)計(jì)高階濾波器。全面總結(jié)了電流傳送器作為通用性很強(qiáng)的積木部件，完成有源網(wǎng)絡(luò)元件模擬以及模擬信號運(yùn)算的應(yīng)用，簡單濾波器電路和振蕩器電路的設(shè)計(jì)；敘述了等效電路替代法以及多環(huán)反饋法，提出了多項(xiàng)式線性組合法來設(shè)計(jì)高階電流模式濾波器的辦法。</p><p>　　介紹了模擬集成電路在當(dāng)代社會中的重要性和集成電路研究的

39、必要性，從電流傳送器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)入手,在給出其模型電路的基礎(chǔ)上,闡述了電流傳送器的基本工作原理。</p><p>　　全面歸納了電流傳送器作為有源器件的有源網(wǎng)絡(luò)元件模擬電路、模擬信號運(yùn)算電路,并著重闡述了一種基于電流傳送器的高階濾波器模擬電感。</p><p>　　第二章 電流傳送器電路的介紹</p><p><b>　　2.1引 言</b>

40、</p><p>　　1968年，加拿大學(xué)者K.C.Smiht和A.Sdear提出了一種新的模擬標(biāo)準(zhǔn)部件電流傳送器（Current Conveyor,簡稱CC）。它是第一個(gè)電流模式通配符功能塊。</p><p>　　電流傳輸器是一個(gè)功能強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)組件，在結(jié)合其他電子組件可以很容易地構(gòu)成一個(gè)特定的電路結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了各種模擬信號處理功能。與通用電壓模式運(yùn)算放大器，電流變送器模式運(yùn)算放大器在這一點(diǎn)

41、上是相似的。</p><p>　　在過去的幾十年，可變電流信號電路在信號處理的巨大的潛在優(yōu)勢正在逐步了解被挖掘，電流變送器電路就可以解決一些電壓模式電路中遇到的問題，在速度，帶寬，動態(tài)范圍，等取得更優(yōu)異的性能。</p><p>　　研究的結(jié)果表明，在高頻率領(lǐng)域的，高速的信號處理，電流模式電路設(shè)計(jì)方法是電壓模式，以取代傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)，電流模式電路現(xiàn)代模擬集成電路的發(fā)展和應(yīng)用推進(jìn)到了一個(gè)新的階段。

42、</p><p>　　在模擬技術(shù)中的幾個(gè)基本的信號處理功能（例如加/減、比例、積分等），可以很容易地實(shí)現(xiàn)用電流傳送器。此外，自成末的Y值（當(dāng)前的輸送機(jī)，帶有一個(gè)電壓愉）和電流因此，輸入端（x）的，當(dāng)前的輸送機(jī)的使用，都可以很容易地實(shí)現(xiàn)電壓模式的信號處理電路，電流模式信號處理電路也可以很容易地實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　電流傳輸器電路，信號的大小無關(guān)，可以根據(jù)該運(yùn)算放大器電路上的電壓比相應(yīng)的

43、較高的電壓增益更大的帶寬。這是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，目前輸送電流傳送器及其應(yīng)用電路的研究和開發(fā)的集成電路設(shè)計(jì)師在市場上引起越來越多的關(guān)注，現(xiàn)在有一系列的電流傳送器集成設(shè)備（如AD844，PA630 ）。</p><p>　　學(xué)者預(yù)測當(dāng)前輸送機(jī)等設(shè)備將取代運(yùn)算放大器是最常用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。本章介紹各種類型的電流輸送，電流傳輸?shù)幕靖拍?，其在各方面的?yīng)用。</p><p>　　本章介紹了各種類型的電流輸送

44、，當(dāng)前輸送機(jī)的基本概念，澄清其應(yīng)用程序在所有方面的主要內(nèi)容包括：電流變送器端口特點(diǎn)及工作原理的分析，討論電流傳送器有源網(wǎng)絡(luò)的電路元件模擬和模擬信號處理方法，推出了幾款集成電流變送器電路。</p><p>　　2.2電流傳送器的介紹</p><p>　　2.2.1第一代電流傳送器(CCI)</p><p>　　第一代電流傳輸器(CCI)于1968年由 Smith 和

45、Sedra 共同提出，其理想輸出與輸入特性見式（2.1），矩陣中各變量均表示總瞬時(shí)量，且 c =±1。當(dāng) c =+1時(shí)表示 Z 端和 X 端電流同時(shí)流入或流出電流傳送器，得到 CCI+。c =－1則表示 Z 端電流流入和 X 端電流流出，或者 X 端電流流入和 Z 端電流流出電流傳送器，得到CCI-。CCI 的電路符號及理想的零子-任意子模型，見圖2.1中的a)與b)。</p><p>　　那么輸入端Y

46、端與X端，輸入端是Z，公共接地端在另一端，這個(gè)元件的主要用處是假設(shè)U加在輸入端Y，那么在另外一個(gè)輸出端X出現(xiàn)相同的U。假設(shè)這個(gè)輸入電流I傳入輸入端X的話，那么有相同量的電流I經(jīng)過輸入端Y，在此，傳輸?shù)捷敵龆薢的則是電流I。那么，這個(gè)Z端電流源特性具有電流值是Ix和較高的輸出阻值。通過Y端電壓，可以決定進(jìn)入X端的電流與該端的電壓毫無聯(lián)系，那么加在Y端上面的電壓于通過X端電流決定的通過Y端的電流毫無關(guān)系。所以，如此元件在兩種X和Y端口上分別

47、擁有虛短路和虛開路的輸入特性。</p><p><b>　　(2.1)</b></p><p>　　a) CCI電路符號 b) CCI的零子－任意模型 </p><p>　　圖2.1 CCI電路符號及等效模型</p>

48、<p>　　在1968年，史密斯等人。晶體管和電阻器實(shí)現(xiàn)多個(gè)CCI電路。如圖2.2所示，a)為CCI +，b)為CCI－。當(dāng)圖2.2a)中的晶體管Q1、Q2的相位匹配，Q3，Q4，Q5匹配和電阻R1，R2，R3和匹配的所有晶體管具有較高的電流增益?？梢宰C明，通過晶體管的流經(jīng)Q3，Q4，Q5的電流是相等的。由于Q1，Q2，并且兩基極相互連接，所以Q1和Q2應(yīng)該是端的電流，這樣就迫使晶體管Q1和Q2的電流是相等的，電壓降為零，

49、所以在X端口與Y端口電流和電壓跟蹤對方。通過對圖2.2a)和b)兩者相互參考下，CCI－可以是在圖示的原來的CCI+上的電路，通過增加相應(yīng)的輸出端口Q5由PNP管Q6和Q7組成的反向電流鏡得到。</p><p>　　可以由通過使用兩種互補(bǔ)CC1+建立成AB類電流輸送機(jī)，它不是單極性的輸入和輸出電流，而是雙極性的輸入和輸出電流。不但可以使用交流信號。當(dāng)Ix與Iy為零時(shí)，M4和M5的電流相等流，輸出電流為零。<

50、/p><p>　　當(dāng)前輸送機(jī)的早期應(yīng)用是一種替代示波器電流探頭且基于霍爾效應(yīng)的一種寬帶測量部件裝置。它可用于測量的輸入阻抗小于1Ω，工作頻率范圍從直流到100MHz的電流，其結(jié)果是令人滿意的。</p><p>　　圖2.2 CCI內(nèi)部電路原理圖</p><p>　　2.2.2 第二代電流傳送器（CCII）</p><p>　　為增加電流傳送器的

51、通用性，第二代電流傳輸器(CCII)于 1970 年由Smith 和 Sedra 將其特性加以改，沒有電流流入Y輸入端口的第二代電流傳送器，通過使用證明它比第一代電流傳送器(CCI)更加具有實(shí)用性。理想的第二代電流傳送器（CCII）端口特性可用下列式2.1矩陣方程描述。</p><p><b>　　( 2.1)</b></p><p>　　當(dāng)C =1時(shí)，Z側(cè)和X終端電

52、流流入或流出電流傳送器CCII+。 C =-1表示流淌出來的Z側(cè)電流流入和當(dāng)前的X，或X終端Z側(cè)電流電流輸送電流流入和流出CCII-。 Ý端具有無限大的輸入阻抗，是電壓輸入端，X終端上始終遵循Y端上的電壓，從而X輸入阻抗為零，在X側(cè)和Y側(cè)可以被視為虛短。 X側(cè)的電流被放大，并傳送到Z端子，高阻抗輸出terminal.CCII電路符號和理想的零子–任意子模型，分別見圖2.3和圖2.4。</p><p>　

53、　圖2.3 CCII的電路符號</p><p>　　圖2.4 CCII的零子-任意子模型</p><p>　　顯然，發(fā)送端的電流可直接注入，也可能會產(chǎn)生由X側(cè)的端部的丫輸入電壓轉(zhuǎn)換，零偶極裝置的第二代電流傳輸器（CCII+或CCII－）端口。對于CCII流動到X客戶端綁定到Z流出側(cè)，因此，直到受控電流源，因此CCII的等效電路的單偶極零表示，如圖所示。</p><p

54、>　　該電路的帶寬窄，負(fù)載能力不強(qiáng)，但簡單的電路結(jié)構(gòu)。從圖中可以看出，運(yùn)算放大器A1使得X端和Y端的電壓等于運(yùn)算放大器的使用，使對Z－端輸出的X側(cè)的輸入電流等于當(dāng)前虛擬過電流的特點(diǎn)。</p><p><b>　　（2.2）</b></p><p>　　1981年，F(xiàn)akasawa等人提出了一個(gè)運(yùn)算放大器，晶體管和電阻器CCII +電路，Higashimura 和

55、 Fukui使用它作為一個(gè)有源器件，一個(gè)三階低通和三階高通濾波器，得到一個(gè)較好的幅頻特性。 CCII實(shí)際上是由電壓跟隨器和電流跟隨器的組合，在CCII+電流跟隨器的最直接的方法是使用一個(gè)簡單的電流反射鏡，需要增加兩個(gè)交叉耦合的電流，而在CCII，其優(yōu)異的性能實(shí)現(xiàn)可控源阻抗變壓器的阻抗逆變器，旋轉(zhuǎn)以及各種廣泛的應(yīng)用模擬組件。第一個(gè)商業(yè)化的單片電流變送器是CCII01開發(fā)LTP電子公司，ELANTEC公司，生產(chǎn)。第二代電流傳輸器（CCII）

56、只有一個(gè)輸出端，這是難以實(shí)現(xiàn)的高阻抗的輸出電流的電流反饋通過以下方式獲得。 1989年，帕提出了一種改進(jìn)的多輸出電流傳輸器（MOCCII實(shí)現(xiàn)）。</p><p>　　圖2.5 第二代負(fù)向電流傳輸器(CCII-)的晶體管模型圖</p><p>　　從第二代電流傳輸器原理的分析可以得出，信息可以被看作是一個(gè)理想的MOS晶體管?？梢宰鳛橐粋€(gè)MOS晶體管是在圖2.5所示來說明。如果晶體管是理想的，

57、它的VAS值接近于零，在這種情況下，在電網(wǎng)電壓會導(dǎo)致電壓有一個(gè)平等的源代碼級的。網(wǎng)格可以被認(rèn)為是開放的（與發(fā)射端Y相似），零輸入阻抗源水平（如發(fā)射機(jī)端）。注入電流源將被發(fā)送到漏，泄漏和阻抗水平是無限的（Z發(fā)射機(jī)）。這表明，一個(gè)理想的晶體管可以被視為逆電流傳輸器（CCII）和X Z電流的電流方向是不一樣的）的等效性，也可以由零晶體管和一個(gè)極等效圖來表示，如圖2.5所示：</p><p>　　如圖2.6所示，為了獲得

58、理想的晶體管，我們可以在運(yùn)算放大器的負(fù)反饋環(huán)路中放一只NMOS管來模擬，結(jié)果就可以實(shí)現(xiàn)具有較好性能的CCII-電路。然而，在這種CCII-電路實(shí)現(xiàn)中，電流只可以從X端流出。如果在運(yùn)算放大器的反饋環(huán)路中放一只PMOS管，則可實(shí)現(xiàn)另一種CCII-電路，在這種電路中，電流只可以從X端流入。由此可以得，如果將一對互補(bǔ)的MOS管放置在運(yùn)算放大器的反饋環(huán)路中，就可以實(shí)現(xiàn)在X端有雙相電流流動的CCII電路，如圖2-7所示。接著這個(gè)電流經(jīng)由互補(bǔ)對電流鏡

59、傳輸?shù)捷敵鼋狱c(diǎn)。顯然這是一個(gè)正向CCII （CCII+, Z端電流和X端電流方向一致)。如果如圖2-8所示那樣再加兩個(gè)互補(bǔ)電流鏡，就可以得到CCII-電路。</p><p>　　圖2.6 CCII-的理想晶體管模型圖</p><p>　　圖2.7 第二代正向電流傳輸器(CCII十)的示意圖</p><p>　　圖2.8 CCII-的示意圖</p>

60、<p>　　如圖2.7和2.8，分別顯示，CCII+和CCII-，M1和M2的晶體管和集成運(yùn)算放大器組成的電壓跟隨器，實(shí)現(xiàn)了X終端的電壓跟隨器Y端子電壓。晶體管的電流鏡的休息，在M3，M4和M5 ~ ~ M6，M7 ~ M8和M9 ~ M10為柵電流鏡，極性互補(bǔ)的ML，漏電流轉(zhuǎn)移到M2的Z的輸出，和電流差為單端輸出電流。</p><p>　　CMOS實(shí)現(xiàn)MOCCII已經(jīng)大量報(bào)道。在1999年，Chang

61、和 Lee運(yùn)用 NPN和PNP晶體管的跨導(dǎo)改進(jìn)的電流傳輸。 MOCCII獲得了廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的電壓或電流模式濾波器的設(shè)計(jì)和振蕩器的設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.2.3 第三代電流傳送器（CCIII）</p><p>　　1995年法國學(xué)者法布爾第三代電流傳送器（CCIII）。相比前兩代的電流輸送（CCI，CCII），第三代指揮及控制通訊系統(tǒng)低增益誤差，線性不錯，寬闊的頻率響應(yīng)特性，高輸出阻

62、抗特性的電路符號如圖所示。CCIII的 X 端和 Y 端電壓一樣，但是電流方向相反，同時(shí)輸出正反兩個(gè)方向的電流。CCIII 電路符號如圖2.9中a)所示，其可通過兩個(gè)雙輸出 CCII+元件按圖2.12中的b)所示連接后實(shí)現(xiàn)，理想的 CCIII 輸入輸出特性矩陣為式2.3。</p><p><b>　?。?.3）</b></p><p>　　CCIII電路符號

63、 b） CCIII的CCII實(shí)現(xiàn)電路</p><p>　　圖2.9 第三代電流傳送器</p><p>　　由式可以看出，與CCI和CCII不同的在于：端口X和端口Y的電流輸入端和電流</p><p>　　在相反的方向, CCIII X端口的電壓跟隨Y端口電壓，Z +端口和Z-端口電流跟隨X端口的電流。</p><p

64、>　　第三章 電流傳送器的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　3.1 CCl的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　CCI電路實(shí)現(xiàn)早期的分立元件，如圖3.1a)所示。如果圖中所有的晶體管和電阻器和晶體管相互匹配的高電流增益，它可以顯示出，流過晶體管的電流，等于Q3~ Q5。迫使電流等于晶體管Q1和Q2，電壓降相等。因此，當(dāng)前的X和Y的端口電壓互相跟蹤，只要晶體管的保證在整個(gè)工作范圍內(nèi)是線性的，絕對值電路的

65、電阻值和電源電壓是獨(dú)立的。</p><p>　　圖3.1第一代電流傳輸器的管級實(shí)現(xiàn)圖</p><p>　　在60年代，沒有設(shè)備高質(zhì)量達(dá)到互補(bǔ)是阻礙制造CCI基于集成形式的主要原因。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，CMOS技術(shù)可以輔助設(shè)備，電流傳輸器可以很容易地使用CMOS工藝，如圖3.1（b）顯示。應(yīng)用CCI早期是為了取代基于霍爾效應(yīng)的示波器電流探頭，寬帶電流測量裝置；另一個(gè)是作為一個(gè)負(fù)阻抗轉(zhuǎn)換器

66、（NIC）。</p><p>　　讓我們假設(shè)一個(gè)匹配的電阻器R1，R2，R3，T1和T2的兩個(gè)晶體管的匹配，然后在這三個(gè)晶體管T5、T3、T4匹配，但是TL，T2，T3，T4和T5在這五個(gè)晶體管的有一個(gè)相對高AC到DC電流增益，而且還流經(jīng)TL，T2，T3，T4和T5晶體管電流是相等的，所以后領(lǐng)先T1-T5一些極發(fā)射極結(jié)電壓Vbe的晶體管和發(fā)射機(jī)電流是相等的。因此，X和Y端口電壓和當(dāng)前曲目對方的。假設(shè)該參考電壓Y端

67、口，然后變成一個(gè)低阻抗或虛側(cè)X端口，轉(zhuǎn)移到高阻抗輸出端口Z恒定電流從端口。在所有的晶體管的線性操作的所有運(yùn)行時(shí)關(guān)閉，然后每個(gè)電阻器的電源電壓的絕對值在電路運(yùn)行的操作沒有任何關(guān)系。</p><p>　　可以通過以下方式獲得的電路的晶體管實(shí)現(xiàn)的圖像中，因?yàn)楣餐幕鶚O電流增益為1，則每個(gè)晶體管的電流通過，而有所不同。當(dāng)然，如果更復(fù)雜的電流鏡中，然后這些小的差別可以被減少。此外，您還可以使用額外的電流鏡講Z-端輸出電流極

68、性反向。假設(shè)NPN晶體管PNP晶體管，而不是與一個(gè)PNP晶體管的NPN晶體管代替，將被替換正電源負(fù)電源，CCI電路的極性是相反的，也就是說，互補(bǔ)極性電路的相位。然后連接兩個(gè)互補(bǔ)的電流傳輸?shù)臉O性（CCI）的電路中，由此得到的電路是一種新型的雙極性輸出信號的B類CCI從而完成一個(gè)新的進(jìn)程---雙極互補(bǔ)集成技術(shù)， </p><p>　　圖3.2 CCI雙極性電路</p><p>　　圖3.2所

69、示示T1，T2，T3，T4可以被看作是一個(gè)線性跨導(dǎo)電路，PNP管基本電流鏡T5、T6、T7，NPN管的基本電流鏡是T8、T9、T10。特別強(qiáng)調(diào)的是讓CCI電路的上部和下部有互補(bǔ)的極性和對稱的性能，需要使用更前衛(wèi)雙極互補(bǔ)的集成工藝，以取得使用更傳統(tǒng)的雙極型工藝，是很難以獲得所需的性能。原因?yàn)椋涸诩蛇^程中實(shí)現(xiàn)需要使用的橫向結(jié)構(gòu)，電流增益的典型值不能超過20兆赫帶寬的典型值不超過5兆赫之間的雙極性PNP晶體管，NPN需要采用縱向結(jié)構(gòu)不能超過

70、350兆赫的帶寬，典型的電流增益的典型值不能超過100兆赫。之所以成為傳統(tǒng)高性能電流輸送一體化進(jìn)程PNP晶體管的主要限制是一個(gè)橫向結(jié)構(gòu)。</p><p>　　現(xiàn)代科學(xué)家已經(jīng)開發(fā)出制造典型值電流增益帶寬為100兆赫，而典型值為2.5兆赫的PNP互補(bǔ)雙極集成過程中前衛(wèi)使用PNP和NPN管的垂直結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)新的進(jìn)程，適當(dāng)使用和兩個(gè)NPN晶體管。因此，成功地生產(chǎn)一種性能良好的集成電流變送器是基于這種新型雙極互補(bǔ)過程才得

71、以實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3.2 CCII的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　如果晶體管是線性的，那么源極上存在一個(gè)和它相等的電壓是因?yàn)樽饔迷跂艠O上的電壓而導(dǎo)致的。因?yàn)榻咏愕臇艠O電流，那么柵極則可以看作是開路，相像于電流傳送器的Y端。柵極被源極電壓跟隨，源極電壓和電流沒有關(guān)聯(lián)，所以，具有這一特性即輸入阻抗的源極端相似于電流傳送器的X端。傳輸?shù)铰O的電流是來自注入源極的電流，而擁有無窮的阻抗的

72、樓極端相似于電流傳送器的Z端。所以，如果晶體管是理想的，那么可以將其視為負(fù)電流傳送器（CCII-）,此晶體管理想條件則是應(yīng)具有基-射（或柵-源）和基極（柵極）有為零的電流這兩個(gè)特性。</p><p>　　圖 圖3.3 CMOS CCII+的實(shí)現(xiàn)原理圖</p><p>　　從上面的分析可以得出，CCII的性能依賴于兩個(gè)電壓跟隨器的兩個(gè)輸入之間的能力還

73、取決于端口之間的電流傳輸能力之間的輸入和輸出阻抗的差異。因此，CCII這兩個(gè)屬性可以實(shí)現(xiàn)使用無關(guān)，那么由CCII結(jié)合形成。圖3.3 CMOS實(shí)現(xiàn)CCII +原理圖。它是利用常見的兩個(gè)CMOS運(yùn)算放大器和電流鏡的一個(gè)簡單實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)CMOS運(yùn)算放大器通過一個(gè)負(fù)反饋的方式實(shí)現(xiàn)CCII的兩個(gè)輸入之間的電壓跟隨，使用簡單的電流鏡來實(shí)現(xiàn)輸入和輸出之間的CCII電流跟隨。</p><p>　　作為第二代電流傳送器電路的電流模式

74、最流行通用的積木部件，其最大的優(yōu)勢在于它的設(shè)計(jì)靈活性。首先，它有兩個(gè)電流輸入，電壓輸入，因此，可以很容易地實(shí)現(xiàn)電壓模式信號處理電路，可以很方便地實(shí)現(xiàn)電流模式信號處理電路。第二，它可以添加一些無源元件或多個(gè)級聯(lián)CCII，可以很容易地實(shí)現(xiàn)該技術(shù)，在模擬中，一些基本的信號處理功能（加/減，比例，積分等）。在文獻(xiàn)中，史密斯CCII在受控源阻抗變壓器阻抗逆變器，旋轉(zhuǎn)裝置，和各種模擬計(jì)算元件中的應(yīng)用程序的詳細(xì)說明中</p><p

75、><b>　　第四章 模擬電感</b></p><p>　　在集成電路中，由于工藝的原因，不允許有電感的出現(xiàn)，因此，以有源電路來模擬電感的功能一直是電路設(shè)計(jì)的一個(gè)重點(diǎn).電流傳送器這種新器件被提出后，很多人就一直在研究怎么用電流傳送器為有源器件模擬電感，現(xiàn)在還不斷有新型的模擬電感問世。它們從不同的角度，如元器件的最少化、可集成性、可調(diào)節(jié)性和靈敏度，來優(yōu)化電路性能。另外，還有的電流傳送器

76、有源電路通過模擬阻抗或?qū)Ъ{函數(shù)來實(shí)現(xiàn)電感的功能。本章將來討論一些模擬電感的性能。</p><p>　　4.1 基于AD844模擬電感的實(shí)現(xiàn)電路</p><p>　　4.1.1接地電感的實(shí)現(xiàn)與模擬</p><p>　　對于接地電感的模擬，我們根據(jù)AD844端口特性，可以構(gòu)造如圖4.1電路實(shí)現(xiàn)：</p><p>　　圖4.1 模擬接地電感<

77、/p><p>　　其傳輸阻抗Z=，當(dāng)Z1、Z3為電阻，Z2為電容時(shí)，Z表現(xiàn)為感性阻抗。</p><p>　　接下來用AD844模型來具體推導(dǎo)并模擬起阻抗特性。</p><p>　　在通常情況下，Z1＞＞Rin、Z2＞＞C0，起等效電路為：</p><p>　　圖4.2 模擬等效電路</p><p>　　在圖4.2中

78、 （4.1）</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p><b>　　（4.3）</b></p><p><b>　?。?.4）</b></p><p>　　因

79、此 （4.5）</p><p>　　在上面的推導(dǎo)中，我們設(shè)定了R0為無窮大。但是當(dāng)頻率且時(shí)，我們不能忽略R0因此該模擬電感的適用頻率，下面我們用PSPICE模擬的方法驗(yàn)證其電感特性，設(shè)濾波電路如下圖所示：</p><p>　　圖4.3 RLC濾波電路</p><p>　　其中R1=1k?，R

80、2=1k?，C1=0.541nF，C2=1.3065nF，L1＝1.3065mH，L2=0.541mH</p><p><b>　　電壓輸出特性為：</b></p><p>　　圖4.4 電壓輸出曲線</p><p>　　采用AD844模擬接地電感，電路圖4.5如下所示：</p><p>　　圖4.5 模擬接地電感&

81、lt;/p><p>　　其中，R1=l k ?，R2=1 k ?，C1=0.541nF，C2=1.3065nF，</p><p>　　R3=l k ?，R4=l k ?，C3=1nF</p><p>　　R5=1.3kQ，R6=0.54ko，C4=1nF</p><p><b>　　電壓輸出特性為：</b></p>

82、;<p>　　圖4.6 電壓輸出曲線</p><p>　　由圖4.4與圖4.6所示，此模擬電感在特性上接近實(shí)際電感。</p><p>　　說明：此設(shè)計(jì)雖然可以很接近實(shí)際的電感，但是其結(jié)構(gòu)太復(fù)雜，在我們實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中還時(shí)不容易實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　4.1.2 浮地電感的實(shí)現(xiàn)與模擬</p><p>　　對于浮地電感的模擬，

83、我們可借助基于運(yùn)算放大器的模擬接地電感電路實(shí)現(xiàn).下面是基于運(yùn)算放大器的模擬電感電路：</p><p>　　圖4.7 運(yùn)放模擬電感電路</p><p>　　其實(shí)現(xiàn)阻抗為： （4.6）</p><p>　　利用增加冗余法，我們得到基于CCII–的電路如下所示：</p><p>　　圖4.8

84、CCII-模擬電感電路</p><p>　　其阻抗不變。我們可以從理論上推導(dǎo)其阻抗公式：</p><p><b>　　圖4.9 等效電路</b></p><p>　　由圖4.9可以看出： (4.7)</p><p><b>　　(

85、4.8)</b></p><p><b>　　(4.9)</b></p><p><b>　　(4.10)</b></p><p>　　由方程（4.8）、（4.10）我們得到 (4.11)</p><p><b>　　

86、(4.12)</b></p><p>　　由此得 (4.13)</p><p><b>　　(4.14)</b></p><p>　　因?yàn)?，所以找?（a為系數(shù)）</p><p>　　從方程（4.13）、（4.14）的得到

87、 (4.15)</p><p>　　所以 (4.16)</p><p>　　又因 ，最后得到 (4.17)</p><p>　　由前面的模型，可以推導(dǎo)出實(shí)際模擬電感L及D元件值。</p><p>　　假設(shè)Z

88、1=Z3=Z4=Z5=R </p><p>　　其中R<<或者因此與 可視為開路。對于中頻阻抗很小，因此可以視為開路。</p><p>　　由此我們得出： (4.18)</p><p><b>　　其中S= 當(dāng)時(shí)</b></p><p><b>　　(4.19)</b

89、></p><p>　　又因?yàn)?lt;<所以 (4.20)</p><p>　　模擬電感如下圖示： </p><p>　　圖4.10 模擬電感</p><p>　　同理，當(dāng)Z2=Z3=Z4= R且時(shí)，</p><p>　　得到模擬D元

90、件下圖所示：</p><p>　　圖4.11 模擬D元件</p><p>　　我們采用PSPICE的方法驗(yàn)證其電感特性。</p><p>　　設(shè)一串聯(lián)諧振回路如下圖所示：</p><p>　　圖4.12 諧振回路</p><p>　　其中R＝1k?,，L=1mH，C＝1nF 電流輸出曲線如下圖所示。</p

91、><p>　　圖4.13 理論電流曲線</p><p>　　采用基于AD844的電感模擬電路代替實(shí)際電感。</p><p>　　其電流輸出曲線如下所示：</p><p>　　圖4.14 模擬電流輸出曲線</p><p>　　圖4.14由圖4.13與圖4.14所示，此模擬浮地電感在特性上接近實(shí)際電感。</p>

92、<p>　　說明：此電路在特性上時(shí)可以很接近實(shí)際的電感，但是它的電路很復(fù)雜，理論推導(dǎo)也很復(fù)雜，不適合在實(shí)際當(dāng)中來操作。</p><p>　　4.2 常用模擬電感電路的分析</p><p>　　下面介紹幾種實(shí)際當(dāng)中常用的模擬電感電路；</p><p>　　第一種：其結(jié)構(gòu)仿造放大器的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖4.15 模擬電感&

93、lt;/p><p><b>　　(4.21)</b></p><p>　　其導(dǎo)納分別為 ，，若，</p><p>　　則可實(shí)現(xiàn)R—L阻抗 (4.22)</p><p><b>　　若導(dǎo)納為 ，，</b></p>&l

94、t;p>　　則可實(shí)現(xiàn)C—D阻抗 (4.23)</p><p>　　此電路可用于實(shí)現(xiàn)接地電感及接地D元件。</p><p><b>　　第二種：</b></p><p>　　如圖4.16所示它以第二代正電流傳送器(CCII+)為有源器件，用三個(gè)正電流傳送器設(shè)計(jì)模擬電感，它模擬電感

95、的優(yōu)點(diǎn)有：a、所有的無源元件都接地；b、電感值可獨(dú)立調(diào)節(jié)；且不用大電容就可容易實(shí)現(xiàn)大電感；c、無須特別的元件匹配條件。</p><p>　　圖4.16 CCII+模擬電感</p><p>　　各端電壓的設(shè)置如圖4.16所示：由圖可以知道第三個(gè)傳輸器的Z端的電流為Ii，第一個(gè)傳輸器的X端電壓為Vi，那么電流IY3=ViY3。由此流進(jìn)第一個(gè)傳輸器Z端的電流也是ViY3。由于電流傳輸器性質(zhì)得到

96、：流進(jìn)第三個(gè)傳輸器Z端的電流為Ii，那么流進(jìn)第三個(gè)傳輸器X端的電流為Ii，則,所以，.</p><p>　　那么流進(jìn)第二個(gè)傳輸器Z端的電流為V1Y1，所以流進(jìn)X端的電流也是V1Y1。</p><p>　　所以，代入得： （4.24） </p><p><b>　　經(jīng)過移項(xiàng)處理：</b></

97、p><p>　　故此得到該電路得輸入阻抗： （4.25）</p><p><b>　　如果選擇，，，，則</b></p><p><b>　?。?.26）</b></p><p>　　另外，當(dāng)取不同的值，可以獲得電感，負(fù)電感和電阻的串并聯(lián)組合。&

98、lt;/p><p>　　說明：該設(shè)計(jì)能滿足我們的實(shí)際要求，并且滿足接地的要求，只用了電阻和電容就實(shí)現(xiàn)了，但是我門可以看到的是這個(gè)電路太復(fù)雜了，不夠簡單，功耗大，經(jīng)濟(jì)不合算，制作要難一些，尺寸大，只是在理論上可行，但在實(shí)際的制作當(dāng)中是不值得推廣的。</p><p><b>　　第三種：</b></p><p>　　由于第二中方法復(fù)雜了，改進(jìn)后得到圖4

99、.17所示電路，它用兩個(gè)正電流傳輸器實(shí)現(xiàn)模擬電感，它模擬電感的優(yōu)點(diǎn)：a、無源元件都接地：b、電感值可獨(dú)立調(diào)節(jié)；c、無須特別的元件匹配條件、d、這個(gè)比圖4.16的電路更加簡單，而且實(shí)現(xiàn)的功能是一樣的。</p><p>　　圖4.17 CCII+和CCII-模擬電感</p><p>　　對該電路進(jìn)行分析其特性：</p><p>　　首先設(shè)輸入電壓是Vin，電流為Iin

100、，那么CCII＋的X端電流也為Iin ，電壓為－IinR21，由電流傳輸器的性質(zhì)得到CCII+的Y端電壓為－IinR21，由電路圖得到CCII–的Z端的電壓為－IinR21，則CCII–的Z端的電流：</p><p><b>　?。?.27）</b></p><p>　　由CCII–的X端的電流是： IX=

101、 （4.28）</p><p>　　根據(jù)傳輸器的特性得到： （4.29）于是 IinR21CS= (4.30) </p><p>　　由此可推導(dǎo)出：

102、 (4.31)于是得到了L=R12R21C (4.32)</p><p>　　可見該電路可實(shí)現(xiàn)接地電感，并且沒有附加電阻。</p><p>　　其實(shí)現(xiàn)的電感如圖所示：</p><p>　　圖4.18 等效電感</p>

103、<p>　　經(jīng)測量L=CR12R21</p><p>　　說明：這個(gè)電路比較簡單，功耗低，體積小，容易調(diào)節(jié)，制作較容易，推導(dǎo)很容易看懂，便于在實(shí)際當(dāng)中操作調(diào)節(jié)，滿足我們的設(shè)計(jì)要求，即要求可實(shí)現(xiàn)接地電感。</p><p>　　第五章 基于電流傳送器濾波器的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1濾波器的基礎(chǔ)知識</p><p>　　濾波器，

104、也被稱為選頻網(wǎng)絡(luò)，它是一個(gè)特定的頻率或頻率以外的頻率的頻率濾波電路，它的功能是有效地獲得一個(gè)特定的頻率或刪除一個(gè)特定的頻率。在現(xiàn)代化的通訊設(shè)備，電子測量儀器，以使其更好地在各種嘈雜的環(huán)境中使用，幾乎所有的電路必須過濾，以提高性能。電流模式濾波器的一般結(jié)構(gòu)，如圖5.1所示。數(shù)字表示該數(shù)字的輸入電流信號，表示輸出電流信號。</p><p>　　圖5.1 濾波器原理方框圖</p><p>　　5

105、.2高階濾波器的實(shí)現(xiàn)方法</p><p>　　高階濾波器被稱為階次大于或等于4個(gè)過濾器的順序。其實(shí)施有五種方法。1.直接合成方法：它使用一個(gè)或多個(gè)有源元件和無奈的RC網(wǎng)絡(luò)，包括一些特定的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)高階濾波器。2.級聯(lián)的實(shí)現(xiàn)方法：它使用兩個(gè)或更多的活性級聯(lián)來實(shí)現(xiàn)高階濾波器的雙二次部分。由于級聯(lián)濾波器容易設(shè)計(jì)和調(diào)整，這種方法被廣泛地用在工業(yè)上。3.電感模擬：它使用一個(gè)容性負(fù)載的回轉(zhuǎn)器作為電感器，例如經(jīng)典的無源梯

106、形濾波器的有源RC網(wǎng)絡(luò)仿真可以直接轉(zhuǎn)換成有源濾波器實(shí)現(xiàn)，這個(gè)轉(zhuǎn)換的有源濾波器保留了許多被動實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)。4.廣義導(dǎo)抗法：它和電感器的模擬方法是非常類似的經(jīng)典的RLC全面的耦合頻率相關(guān)的阻抗變換。不影響此轉(zhuǎn)換的阻抗的傳遞函數(shù)乘以每個(gè)比例因子，引入了一個(gè)新的縮放因子的有源元件，即依賴于頻率的阻抗裝置。這是很容易使用主動網(wǎng)絡(luò)，廣義導(dǎo)抗的主要優(yōu)點(diǎn)是，它采用運(yùn)算放大器的數(shù)量比相應(yīng)所需的電感模擬少數(shù)的運(yùn)算放大器。5.多回路的反饋法：它連接到一個(gè)給

107、定的多回路的反饋來實(shí)現(xiàn)高階的濾波器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，由一階或二階濾波器部分。這種方法可以保持級聯(lián)的方法有本質(zhì)的積木，實(shí)現(xiàn)濾波器可以實(shí)現(xiàn)由電感模擬方法和廣義導(dǎo)抗多個(gè)過濾器的方法來實(shí)現(xiàn)具備的一些特征。</p><p>　　5.3 CCII濾波器設(shè)計(jì)方法</p><p>　　濾波器的設(shè)計(jì)方法是實(shí)現(xiàn)濾波器的一個(gè)重要手段。目前，歸納起來有兩大類：一是濾波器的傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)方法直接為對象，有代表性的是級聯(lián)設(shè)計(jì)和

108、多回路反饋方法：二是無源LC梯形網(wǎng)絡(luò)為對象所代表的間接模擬設(shè)計(jì)，濾波器的設(shè)計(jì)方法信號仿真方法。由于目前發(fā)射機(jī)濾波器設(shè)計(jì)中的功能與靈活，多功能，高性能，速度等方面的優(yōu)勢，CCII濾波器設(shè)計(jì)成為一個(gè)熱門的話題，在這兩個(gè)基礎(chǔ)上的設(shè)計(jì)方法，提出了一些CCII濾波器的設(shè)計(jì)。描述如下：</p><p><b>　?。?）等效實(shí)現(xiàn)</b></p><p>　　由于SAB電路設(shè)計(jì)已經(jīng)

109、發(fā)展得比較成熟，所以人們會想到通過等效變換CCII濾波電路。實(shí)驗(yàn)證明了通過濾波電路性能CCII的確大大優(yōu)于原型電路性能得到等價(jià)變換。轉(zhuǎn)化是可以得到潘氏變換電壓運(yùn)算放大器和CCII零等價(jià)關(guān)系。另一種變換變換的共軛網(wǎng)絡(luò)，</p><p>　　圖5.2電子元件和相應(yīng)的共扼元件</p><p>　　等效轉(zhuǎn)換通過一個(gè)電壓模式電路的電流模式電路變換過程中，傳遞函數(shù)和靈敏度不改變，就可以完成這種設(shè)計(jì)方法

110、與原型電路密切相關(guān)的。</p><p><b>　　（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　電容濾波設(shè)計(jì)的核心單元和電壓轉(zhuǎn)換單元，在圖5.3a)與b)中總結(jié)，那么這兩個(gè)設(shè)計(jì)步驟可以設(shè)計(jì)任何濾波器的階數(shù)。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，為電壓模式的方法。</p><p>　　a)電容濾波單元 b)電