全集成連續(xù)時(shí)間有源濾波器的設(shè)計(jì).pdf

1、近年來,隨著移動(dòng)通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,高頻全集成連續(xù)時(shí)間有源濾波器的設(shè)計(jì)己成為國(guó)內(nèi)外微電子、電路與系統(tǒng)研究領(lǐng)域的前沿課題之一,對(duì)于實(shí)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(jié)了國(guó)內(nèi)外全集成連續(xù)時(shí)間濾波器研究現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上,深入研究了全集成OTA-C有源濾波器的設(shè)計(jì)方法,提出了一種對(duì)具有限傳輸零點(diǎn)高Q值的全集成濾波器有效的設(shè)計(jì)方法,并進(jìn)行了SPICE仿真驗(yàn)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(shè)計(jì)電路并進(jìn)行了理論分析,符合低電壓及低功耗的集成電路設(shè)計(jì)理念. 2.對(duì)基本源耦差分對(duì)跨導(dǎo)運(yùn)算放大器進(jìn)行了深入研究,同時(shí)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(shù)的跨導(dǎo)運(yùn)算放大器(OTA)設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)電路圖,并對(duì)其性能進(jìn)行了仿真分析和測(cè)試.測(cè)試結(jié)果表明,OTA線性好、頻帶寬及實(shí)用性強(qiáng). 3.為了很好完成OTA-C全集成有源濾波器的系統(tǒng)設(shè)計(jì),對(duì)級(jí)聯(lián)法、無(wú)源電感替代法

3、及跳耦法等多種典型的設(shè)計(jì)方法分別進(jìn)行了深入理論研究和分析,給出了設(shè)計(jì)實(shí)例,仿真時(shí)嵌入本文設(shè)計(jì)的OTA電路,效果良好. 4.為了很好解決具有有限傳輸零點(diǎn)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(shí)間濾波器的新設(shè)計(jì)方法,它是利用Jacobi法和相似矩陣?yán)碚搶o(wú)源RLC濾波器等效變換為全集成有源濾波器的電路設(shè)計(jì)方法.本文分別給出了低通、高通及帶通濾波器設(shè)計(jì)實(shí)例,仿真效果良好.并且設(shè)計(jì)電路中無(wú)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(diǎn)濾波器的全集成設(shè)計(jì)難題. 5.本文在引入新型器件數(shù)字電位器基礎(chǔ)上,結(jié)合本文設(shè)計(jì)的OTA電路,實(shí)現(xiàn)了可編程跨導(dǎo)運(yùn)算放大器(POTA)電路設(shè)計(jì),并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)了跨導(dǎo)的程控調(diào)節(jié).最后,本文對(duì)可編程二階和高階連續(xù)時(shí)間有源濾波器設(shè)計(jì)分別進(jìn)行了理論推導(dǎo)和分析,給出了設(shè)計(jì)實(shí)例,實(shí)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