全集成连续时间滤波器的设计

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连续时间滤波器在各种通信和信号处理领域中有着广泛的应用,而全集成连续时间滤波器可以使整个系统更加稳定和可靠地工作。本论文对连续时间滤波器的设计进行了系统的研究,给出了三种全集成滤波器的设计方法。 首先,对于低频应用,可以使用 R-MOSFET-C 滤波器。它是由运算放大器构成的,但是其结构类似于有源 RC 滤波器。这些滤波器用标准的 CMOS 工艺实现,利用工作在线性区的 MOS 管来替代无源电阻。通过调节 MOS 管的栅极电压可以调节其等效的有源电阻,从而可以连续地调节滤波器的截止频率。文中提出了R-MOSFET-C 滤波器的一种设计方案,并给出了设计实例,该设计的仿真结果表明了它具有和有源 RC 滤波器相同的特性。 其次,对于应用频率较高的滤波器,介绍了新型元件运算跨导放大器 OTA,给出了它的模型以及应用原理,文中提出了一种 OTA 电路的设计,给出了电路参数,并且在此基础上,介绍了如何将无源 RLC 梯形滤波器转换成有源 OTA-C 滤波器。在给出的设计例子中,采用实际的 OTA,且对该实际的 OTA 的跨导进行了测试,最后的仿真结果表明,所设计的 OTA-C 滤波器满足设计要求,而且通过改变偏置电流可以使滤波器的截止频率连续地变化。 最后,对滤波器的调谐问题进行了研究。通过对多环反馈结构的详细讨论,介绍了 IFLF OTA-C 滤波器。由于元件值的不精确,需要对设计的滤波器进行调谐。调谐的方法可以分为两大类,一是直接调谐,二是间接调谐。本文给出了基于峰值调谐的设计方法,并且设计了一个五阶的 IFLF OTA-C 滤波器。最后的仿真结果表明 IFLF OTA-C 滤波器满足设计要求。
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