论文部分内容阅读
随着集成电路产品广泛应用到民用领域和军事领域的各个方面,人们对集成电路的性能要求也不断提高。滤波器作为通信系统中应用极为广泛的单元之一,它在信号的获取、传输及处理中起着非常重要的作用。多数情况下,滤波器性能的好坏,将对整个系统的性能产生决定性的影响。因此随着信息科学技术尤其是无线通信技术的不断演进,对滤波器功能及性能的要求也不断的提高。而由于N通道滤波器具有时钟频率直接可调,比CMOS片上LC滤波器具有更高的品质因数,高线性度和完美的缩放工艺等特点,使得很多人将目光投向N通道滤波器技术。本文旨在对N通道滤波技术进行深入研究并设计出性能优良的N通道滤波器电路。为了实现此目的,本文首先研究和分析了设计N通道滤波器需要掌握的电路理论,同时对米勒滤波技术、中心频率变换技术、增益提高技术等多种技术进行了深入研究。然后在此基础上,完成了以下三款N通道滤波器的设计与仿真验证:(1)研究了一款单端米勒N通道带通滤波器,使用米勒滤波技术,实现电容倍增,有效减少芯片面积,实现开关导通电阻倍减,减少本振支路功耗。通过对8通道带通滤波器前仿真验证:其频率可调范围为0.2~2.3GHz,3dB带宽为5MHz,增益17dB~18.9dB。输入三阶交调点为8.7dBm。噪声系数为5.4dB。(2)研究设计了一款全差分米勒N通道带通滤波器,通过两个中心频率不同的N通道滤波网络差分,增加滤波器的带宽和阶数。同时使用中心频率变换技术,使得两个中心频率不同的N通道网络由一个时钟控制产生,且两个N通道网络的中心频率相对于时钟频率上下偏移相同的量。通过对8通道带通滤波器前仿真验证:其频率可调范围为0.2~2.3GHz,3dB带宽增加为40MHz,增益26dB~27.8dB。输入三阶交调点为21.5dBm。噪声系数为8.2dB。(3)研究了一款N通道陷波带通两用滤波器,使用时钟差分技术和增益提高技术,该电路具有结构简单易于实现两种滤波的特点。对8通道滤波器进行了前仿真验证,之后完成了版图设计与后仿真验证。后仿真结果显示,其频率可调范围为0.2~2.2GHz,带通滤波时增益8.0dB~9.2dB,陷波时增益为-5dB~-4dB,最大抑制比为22dB。输入三阶交调点为13.3dBm,噪声系数为4.2dB。