文摘

本文提出一个电流差分跨导放大器(CDTA)为基础的全通的电流模式滤波器。建议的配置利用接地电容器使它适用于集成电路的实现。它的输入阻抗和输出阻抗低高,因此适合层叠。电路不使用任何匹配的约束。nonideality分析电路的。两个应用程序,即一个正交振荡器和高问带通滤波器是与该电路开发的。模拟电路的功能验证与香料使用0.35 米台积电CMOS技术参数。

1。介绍

过滤应用程序中有关语音或音频频率范围、大小特征发挥重要作用由于耳朵变化不敏感阶段而阶段特征视频信号传输的主要方式。所有通过过滤器广泛用于改变输入信号的相位,同时保持振幅恒定所需的频率范围。全通滤波器也被用于实现对偶元素控制振荡器频率与谐波抑制某些利益和正交属性(1),多相振荡器(2),和高质量的频率选择性滤波器(3]。

本文的主要目的是提供一个当前模式一阶全通滤波器配置基于CDTA [4]。可用一阶电流模式的详细研究全通滤波器基于CDTA [5- - - - - -11)表明,他们使用单一CDTA和外部电阻(5,6];几乎两个CDTAs和接地电容(7- - - - - -9,11];结构(10)依赖于匹配约束。电流模式滤波器应表现出低投入和高输出阻抗容易cascadability,这个功能并不是出现在结构(5- - - - - -9,11]。提出当前模式全通配置使用一个CDTA称为ZC-CDTA (Z CDTA副本)(12,13)和一个接地电容器。提出了低输入阻抗和输出阻抗高,使用不匹配的约束。提出了两种结构在10)使用一个ZC-CDTA和接地电容的提议。然而,结构之一10)使用的终端数量比提出了一个而另一个结构使用匹配滤波器实现条件。nonidealities CDTA的电路也进行了分析。两个应用程序即正交振荡器和一个高问带通滤波器是使用该电路开发的。所有电路的功能验证与香料使用0.35模拟μ米台积电CMOS技术参数。

2。电路描述

ZC-CDTA图所示的电路符号1。ZC-CDTA的端口的关系可以表现为以下矩阵: 在哪里 是ZC-CDTA的跨导。ZC-CDTA CMOS的内部电路的互补金属氧化物半导体(12图中所示2。跨导的价值( )表示为 偏置电流可以调整吗 ZC-CDTA。


图1
电路ZC-CDTA的象征。

图2
ZC-CDTA实现。

拟议的一阶全通滤波器基于ZC-CDTA如图3。它使用一个ZC-CDTA和一个接地电容器。提出了电路的传递函数可以表示为 及其相应的相位响应可以表示为 可以指出,没有匹配滤波器实现和极点频率约束 可以调整电子通过改变偏置电流( ZC-CDTA)。


图3
全通滤波器提出了当前模式。

3所示。不理想的分析

频率滤波电路的性能由于nonidealities可能偏离理想的一个。nonidealities效应可以被归类在两组:寄生和传输错误。CDTA的等效电路存在nonidealities可以表示为如图4(8]。的抗性 和 在寄生阻抗 和 端口,分别,而并联输出阻抗( )是目前在港口 , , , 。当前的转移 和 港口 端口可能不同于统一价值和由这些跟踪错误 和 。跨导的准确传输 来 和 港口是建模 。考虑到上述错误,传递函数(3)成为 CDTA电路的数字2,在端口阻抗的值 远小于港口 (12),因此(5)减少 的价值 这样也是非常大的吗 也可以被忽略。因此,(6)成为 获得相应的阶段 这可能指出,获得和极点频率稍微偏离理想值。提出了拓扑寄生电容 可能是适应外部电容器吗 和极点频率可以接近设计值通过调整跨导的价值。


图4
ZC-CDTA nonidealities。

4所示。应用程序

在本节中,提出了APF的两个应用程序。

4.1。正交振荡器

图的全通滤波器3可用作正交振荡器当与一个积分器在一个封闭的循环。图5显示所需的连接。分析电路的图5给下面的特征方程 条件和振荡频率表示为 两个输出电流之间的关系 和 获得的是 因此当前输出给正交关系。它也可以指出从(10)和(11),振荡的频率可以调整电子同步调整 和 。


图5
提出了正交振荡器。
4.2。带通滤波器

一个高问带通滤波器可以获得与全通滤波器提出了使用的方法3]。所需的连接如图6。它由两个全通滤波器级联(第一和第二CDTA)和电流放大器反馈回路(3日和4日CDTA)。分析电路的图6给下面的传递函数: 在哪里 ,电流增益 是3日和4日的跨导率CDTAs。滤波器参数 和问可以获得的


图6
提出了带通滤波器。

它可能是指出的价值问的偏置电流可以调整比例3日和4日CDTA,,也不依赖于温度的。可以指出,传递函数(13)双零频率 因此不同于理想带通传输有一个零。因此,将会有偏差反应级阶段,但可以近似为带通中心频率附近的响应(14]。

5。仿真结果

验证理论分析,图的电路3是专为90°的相移吗 MHz。台积电0.35的模型参数μm CMOS工艺和供应电压的 使用。各种晶体管的纵横比来自[12)和40的偏置电流μ使用一个。大小和相位响应的仿真结果如图所示7这与理论预测显示关闭协议。提出了全通滤波器的瞬态响应,如图8为1.35 MHz的正弦信号清晰地描绘了一个输入和输出之间的相位差90°。输入和输出大小之间的关系如图9。


图7
提出电流的大小和相位响应模式全通滤波器。

图8
瞬态响应的滤波器与正弦输入为1.35 MHz。

图9
大小的输入和输出之间的关系。

为了演示正交振荡器的功能,一个振荡器是专为1.35 MHz的频率。各种组件值 pF和 μ答:目前的正交振荡器输出的模拟结果如图所示10。


图10
正交电流输出该振荡器的拓扑。

带通滤波器是专为135 KHz的频率与100 pF电容器和偏置电流 μa的值问是随偏置电流吗03。模拟结果如图11。


图11
级的情节提出了带通滤波器。

6。结论

新一厘米一阶全通滤波器配置基于单个CDTA和一个接地电容器已被提出了。拓扑适用于级联,因为它具有低投入和高输出阻抗。具有吸引力的特性的电子可调谐性杆的频率和相位特征。两个应用程序开发即正交振荡器和一个高问带通滤波器使用提出的全通滤波器。提出了电路的功能验证通过香料模拟使用0.35μ米台积电CMOS技术参数。