高速模擬低通濾波器電路的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、本文針對高速模擬低通濾波器的研發(fā)需求，基于模擬濾波器的基本原理，提出了優(yōu)化橢圓濾波器群時(shí)延電路和設(shè)計(jì)了高速跨導(dǎo)器等單元電路，并通過數(shù)學(xué)建模仿真，進(jìn)而完成了跨導(dǎo)電容和開關(guān)電流兩種濾波器的研究設(shè)計(jì)和分析討論。
　　研究了連續(xù)時(shí)間跨導(dǎo)電容濾波器，與數(shù)字濾波器相比，可以直接對模擬信號處理，而不需要數(shù)模、模數(shù)等轉(zhuǎn)換電路，與傳統(tǒng)的有源RC濾波器相比，減少了對無源器件的需要，并且可以通過外部控制電壓或者控制電流調(diào)節(jié)跨導(dǎo)器的跨導(dǎo)值，完成對濾波器的

2、截止頻率和品質(zhì)因數(shù)的調(diào)節(jié)。
　　通過對跨導(dǎo)電容濾波器電路的討論，明確了跨導(dǎo)器在Gm-C濾波器的核心作用，并基于此設(shè)計(jì)了高速應(yīng)用的跨導(dǎo)器。針對橢圓濾波器群時(shí)延特性差，設(shè)計(jì)了優(yōu)化橢圓濾波器群時(shí)延特性的均衡時(shí)延電路。
　　仿真結(jié)果顯示，Gm-C濾波器未加均衡時(shí)延電路的SFDR為61dB，濾波器的截止頻率為160.3MHz，群時(shí)延為65ns，接入均衡時(shí)延電路后SFDR為57dB，截止頻率為160.9MHz，群時(shí)延變化為11ns?；?/p>

3、高速橢圓濾波器群時(shí)延特性較差，本文加入均衡時(shí)延濾波器電路來校正群時(shí)延特性，同時(shí)不影響前級的幅頻特性，從而達(dá)到優(yōu)化整體濾波器的性能。
　　開關(guān)電流(SI)濾波器是處理離散時(shí)間的信號，輸入信號經(jīng)過電流的采樣和保持后，通過開關(guān)電流積分器對電流信號進(jìn)行處理，最后經(jīng)過濾波器輸出離散時(shí)間信號?；陂_關(guān)電流濾波器優(yōu)良的高頻特性，進(jìn)行了SI濾波器的原理分析和電路設(shè)計(jì)。
　　根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和Cadence仿真得，SI濾波器的SFDR為62dB，

4、濾波器的截止頻率為161.6MHz，群時(shí)延為24ns。
　　本文基于橢圓濾波器，建立兩種完整的低通濾波器電路基本單元電路和仿真方案。綜合這兩種濾波器，在保證同樣的幅度條件下，SI濾波器能顯著減少輸出信號的失真度。
　　討論了模擬低通濾波器的相關(guān)設(shè)計(jì)思路和手段，并針這兩種濾波器常見的設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了理論分析、數(shù)學(xué)建模和模擬仿真。給出了實(shí)際跨導(dǎo)器、共模反饋電路和運(yùn)算放大器等單元子電路的設(shè)計(jì)結(jié)果及Cadence仿真結(jié)果。