CMOS有源低通濾波器的研究與設(shè)計.pdf

1、有源模擬濾波器在通信和信號處理等領(lǐng)域一直扮演著重要角色。隨著模擬信號帶寬的增加，高頻濾波器的設(shè)計變得越來越重要。基于運算放大器的有源濾波器雖然能獲得非常高的線性度，但受運算放大器增益帶寬積等參數(shù)的限制，濾波器帶寬很難提高。本文主要研究高頻、低功耗連續(xù)時間有源低通濾波器的設(shè)計，首先詳細(xì)介紹了濾波器的理論基礎(chǔ)和高階有源濾波器的實現(xiàn)方法。然后分別討論并設(shè)計了Gm-C濾波器和源極跟隨濾波器兩種結(jié)構(gòu)的巴特沃茲類型有源低通濾波器。
　　在Gm

2、-C濾波器的設(shè)計中，本文介紹了跨導(dǎo)放大器的原理及應(yīng)用，并給出了寬擺幅、高線性度、低功耗跨導(dǎo)放大器的電路結(jié)構(gòu)?？鐚?dǎo)放大器采用互補差分對結(jié)構(gòu)，在不增加功耗的情況下，能顯著提高跨導(dǎo)增益。利用已有的兩階Gm-C濾波器單元，本文采用級聯(lián)法設(shè)計了六階巴特沃茲型濾波器，并針對Gm-C濾波器受工藝溫度影響大的缺點，設(shè)計了主從式的調(diào)諧電路。文中通過采用差分調(diào)諧方式和高增益調(diào)諧電路來提高調(diào)諧靈敏度，保證濾波器的良好性能。對于源極跟隨濾波器的設(shè)計，本文首先討

3、論了源跟隨器的優(yōu)點，然后介紹并設(shè)計了兩階全NMOS管的源跟隨濾波器單元，最后用全NMOS管和全PMOS管的兩階單元交替級聯(lián)實現(xiàn)了六階巴特沃茲型低通濾波器。3-bit位可控電容陣列有±25％的調(diào)諧范圍，能有效降低工藝偏差和寄生帶來的影響。
　　基于TSMC65nm CMOS工藝，本設(shè)計分別對Gm-C濾波器和源極跟隨濾波器進行了晶體管級的設(shè)計，并完成了電路版圖設(shè)計及后仿真。仿真結(jié)果表明，兩種濾波器都具有880MHz的3dB帶寬。當(dāng)輸入