【摘 要】
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随着无线通信技术的快速发展,对多标准、多频段接收机的需求也在增加。传统滤波器的频率响应相对固定,在多模多频接收机中将不再是理想的选择,而N通道滤波器由于具有中心频率可调、品质因数较高、易于集成、能较好地在接收机前端实现多频滤波功能等特点,近年来受到越来越多的关注。与此同时,由于N通道滤波器的开关采样特性,使滤波电路在通带内会出现高次谐波和谐波混叠等问题,限制了电路的应用范围。因此,本文针对电路中的
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随着无线通信技术的快速发展,对多标准、多频段接收机的需求也在增加。传统滤波器的频率响应相对固定,在多模多频接收机中将不再是理想的选择,而N通道滤波器由于具有中心频率可调、品质因数较高、易于集成、能较好地在接收机前端实现多频滤波功能等特点,近年来受到越来越多的关注。与此同时,由于N通道滤波器的开关采样特性,使滤波电路在通带内会出现高次谐波和谐波混叠等问题,限制了电路的应用范围。因此,本文针对电路中的谐波问题展开研究,主要工作如下:（1）研究并设计了一款基于采样计算的差分N通道滤波器。在该电路中,通过将两个存在时间偏移的N通道滤波器叠加,来抑制谐波混叠效应。同时,将N通道滤波器设计为差分电路结构,利用信号差分方式对偶次谐波进行抑制,而其余谐波利用开关之间的相位差,也实现了一定的衰减。在SMIC110nm工艺下对电路进行仿真,仿真结果表明:在工作电压为1.2V的情况下,电路中心频率在0.3-1.0GHz范围内都能实现对谐波的抑制,其中在3fs和5fs处的抑制达到了49d B和67d B,对于（k N±1）fs处的最强谐波混叠信号的衰减达到了51.8d B。（2）为了模拟理想情况下的正弦本振时钟,设计了一种正弦拟合谐波抑制电路。通过将多个时钟通道按一定增益比叠加,将整个本振时钟周期近似拟合为正弦信号。用该近似正弦时钟信号驱动N通道滤波器的多相开关,能有效地抑制N通道滤波器的高次谐波。为了实现所需的增益比,本设计采用跨导放大器提供增益和改变MOS开关导通电阻两种方式。在SMIC110nm工艺下对所设计的电路进行仿真验证,仿真结果显示:在工作电压为1.2V的情况下,两种方式都较好的实现了对谐波的抑制。跨导结构中心频率可调范围为0.1-1.1GHz,并在3fs和5fs处的抑制达到了45d B和57d B,而开关结构中心频率可调范围为0.1-3.0GHz,在3fs和5fs处的抑制为44d B和50d B。本文研究的两款N通道滤波器对谐波有着较好的抑制作用。经过版图设计与电路后仿验证,所得结果与前仿基本一致,能适用于接收机前端滤波。
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