基于MOCCⅡ和MCCCⅡ的电流模式连续时间滤波器研究

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连续时间滤波器由于具有较宽的信号带宽、更大的线性度和动态范围、优良的信号处理能力和低电源电压供电等特点,使之而成为当今国内外微电子、电路与系统学界研究的热门课题,它在数模混合信号处理以及通信集成电路中有着重要的应用。基于MOCCII和MCCCII的电流模式滤波器具有动态范围大、线性度好、高速、低耗、结构简单等特点成为众多电流模式滤波器中最具发展潜力的一种滤波器。本文研究了MOCCII和MCCCII的电路实现及基于MOCCII和MCCCII二阶电流模式滤波器和高阶电流模式滤波器的设计。主要工作包括以下几个方面:1、以交叉耦合差动式跨导器电路为基础,提出了结构简单、工作电压低的CMOS CCII电路,采用基本电流镜实现了CMOS MOCCII电路。对提出的CMOS MOCCII电路进行了PSPICE模拟。模拟结果表明,在±2.5V电源电压下,该电路能很好地满足MOCCII的端口特性: vX跟随vY的截止频率均大于100MHz, IZ、IZ|-跟随IX截止频率均大于60MHz,当n值取10时,60MHz范围内,Z端口电流的传输误差小于0.3%,当n值达到50时,Z端口电流的传输误差小于0.1%,n越大,Z端口电流与X端口电流的传输误差越小。2、提出了以跨导线性为基础的由双极晶体管构成的电流控制传输器电路(MCCCII),该电路具有工作频率高、噪声低的特点。通过调节偏置电流I B可以方便地控制电路内部参数R x,这在可调谐电流模式滤波器设计中非常关键。在±5V电源电压,Y端口加入的信号电压范围为-10mV~+10mV下,vX跟随vY的截止频率均大于85MHz, IZ、IZ跟随IX的截止频率均大于40MHz,在曲线较平坦的范围内满足: vX/ vY=0.98, IZ1 /IX=1.02, I(Z2 /IX=1.02, I(Z1)|-/ IX= I(Z2)|-/IX=1.03。仿真的结果证实了所提出的电路完全可以实现电调谐电流传输器的功能,而且性能较好。3、在二阶滤波器方面,提出了基于MOCCII的KHN结构的电流模式滤波器电路、多输入单输出电流模式滤波器、最小元件的通用二阶电流模式滤波器及基于MCCCII的电调谐电流模式二阶滤波器参数等四种MOCCII电流模式滤波器电路。(1)提出的KNH电流模式滤波器由3个MCCCII器件及6个RC元件构成,能同时实现低通、带通、高通输出。(2)提出的多输入单输出的通用电流模式滤波器能实现低通、带通、高通、带阻及全通五种滤波输出。
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