电流模式的带通滤波器设计

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  【摘 要】随着电子技术的发展,电流模式电路也越来越受到人们的关注,尤其是CCII(第二代电流传输器),本文利用CCII(第二代电流传输器)设计带通滤波器电路,该电路仅使用一个CCII和两个电阻元件,两个电容元件,与同类电路相比,该电路结构简单。本文分析了第二代电流传输器的构成电路,并且使用场效应管构成CMOS电流传输器。最后对其进行电路仿真,仿真结果表明该电路设计正确。
  【关键词】电流模式电路;第二代电流传输器;带通滤波器
  在电子电路中,人们长久以来习惯于采用电压而不是电流作为信号变量,并通过处理电压信号来决定电路的功能,从而促成了电压模式电路的诞生和发展。但是,随着被处理信号的频率越来越高,电压型电路的固有缺点开始阻碍它在高频、高速环境中的应用。
  近年来,以电流为信号变量的电路在信号处理中的巨大潜在优势逐渐被认识并被挖掘出来,促进了一种新型电子电路——电流模式电路的发展。电流模电路在速度,带宽和线性度等方面比电压模式有明显的优势,受到越来越多的关注。因第二代电流传输器(CCII)比运算放大器具有更宽的频率范围与动态范围和较大的线性度而受到国内外学者的青睐。由CCII构成的各种有源滤波器、振荡器和阻抗模拟器不断涌出。由CCII及RC元件构成的电流模式滤波器,因具有功耗低、级联时不需要任何匹配装置、电路结构简单、便于集成等优点而特别引人注目。本文使用第二代传输器设计带通滤波器。
  第二代電流传输器(CCII)就是典型的电流模电路的代表。无论信号的大小,都能比相应的运算放大器提供更大带宽下更高的增益,亦即更大的增益带宽积。
  1 第二代电流传输器(CCII)
  图3为本文所设计的带通滤波器电路图。本文选用的是场效应管来设计电流传输器,CCII是由简单的电流镜组成的,通过几个晶体管实现。
  3 电路仿真
  对设计的带通滤波器进行仿真。首先设定各个元器件的参数。当C1=C2=1n,R2=R3=100k时,所得幅频特性和相频特性如下图所示
  理想的中心频率为15MHz,由仿真得到的幅频特性曲线可知,仿真得到的中心频率与计算所得基本吻合,而其通带带宽约22MHZ。而其相频特性也与理想情况下基本相符。
  4 总结
  本文选用CCII(第二代电流传输器)设计电流模式的带通滤波器,为了使电路尽可能简单,本文仅选用一个CCII进行电路设计。
  本文所设计的电流模式二阶带通滤波器具有以下特点:(1)结构简单,仅选用一个CCII和四个RC元件;(2)功耗低;(3)本文设计的CMOS电流传输器具有低功耗高带宽的特点。
  参考文献:
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  作者简介:
  纪鹏(1990-);性别:男;民族:汉族;籍贯:河南省;职务/职称:学生;学历:研究生;单位:西北工业大学电子信息学院;研究方向:集成电路工程
  (作者单位:西北工业大学电子信息学院)
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