高阶双频Gm-C带通滤波器的设计
发布时间：2020-09-29 10:04
随着集成电路工艺日新月异的发展,以及人们对于传统信号处理领域的需求日渐复杂,各种工作在较高频率段的信号处理使得传统有源滤波器在精度、线性度和调谐要求等方面无法满足,Gm-C滤波器因其高工作频率、较低功耗的特点逐渐走进人们的视线,被越来越多地应用于各个场合。本课题是为了设计用于多普勒接收机前端信号处理的双频Gm-C带通滤波器。本设计首先在系统级层面按照指标要求设计出滤波器的整体结构和元件参数,并且决定采用六级十二阶的双二次型结构的子滤波器级联构成整体的滤波器;然后再设计滤波器中需要的子模块,主要包括带共模反馈电路的差分跨导放大器以及电流基准模块,并按照带通滤波器的级联法来搭建整体电路,再进行相应的仿真验证;最后在华虹0.35um CMOS工艺下进行电路搭建和相应仿真。并且在版图功能模块完成后,为其添加了输入输出端口、bonding-pad、Sealring等部分,构成完整的版图,然后通过了设计规则检查(DRC,Design Rule Check)和版图电路一致性检查(LVS,Layout Versus Schematic),并给出后仿真结果验证滤波器功能。本课题设计的6MHz中心频率的整体版图面积为4200μm×2320μm,12MHz中心频率的整体版图面积同样为4200μm×2320μm。通过后仿真得出,设计的滤波器达到了预期的指标要求,滤波器通带宽度满足±500KHz的要求,并且在距离中心频率1MHz处的衰减超过30dB,通带纹波小于0.3dB,插入损耗小于3dB。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN713.5
【部分图文】：
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 电容在集成过程中需要耗费大量面积，并且电阻和电~20%的误差，使得有源 RC 滤波器的应用受到了诸多掣开关电容滤波器的出现有效缓解了频率偏移严重的问通效应的影响及 Nyquist 带宽的限制，这种滤波器大多的情况下[11-12] 年代，由于高频滤波器需求的增加，越来越多的人将续时间滤波器的研究上，这其中主要包括有源 RC 波器以及 Gm-C 滤波器 MOSFET-C 滤波器由于容易会有中心频率偏差严重的问题[13]而 Gm-C 滤波器的电容的比值决定，并且所使用的跨导放大器 OTA，ce Amplifier 具有电流型电路的工作特点，其能够工波器具有易于集成和调谐，工作速度快等优点[14-15]围对比如图 1-2 所示：
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文集中于对于其结构的改善[21-22]，一方面在于改善所使用的跨导放大器的线性其有更好的动态输入范围，另一方面则在于设计改进 Gm-C 滤波器的调谐，使其在不过度消耗资源的情况下获得更高的精确度[23]当然，随着集成化的进一步提高，降低功耗也是当前研究的主流方向之一[24-26]，Gm-C 滤波器更为广泛地适用就必须紧随时代发展的脚步 以下将从国内 外两个方面介m-C 滤波器的发展状况.2.1 国外研究现状2011 年伊朗科技大学团队完成一种超低电压 高性能运算跨导放大器及可调谐 Gm-C 滤波器中的应用[27]使用的跨导放大器采用 0.5V 单电源，功 60 mW 采用特殊的共模反馈和共模前馈电路将 DC 的共模抑制比提高到8 dB 整体滤波器结构如图 1-3 所示：
图 1-4 Tow Thomas 双二次型电路结构[28]图 1-5 仿 LC 梯形滤波器状态变量法电路结构[28]果表明，采用状态变量法可以大大减少采用双二次级联法时在
本文编号：2829582
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN713.5
【部分图文】：
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 电容在集成过程中需要耗费大量面积，并且电阻和电~20%的误差，使得有源 RC 滤波器的应用受到了诸多掣开关电容滤波器的出现有效缓解了频率偏移严重的问通效应的影响及 Nyquist 带宽的限制，这种滤波器大多的情况下[11-12] 年代，由于高频滤波器需求的增加，越来越多的人将续时间滤波器的研究上，这其中主要包括有源 RC 波器以及 Gm-C 滤波器 MOSFET-C 滤波器由于容易会有中心频率偏差严重的问题[13]而 Gm-C 滤波器的电容的比值决定，并且所使用的跨导放大器 OTA，ce Amplifier 具有电流型电路的工作特点，其能够工波器具有易于集成和调谐，工作速度快等优点[14-15]围对比如图 1-2 所示：
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文集中于对于其结构的改善[21-22]，一方面在于改善所使用的跨导放大器的线性其有更好的动态输入范围，另一方面则在于设计改进 Gm-C 滤波器的调谐，使其在不过度消耗资源的情况下获得更高的精确度[23]当然，随着集成化的进一步提高，降低功耗也是当前研究的主流方向之一[24-26]，Gm-C 滤波器更为广泛地适用就必须紧随时代发展的脚步 以下将从国内 外两个方面介m-C 滤波器的发展状况.2.1 国外研究现状2011 年伊朗科技大学团队完成一种超低电压 高性能运算跨导放大器及可调谐 Gm-C 滤波器中的应用[27]使用的跨导放大器采用 0.5V 单电源，功 60 mW 采用特殊的共模反馈和共模前馈电路将 DC 的共模抑制比提高到8 dB 整体滤波器结构如图 1-3 所示：
图 1-4 Tow Thomas 双二次型电路结构[28]图 1-5 仿 LC 梯形滤波器状态变量法电路结构[28]果表明，采用状态变量法可以大大减少采用双二次级联法时在
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1 林晨峰;高阶双频Gm-C带通滤波器的设计[D];哈尔滨工业大学;2019年
2 王权;射频接收机用高线性宽带Gm-C带通滤波器的研究与设计[D];西安理工大学;2016年
本文编号：2829582
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