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易选用CMOS技能集成的多功能电流模式滤波器的规划和仿真验证剖析

易采用CMOS技术集成的多功能电流模式滤波器的设计和仿真验证分析-CCCⅡ是法国学者Fabre于1996年在CCⅡ电路基础上提出来的。它除了具有CCⅡ的优点(动态范围大、线性度好、功耗低、频带宽)外,还克服CCⅡ的上述两个不足,且基于CCCⅡ的滤波器不含外加电阻,便于集成。由CCCⅡ可以构成多种形式的模拟电路,如滤波器、放大器及振荡器等。由于CCCⅡ的电控性,使得基于CCCⅡ的滤波器及振荡器的参数可以通过外接电流或电压进行调节。

1 引 言

电流传输器面世以来,电流形式滤波器因具有电路结构简略、功耗低、作业电压低、线性度好等长处而得到广阔模仿电路规划者的重视,第二代电流传输器CCⅡ(The Second Generation Current Conveyor)的电流形式滤波器不断被提出。但CCⅡ(包含MOCCⅡ,多段输出第二代电流传输器)存在2个缺乏:

(1)因为CCⅡ的X端存在1个寄生电阻,使得y端到X端的电压传输发生较大的差错,然后导致传递函数发生差错;

(2)不具有电控性,即不能经过外加偏置电流或电压来调整CCⅡ的参数,然后使得滤波器不具有电控性。

CCCⅡ是法国学者Fabre于1996年在CCⅡ电路基础上提出来的。它除了具有CCⅡ的长处(动态规模大、线性度好、功耗低、频带宽)外,还战胜CCⅡ的上述两个缺乏,且依据CCCⅡ的滤波器不含外加电阻,便于集成。由CCCⅡ能够构成多种形式的模仿电路,如滤波器、放大器振荡器等。因为CCCⅡ的电控性,使得依据CCCⅡ的滤波器及振荡器的参数能够经过外接电流或电压进行调理。

因为CCCⅡ仅含有单端或双端输出,用它规划电路时存在缺乏,不便于统筹电流输出与反应,然后使电路结构较为杂乱。为此,本文在CCCⅡ的基础上引入了MOCCCⅡ(多端输出的电流操控第二代电流传输器)电路,提出了依据MOCCCⅡ的二阶多功用电流形式滤波器,能够完成高通,带通,低通,带阻,全通功用。文中给出了电路的仿真成果和理论核算,验证了规划的正确性。

2 电路描绘

图1所示为MOCCClⅡ的电路符号。

易选用CMOS技能集成的多功用电流形式滤波器的规划和仿真验证剖析

图2为所规划滤波器电路,该电路由2个MOCCCⅡ和2个接地电容构成。

由端口特性,可得电路3个输出端口的传输特性方程:

从以上看出电路经过电流输出端JHP(S),IHP(S),ILP(S)能够别离完成高通,带通,低通的功用。式(5)显现质量因子Q能够经过C1和C2完成可调;中心频率ω0经过Rx完成独立可调,与质量因子Q不相关。因而,电路能够别离完成特征参数ω0和Q的独立可调。

带阻和全通功用能够别离经过IBS(S)=IHP(S)+ILP(S)和IAP(S)=IHP(S)+IBP(S)+ILP(S)取得。

5种滤波功用能够别离经过挑选不同的端口来完成。

3 灵敏度剖析

依据灵敏度的界说:得到的中心频率ω0和质量要素Q相对于电路元件(Rx1,Rx2,C1和C2)的灵敏度如表1,灵敏度不随电路元件参数改变。

如表1所示,中心频率ω0和质量要素Q相对于电路元件的灵敏度很低。

4 规划举例

为了验证理论剖析的正确性,用PSpiee东西来仿真实践电路,并与理论值相比较。

作为完成电路特性的比如取中心频率f0(=ω0/2π)=1 MHz,Q=1.0。

用CMOS构成的MOCCCⅡ做PSpice仿真的微观模型图如图3,图4所示;设定其间的偏置电流Ibi(i=1,2)=6.0μA,C1=C2=6 pF,偏置电压VDD=-VSS=1.85 V,Iin=1 μA,PMOS的宽长是W=3 μm,L=2μm;NMOS的宽长是W=3 μm,L=4μm。

用PSpice仿真,其仿真成果,幅频和相频曲线图如图5所示。他在很宽的频率规模内都有用。

5 结 语

提出了一种新颖的依据MOCCCⅡ-C的二阶多功用电流形式滤波器。验证了该电路能经过挑选不同的输出端电流完成高通,带通,低通,带阻,全通5种功用,特性参数能够经过偏置电流和接地电容进行调理,并且具有很低的灵敏度,仿真成果验证了在较宽的频率规模内体现杰出,电路结构容易用CMOS技能集成。

责任编辑:gt

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