0 导言
接连时刻滤波器在核算机、通讯、电子、智能操控等职业有着广泛的运用远景，依据第二代电流传输器（Second GeneraTIon Current Conveyor，CCII）、运算放大器（OperaTIonal Transconductance Amplifier，OTA）、电流差分跨导放大器（Current Differencing Transconductance Amplifier，CDTA）等各种有源器材的二阶电流形式滤波器电路规划现已有所报导。CCII因其具有很强的通用性、灵敏性和较宽的增益带宽积而成为一种最基本的有源器材。CDCTA是继电流差分跨导放大器CDTA之后提出的一种具有灵敏度高、功耗低、频带宽、可电控调谐等特性的纯电流形式有源器材。
虽然依据各种有源器材的接连时刻滤波器的规划现已比较老练，可是高阶滤波器仍是比较罕见，特别是由不同器材结合起来完成的高阶滤波器鲜有介绍。本文仅运用CCII和CDCTA两个有源器材规划了一种n阶多功用滤波器，它具有电路结构简略、功耗低、频带宽、灵敏度低且可电控调谐等特色。
1 CCII与CDCTA的端口特性及电路
CCII是一种具有电流传递功用的电流形式器材，其电路符号和等效电路如图1所示。CCII具有X和Y两个输入端和一个电流跟从输出端Z，抱负传输特性可用下列矩阵描绘。
其间，gmi是第i级跨导增益，可由偏置电流IBi操控，Vz和Vxi是在输出端口Z和Xi上的电压降（假定有一个外部阻抗连接在端口上）。Vz和Vxi经过跨导转变成下一级的输出电流Ix1c和Ixic。
2 n阶多功用滤波器的规划
图3给出了依据CCII和CDCTA的多功用有源滤波器电路，它仅需一个CCII，一个CDCTA和n个接地电容，就能够一起完成n阶低通、高通、带通、带阻和全通滤波函数功用。因而，这种结构相对于传统n阶滤波器电路被大大地简化，十分适合于集成。如图3所示，Iin是滤波器的输入信号，Ioi是它的输出信号。
依据图3和式（1）~式（4），电路输出方程为：
高通滤波器：
由以上等式可知，能够直接从电路的Io1、Ioi、Io（n+1）别离取得高通、带通和低通滤波函数，且其频带都可经过gm电控调谐。此外假如需求生成带阻和全通滤波函数，也只是只需求经过挑选Io1至Io（n+1）简洁地累加求和。
3 规划举例
为了证明上述所提出的n阶多功用滤波器可用性，规划了一个电流形式五阶多功用滤波器，如图4所示。假定偏置电流都取相等值，依据等式（10）～式（14）核算可得：
4 核算机仿真
为验证上述理论剖析，规划一个截止频率为100 MHz五阶巴特沃斯滤波器，其Δ（s）函数为：
为尽量减小有源器材对所规划的滤波器功用影响，第二代电流传输器［2］输入电压取正负1.25 V，Io取50 μA，I1=I2=I3=100 μA。CDCTA电源设置如下：VDD=-VSS=1.25 V，Io=50 μA，IA=100 μA。为便利核算，取gm=100 μS，经过调谐偏置电流取IB=IB1=IB2=IB3=IB4=IB5=450.08 μA。依据所设定的电路参数，选用TSMC 0.18 μm CMOS模型在PSpice中对所规划的五阶多功用滤波器进行仿真。为使滤波器3 dB截止频率为100 MHz，依据五阶滤波器特别函数以及等式（15）～式（19），无源滤波器电容取值为C1=3.090 μF，C2=6.168 μF，C3=10.021 pF，C4=1.490 pF，C5=3.468 pF。仿真成果如图5、图6所示，实测五阶滤波器3 dB截止频率为99.88 MHz。
为了验证所提出的滤波器频带可电控调谐，当CDCTA的偏置电流别离取IB=400.22 μA，IB=450.08 μA，IB=500.14 μA时，五阶低通滤波器理论中心频率别离为80 MHz、100 MHz、120 MHz，仿真成果如图7所示。明显，所提出的高阶滤波器的带宽可电控调谐。
为了验证所规划的滤波器具有安稳的传输呼应特性，选取五阶低通滤波器做了方波测验，测验成果如图8所示。
与此一起，为了剖析电路的总谐波失真（THD），当输入信号取50 MHz正弦输入信号时，THD仿真成果如图9所示。明显，当五阶滤波器电路电流小于30 μA时，电路的总谐波失真低于3.5%。此外，仿真成果表明该电路具有极低的功耗，测验功耗仅为6.82 mW。
5 定论
本文提出了一个纯电流形式接连时刻高阶滤波器，它只是运用CCII与CDCTA两个有源器材和n个接地电容，电路具有如下优势：（1）仅含两个有源器材，结构简略；（2）不含无源电阻，易于集成；（3）电压低，功耗小；（4）频带宽，适用范围广；（5）可完成低通、高通、带通、带阻和全通5种滤波功用；（6）频带可电控调谐；（7）灵敏度低，失真度小。依据这些特色，该多功用滤波器可用于通讯信号处理领域中的信源挑选、搅扰信号过滤等常见场景。
