电流模式论文：电流模式滤波器的研究与设计

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1、电流模式论文：电流模式滤波器的研究与设计【中文摘要】典型的电流模式滤波器由一个电流传输器和几个电阻电容组成。电流传输器(currentconveyor简称CC)作为一种标准部件被广泛应用在电流模式电路中。目前有关CC的研究,国内外学者把大量精力投在了第二代电流传输器(CCⅡ)以及改进CCⅡ的电路结构及应用上,而在改进第三代电流传输器(CCⅢ)结构和应用、设计基于CCⅢ和电流模式运算放大器(CFOA)的电流模式滤波器的结构方面研究甚少。众所周知,CCⅢ只有一个输出端口,要想基于CCⅡ设计滤波器的话,存在两种劣势：一种是如果电路中有电流信号直通的话就不能有信号反馈,反之亦然,由于电流反馈通路

2、会使其输出阻抗较低,使电路直接级联出现困难。二是电路结构较为复杂,达到设计指标要求需要的有源及无源器件较多。与CCⅡ相比,第三代电流传输器具有更宽的幅频响应带宽、更低的增益误差、更高的输出阻抗及更好的线性度。而电流模式连续时间滤波器由于其基于CCⅢ电路结构而成为最新的研究方向之一。故本文着手研究第三代电流传输器原理及电路结构,电流模式运算放大器及其电流模式连续时间滤波器的设计方法,基于CCⅢ的电路着手设计基于CCⅢ和电流模式运算放大器的滤波器电路。本文在±1.5V供电电压下,在基本CCⅢ基础上设计了一种基于改进共源共栅电流镜的CCⅢ。由于通过改进电流镜结构使得共源共栅电流镜具有较大的输出

3、阻抗,故改进CCⅢ电路的Z输出端的输出阻抗大大提高。于CCⅢ,通过在放大级与输出之间采用隔离补偿电容,以消除低频零点的方式,设计了一种新型的低压低功耗的CFOA,此CFOA可以用作电压-电流传输器。本文中CFOA作为设计的基于改进CCⅢ的电流模式滤波器的输入级。对本文设计的电路进行仿真时,利用HSPICE软件,基于TSMC0.35μmCMOS工艺,对所设计的所有电路结构进行了仿真,仿真结果表明,该CCⅢ电路的a值从0.921提高到了0.971,CCⅢ电路的ε值从0.924提高到了0.982,而且输出电阻明显增大,从原来的KΩ级增大到了MΩ级。CFOA的直流增益96.3dB,单位增益带宽7

4、65M,静态功耗0.82mW,闭环工作状态下有64.3MHz的固定带宽。设计电流模式滤波器可实现低通、高通、带通功能,分析证明这些滤波器的无源和有源灵敏度较低,带宽较宽,证明提出的电路是可行的。【英文摘要】Current-modefiltersaretypicallybuiltbycascadingapositivecurrentconveyorwithsomeresistancesandcapacitances.Currentconveyorasastandardcomponentisusedincurrent-modecircuitsfrequently.Atpresent,thes

5、tudyofcurrentconveyortechnique,lotsofdesignersworksonthesecondgenerationcurrentconveyorandtheimprovedcircuitinstructureofCCIIinsideandoutsideofthecountry,besides,thedesignoftheimprovedcircuitinstructureofCCⅢcurrent-modefilterbasedonCCIIIandthecurrentfeedbackoperationalamplifier(CFOA)isverylittle.

6、Everyoneknowthat,CCIIonlyhasonesingeoutputport,ifdesigncurrent-modefilterbasedonCCII,therearetwoshortages:oneiscurrentdirectandfeedbackcan’texistatthesametime,becausecarryoutcurrentfeedbackwillmakeoutputresistancelower.anotheristhecircuitinstructureisrathercomplex,itneedlotsofnegativeandactivepar

7、tsofapparatustofulfilltherequest.ComparetoCCII,thethirdgenerationcurrentconveyorhassomecharacter:suchasfrequencyresponseiswider,pluserrorislower,outputimpedanceishigherandlinearcharacterisbetter.Sothecurrent-modecontin