FTFN在模拟集成电路中的应用研究

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1、硕士学位论文摘要以运算放大器作为有源器件的滤波电路，已经得到广泛应用，但是，它也存在明显缺点：受运算放大器参数限制，不能工作在高频范围。在众多的有源器件中，有一种新的四端浮地零器电路模型简称FTFN十分引人入注，该模型比运算放大器、电流传送器等更为灵活通用，它能任意取代零、非口器，高频性能好。本文首先阐述了模拟集成电路设计研究的必要性和重要性，主要介绍了四端浮地零器、多输出四端浮地零器、电流增益可调的四端浮地零器、CMOS全平衡四端浮地零器的电路原理及其在模拟集成电路设计中的应用。文中深入讨论了四端浮地零器在一阶、二阶

2、有源滤波器设计中的应用，在此基础上提出了两个用多输出四端浮地零器实现的电流模式二阶多功能滤波器，这些电路能同时实现低通、高通、带通、带阻等功能，而且滤波器固有频率ω和品0质因素Q可实现正交调节，同时用PSPICE仿真证实了此两种电路结构的可行性。针对当前的系统大部分都是由模拟电路和数字电路在同一块芯片上集成的情况，本文提出了一个用CMOS全平衡结构四端浮地零器实现的二阶电压模式通用滤波器，该滤波器具有多滤波功能、低功耗、适合于模数混合集成电路、不用任何匹配就能实现全通功能等特点，并用PSPICE对此电路结构进行了仿真，

3、仿真结果与理论分析是相符的。此外还对四端浮地零器在有源网络设计、阻抗元件的模拟和振荡器设计的应用进行了探讨，着重讨论了基于四端浮地零器的电流模式传输函数和电流模式逆滤波器的实现、用FTFN实现的浮地M、L、R或E、D、C串联电路以及四端浮地零器在正弦振荡器设计中的应用研究，并用PSPICE对相关电路进行了仿真，仿真结果和理论分析是一致的。关键词：四端浮地零器；模拟集成电路；电流模式；有源滤波器IIFTFN在模拟集成电路中的应用研究AbstractFiltercircuitofactivecomponentshasbee

4、nusedwidely,butithasafewobviousshortcomings,suchasthatitisrestrictedbytheparametersofoperationalamplifier,thatitcannotworkinhighfrequencyrange.Inalotofactivedevices,four-terminalfloatingnullor(FTFN),anewcircuitmodel,hasreceivedconsiderableattention,asitisamorefl

5、exibleandversatilebuildingblockthananoperationalamplifierandacurrentconveyor.ThisisduetothefactthattheFTFNcanreplacenullator/noratorpairswithoutanyconditionsandithasgoodhighfrequencycharacteristic.Thispaperfirstlysetforththeimportanceoftheresearchofanalogintegra

6、tedcircuitanditintroducesthecircuitprincipleofFTFN,FTFNwithmultipleoutput,FTFNwithvariablecurrentgain,CMOSfullybalancedFTFNandtheirapplicationintheanalogintegratedcircuit.BasedonanalyzingFTFN'sapplicationinthedesignofthefirst-orderfiltersandthesecond-orderfilter

7、s,twoconfigurationsforrealizingcurrent-modesecond-ordermultifunctionalfilterusingFTFNwithmultipleoutputarepresentedinthispaper,whicharecapabletoperformthefunctionsoflowpass、highpass、bandpass、bandstop、allpassfiltering,adjustingthenaturalangularfrequencyω0andthequ

8、alityfactorQindependently,PSPICEsimulationresultsofproposedfiltercircuitsaregiventoconfirmthetheoreticalanalysis.Inmodernsystems,analoganddigitalcircuitsareimplemente