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1、中国集成电路CIC设计ChinalntegratedCircult红外遥控接收器中带通滤波器的设计哈尔滨工业大学(威海)微电子中心韩良摘要:红外遥控接收器的应用非常广泛,而带通滤波器是红外遥控接收器芯片中的一个重要的模块。滤波器的实现通常需要电感,而电感是很难集成到集成电路中的,本文介绍一种利用放大器和电容实现有源电感的方法。关键词:红外接收器、带通滤波器、有源电感DesignofBandPassFilterUsinginInfraredRemoteReceiverHanLiangMicro-electroniccenterofHarbin
2、InstituteofTechnologyatWeiHaiAbstract:Theapplicationofinfraredremotereceiverisveryabroad,whilebandpassfilterisanimportantmoduleofinfraredremotereceiverchip.Theimplementationofbandpassfilterusuallyneedsinductor,whichisverydifficulttointegrateinIC.Inthispaper,weintroduceamet
3、hodusingamplifierandcapacitortoimplementactiveinductor.Keywords:InfraredRemoteReceiver,BandPassFilter,ActiveInductor1、引言红外设备之所以有着如此广泛的应用,是因为它具有点对点传输、安全性高、制造成本低廉、连接现代信息社会,人与人之间、人与机器之间的信方便、简单易用和结构紧凑等特点,而且它的这些特息交互越来越多,而信息的传递以无线方式最为便点无法由其它的技术如蓝牙、WLAN等取代。捷。近几年来,无线通讯无论是在技术上还是商业市
4、带通滤波器是红外遥控接收器中一个重要的模场上,都有了很大的发展[1][2]。块。在红外遥控接收器工作的环境中难免有其它频红外传输系统就是利用红外线传输信息的一种率的干扰信号存在,为了使红外遥控接收器能正常无线通讯系统。而红外遥控接收器(IRRECEIV-工作,需要去除干扰信号,这就需要带通滤波器,而ER)是红外传输系统中最重要的部分,其应用极为我们知道设计一个带通滤波器(BPF---BandPass广泛,电视机、VCRs、音频仪器、VCD、DVD、幻灯片Filter),通常需要较大的电感,而高品质的电感可能投影仪、电风扇、音响设备、空调和数
5、据通讯等现代会因为尺寸太大而无法集成在集成电路内,同时会电子产品的几乎所有功能都可以很方便地通过红外产生较大的寄生电容、电阻,这也限制了集成电感的应用[4]遥控来实现。仅国内彩电行业每年对红外接收器芯。片的需求量就达二千万只以上,全世界的需求大概针对于此,本文介绍了一种利用放大器和电容[5]在每年10亿个[3]。实现有源电感的方法,该方法实现的电感以及带通http://www.cicmag.com2006·10·(总第89期)39中国集成电路设计CICChinalntegratedCircult滤波器已应用到本中心设计的红外遥控接收器芯片中
6、,该芯片已经0.6μmCMOS工艺进行流片,测试结果表明具有较好的性能。2有源电感的实现图2gyrator的实现为了实现有源电感,首先我们引入回旋器(gy-rator)这样一个概念,它是一个类似变压器的两端感。如图所示两个跨导和一个电容连接成反馈环路,口元件,其符号可由图1来表示。忽略运算放大器的输出电阻和输入寄生参数,V10-rIgm1=gm2=gm,则等效电感L=C/gm2。1!"=!"*!"⋯⋯⋯⋯.(1)V2r0I2由图1及式(1)可以得出:V1=-r*I2⋯..(2)V2=r*I1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)于是,由式(2)和式(3)
7、可得图1的等效输入阻抗为:图3有源电感的实现2V1rZin==⋯⋯⋯⋯⋯...(4)IZ13带通滤波器的实现由式(4)可以得到,如果Z是电容,则等效输入阻抗为感性,即整个电路等效为一个电感。于是我们可以用图4的电路结构形式形成带通滤波器。图1gyrator的符号如果运算放大器的输入、输出阻抗为无穷大,则图4带通滤波器的实现我们可以通过图2来实现gyrator,其中gm1、gm2为运算放大器的跨导。其中第一个运算放大器接成单位增益缓冲器结其传输函数为:构,作为输入级,其等效电阻R作为输入级的电阻,#0-1&后两个运算放大器和电容C19实现有源
8、电感,该电V1$gm1’I1感和C17以及输出等效电阻r0组成RCL网络。等!"=$’*!"...(5)V2$$-10’’I2效电路图如图5所示。g%m2(由图5可以得到如下关系
