连续时间滤波器的新技术及其应用

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1、万方数据第18卷V01．18第1期No．1电子设计工程2010年1月ElectronicDesignEngineeringJan．2010连续时间滤波器的新技术及其应用王文理．王鹏(河北大学电子信息工程学院，河北保定071002)摘要：简述连续时问滤波器的概况、现状。介绍处于主导地位的几种电流模式滤渡器的组成、特点和典型应用。针对滤波器性能改进。介绍并讨论几种连续时间滤波器的新技术及应用，最后展望连续时间滤波器的发展趋势。关键词：连续时间滤波器；电流模式；集成电路；跨导，．中圈分类号：TN713文献标识码：A文章编号：167缸6236(2010)叭一0110-03New

2、technolo·giesofcontinuous-timefiltersandtheirapplicationWANGWen．1i，WANGpeng(CollegeofElectronicandInformationEn画neeHng，HebeiUnwenity，Baoding071002，China)Abstract：Theoverviewandthecurrentsituationofcontinuous．timefiltera糟explained．Thecomponents．charactersandtypicalapplicationsofseveralkin

3、dsofcurrent-modefilterswhichareonthedominantpositionareintroduced．Fortheim-provementofthefilterperformance，anumberofnewtechnologiesofcontinuous-timefdtersandtheir印plicationsaleintro-ducedanddiscussed．Finally，thispaperprospectsthedevelopmenttrendofcontinuous-timefilter．Keywords：continuous

4、-timefilter；current-mode；integratedcircuit；transconductance连续时间滤波器处理时间和幅度都连续变化的信号．可通过元件参数变化达到改变滤波器性能的目的，而无需像数字滤波器那样经A／D转换、D／A转换和数据处理等环节。且功耗低。开关电容滤波器有时可替代分离和集成的连续时间滤波器，但需借助开关在离散时间内采样模拟信号。可能还会出现贯穿现象。因此。连续时间滤波器仍有其应用领域，且连续时间滤波器正向系统高集成化、BICMOS技术和电流模式发展。这里针对滤波器的性能，介绍几种连续时间滤波器的新技术及其应用。1电流模式连续时间

5、滤波器电流模式具有频带宽、速度快、精度高、动态范围大、结构简单等特点．因此采用电流模式设计连续时间滤波器已引起研究者关注。电流模式选用电流作为电路的信号变量，并通过处理电流信号控制电路。典型的电流模式连续时间滤波器具有多种类型。诸如：跨导电容滤波器、跨导放大器电容滤波器、电流传送器滤波器、电流镜滤波器、对数域滤波器等。1．1跨导电容滤波器(Gm．C滤波器)跨导电容滤波器的基本元件是积分器，并包括1个跨导和1个电容或l对电容。跨导电容滤波器适合中高频集成，可通过改变跨导值调控滤波器频率特性。在部分相应完全匹配的硬盘读取通道应用中使用7^．50MHz截止频率和群延时的可编程

6、70mW滤波器llI。具有脉冲成形和滤除噪声等功能。1．2电流传送器滤波器电流传送器是电流模式信号处理领域巾的基本元件之一，由其构成的电路结构简单，功率低。与相应的运算放大器相比，在更大带宽下，它可提供更高的电压增益。由第2代电流传送器(CCII)构成的基本积分器如图l所示。图lCCII构成的积分器该积分器的输入一输出关系为：，忙一J蠢dt(1)第2代电流传送器是第l代电流传送器(CCI)的改进型，它提高了电流传输器的灵活性。新的改进技术包括：最佳的轨对轨低电压CCIF≈、高性能低电压自级联CCIIt3l等。1．3MOSFET．C滤波器MOSFET．C滤波器是由有源尺C

7、滤波器发展而来的．该滤波器是由MOSFET、运算放大器和电容组成，并利用MOS晶体管的非饱和区特性构成压控电阻取代常规电阻的全集成有源滤波器。它采用二氧化硅介质的双层多晶硅电容。与硅平面制作工艺完全兼容．便于集成，采用平衡对称的电路结构。其特点是电阻集成占用芯片面积少，功耗低，噪声小，对寄生电容不敏感．但由于使用运算放大器，限制了工作频率。通常仅用于音频范围。图2为构成滤波器的基本单元：MOSFET-C积分器。图2中，该积分器输入一输出关系为：k一志J一。t，-(茗)dx(2)收稿日期：2009—07一16稿件编号：200907052作者