隨著集成電路工藝日新月異的發(fā)展,以及人們對于傳統(tǒng)信號處理領(lǐng)域的需求日漸復雜,各種工作在較高頻率段的信號處理使得傳統(tǒng)有源濾波器在精度、線性度和調(diào)諧要求等方面無法滿足,Gm-C濾波器因其高工作頻率、較低功耗的特點逐漸走進人們的視線,被越來越多地應用于各個場合。本課題是為了設(shè)計用于多普勒接收機前端信號處理的雙頻Gm-C帶通濾波器。本設(shè)計首先在系統(tǒng)級層面按照指標要求設(shè)計出濾波器的整體結(jié)構(gòu)和元件參數(shù),并且決定采用六級十二階的雙二次型結(jié)構(gòu)的子濾波器級聯(lián)構(gòu)成整體的濾波器;然后再設(shè)計濾波器中需要的子模塊,主要包括帶共模反饋電路的差分跨導放大器以及電流基準模塊,并按照帶通濾波器的級聯(lián)法來搭建整體電路,再進行相應的仿真驗證;最后在華虹0.35um CMOS工藝下進行電路搭建和相應仿真。并且在版圖功能模塊完成后,為其添加了輸入輸出端口、bonding-pad、Sealring等部分,構(gòu)成完整的版圖,然后通過了設(shè)計規(guī)則檢查(DRC,Design Rule Check)和版圖電路一致性檢查(LVS,Layout Versus Schematic),并給出后仿真結(jié)果驗證濾波器功能。本課題設(shè)計的6MHz中心頻率的整體版圖面積為4200μm×2320μm,12MHz中心頻率的整體版圖面積同樣為4200μm×2320μm。通過后仿真得出,設(shè)計的濾波器達到了預期的指標要求,濾波器通帶寬度滿足±500KHz的要求,并且在距離中心頻率1MHz處的衰減超過30dB,通帶紋波小于0.3dB,插入損耗小于3dB。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN713.5
【部分圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文 電容在集成過程中需要耗費大量面積，并且電阻和電~20%的誤差，使得有源 RC 濾波器的應用受到了諸多掣開關(guān)電容濾波器的出現(xiàn)有效緩解了頻率偏移嚴重的問通效應的影響及 Nyquist 帶寬的限制，這種濾波器大多的情況下[11-12] 年代，由于高頻濾波器需求的增加，越來越多的人將續(xù)時間濾波器的研究上，這其中主要包括有源 RC 波器以及 Gm-C 濾波器 MOSFET-C 濾波器由于容易會有中心頻率偏差嚴重的問題[13]而 Gm-C 濾波器的電容的比值決定，并且所使用的跨導放大器 OTA，ce Amplifier 具有電流型電路的工作特點，其能夠工波器具有易于集成和調(diào)諧，工作速度快等優(yōu)點[14-15]圍對比如圖 1-2 所示：

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文集中于對于其結(jié)構(gòu)的改善[21-22]，一方面在于改善所使用的跨導放大器的線性其有更好的動態(tài)輸入范圍，另一方面則在于設(shè)計改進 Gm-C 濾波器的調(diào)諧，使其在不過度消耗資源的情況下獲得更高的精確度[23]當然，隨著集成化的進一步提高，降低功耗也是當前研究的主流方向之一[24-26]，Gm-C 濾波器更為廣泛地適用就必須緊隨時代發(fā)展的腳步 以下將從國內(nèi) 外兩個方面介m-C 濾波器的發(fā)展狀況.2.1 國外研究現(xiàn)狀2011 年伊朗科技大學團隊完成一種超低電壓 高性能運算跨導放大器及可調(diào)諧 Gm-C 濾波器中的應用[27]使用的跨導放大器采用 0.5V 單電源，功 60 mW 采用特殊的共模反饋和共模前饋電路將 DC 的共模抑制比提高到8 dB 整體濾波器結(jié)構(gòu)如圖 1-3 所示：

圖 1-4 Tow Thomas 雙二次型電路結(jié)構(gòu)[28]圖 1-5 仿 LC 梯形濾波器狀態(tài)變量法電路結(jié)構(gòu)[28]果表明，采用狀態(tài)變量法可以大大減少采用雙二次級聯(lián)法時在

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1 林晨峰;高階雙頻Gm-C帶通濾波器的設(shè)計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2019年

2 王權(quán);射頻接收機用高線性寬帶Gm-C帶通濾波器的研究與設(shè)計[D];西安理工大學;2016年

本文編號：2829582