基于改進型第二代CMOS電流傳輸器的濾波器研究與設計.pdf

1、近年來，以其在速度、精度、帶寬、動態(tài)范圍等方面的優(yōu)勢，電流模式的電路設計方法正在取代電壓模式的傳統(tǒng)設計方法，電流模式電路的發(fā)展和應用將把現(xiàn)代模擬集成電路推進到一個新的階段。而作為電流模式電路中最通用的積木模塊--第二代電流傳輸器(Second generation current conveyor,簡稱CCⅡ)也越來越收到人們重視。
　　 第二代電流傳輸器作為電流模式電路中最重要和最通用的有源積木塊，在諸如有源濾波器、模擬信號處

2、理、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器等方面己逐漸取代了傳統(tǒng)的電壓運放。CCⅡ的性能優(yōu)劣既取決于作為兩輸入端口間電壓跟隨電路的能力、也取決于阻抗相差懸殊的兩個端口間傳輸電流的能力，因此，實現(xiàn)CCⅡ的高精度與高驅(qū)動能力就必須采用合適的電路結(jié)構(gòu)。
　　 模擬濾波器是濾波器的重要發(fā)展方向，而電流模式信號處理方式是當前模擬集成濾波器實現(xiàn)的主要方式。作為電流模式電路中最為通用模塊，基于CCⅡ的連續(xù)時間濾波器的研究就顯得尤為重要。
　　 由于傳統(tǒng)

3、的CCⅡ因其只有一輸出端，由其及RC元件構(gòu)成的濾波器具有以下兩點不足：不能兼顧電流信號直通和反饋，電路設計較為復雜。為了解決傳統(tǒng)CCⅡ在濾波器應用中所存在的兩點不足，因此提出了一種改進型雙端輸出的改進型CCⅡ。
　　 本文在±1V供電電壓下，設計了一種跟隨精度好、頻帶寬的雙輸出的改進型第二代電流傳輸器。并在此基礎上通過CCⅡ的級聯(lián)和外加電阻、電容設計了基于改進型CCⅡ的多輸出單輸入和單輸出多輸入兩種多功能濾波器電路。在CCⅡ的設

4、計中，通過電路內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)提供偏置，達到了減少芯片面積和降低功耗的目的；采用軌對軌的輸入結(jié)構(gòu)，有效地提高了信號的輸入輸出擺幅，并做了分析。
　　 本文設計的電路采用TSMC0.35um CMOS工藝，利用HSPICE軟件對整個電路進行了仿真，仿真結(jié)果表明，該改進型CCII的電壓輸入輸出擺幅為-0.94V～0.91V，跟隨誤差僅0.08dB，-3dB帶寬達到451.2MHz，Z+端電流驅(qū)動能力為-2mA～1.7mA，傳輸誤差為0