1 引 言
自電流傳輸器問世以來,電流模式濾波器" target="_blank">濾波器因具有電路結(jié)構(gòu)簡單,、功耗低,、工作電壓低、線性度好等優(yōu)點而得到廣大模擬電路設(shè)計者的關(guān)注,,第二代電流傳輸器CCⅡ(The Second Generation Current Conveyor)的電流模式濾波器不斷被提出,。但CCⅡ(包括MOCCⅡ,多段輸出第二代電流傳輸器)存在2個不足:
(1)由于CCⅡ的X端存在1個寄生電阻,,使得y端到X端的電壓傳輸產(chǎn)生較大的誤差,,從而導(dǎo)致傳遞函數(shù)產(chǎn)生誤差;
(2)不具有電控性,,即不能通過外加偏置電流或電壓來調(diào)整CCⅡ的參數(shù),,從而使得濾波器不具有電控性。
CCCⅡ是法國學(xué)者Fabre于1996年在CCⅡ電路基礎(chǔ)上提出來的,。它除了具有CCⅡ的優(yōu)點(動態(tài)范圍大,、線性度好、功耗低,、頻帶寬)外,,還克服CCⅡ的上述兩個不足,且基于CCCⅡ的濾波器不含外加電阻,,便于集成,。由CCCⅡ可以構(gòu)成多種形式的模擬電路,如濾波器,、放大器及振蕩器等,。由于CCCⅡ的電控性,使得基于CCCⅡ的濾波器及振蕩器的參數(shù)可以通過外接電流或電壓進行調(diào)節(jié),。
由于CCCⅡ僅含有單端或雙端輸出,,用它設(shè)計電路時存在不足,不便于兼顧電流輸出與反饋,,從而使電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,。為此,,本文在CCCⅡ的基礎(chǔ)上引入了MOCCCⅡ(多端輸出的電流控制第二代電流傳輸器)電路,提出了基于MOCCCⅡ的二階多功能電流模式濾波器,,可以實現(xiàn)高通,,帶通,低通,,帶阻,,全通功能。文中給出了電路的仿真結(jié)果和理論計算,,驗證了設(shè)計的正確性,。
2 電路描述
圖1所示為MOCCClⅡ的電路符號。
圖2為所設(shè)計濾波器電路,,該電路由2個MOCCCⅡ和2個接地電容構(gòu)成,。
由端口特性,可得電路3個輸出端口的傳輸特性方程:
從以上看出電路通過電流輸出端JHP(S),,IHP(S),,ILP(S)可以分別實現(xiàn)高通,帶通,,低通的功能,。式(5)顯示品質(zhì)因子Q可以通過C1和C2實現(xiàn)可調(diào);中心頻率ω0通過Rx實現(xiàn)獨立可調(diào),,與品質(zhì)因子Q不相關(guān),。因此,,電路可以分別實現(xiàn)特征參數(shù)ω0和Q的獨立可調(diào),。
帶阻和全通功能可以分別通過IBS(S)=IHP(S)+ILP(S)和IAP(S)=IHP(S)+IBP(S)+ILP(S)獲得。
5種濾波功能可以分別通過選擇不同的端口來實現(xiàn),。
3 靈敏度分析
根據(jù)靈敏度的定義:得到的中心頻率ω0和品質(zhì)因素Q相對于電路元件(Rx1,,Rx2,C1和C2)的靈敏度如表1,,靈敏度不隨電路元件參數(shù)變化,。
如表1所示,中心頻率ω0和品質(zhì)因素Q相對于電路元件的靈敏度很低,。
4 設(shè)計舉例
為了驗證理論分析的正確性,,用PSpiee工具來仿真實際電路,并與理論值相比較,。
作為實現(xiàn)電路特性的例子取中心頻率f0(=ω0/2π)=1 MHz,,Q=1.0。
用CMOS構(gòu)成的MOCCCⅡ做PSpice仿真的宏觀模型圖如圖3,,圖4所示,;設(shè)定其中的偏置電流Ibi(i=1,,2)=6.0μA,C1=C2=6 pF,,偏置電壓VDD=-VSS=1.85 V,,Iin=1 μA,PMOS的寬長是W=3 μm,,L=2μm,;NMOS的寬長是W=3 μm,L=4μm,。
用PSpice仿真,,其仿真結(jié)果,幅頻和相頻曲線圖如圖5所示,。他在很寬的頻率范圍內(nèi)都有效,。
5 結(jié) 語
提出了一種新穎的基于MOCCCⅡ-C的二階多功能電流模式濾波器,。驗證了該電路能通過選擇不同的輸出端電流實現(xiàn)高通,,帶通,低通,,帶阻,,全通5種功能,特性參數(shù)可以通過偏置電流和接地電容進行調(diào)節(jié),,而且具有很低的靈敏度,,仿真結(jié)果驗證了在較寬的頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)良好,電路結(jié)構(gòu)容易用CMOS技術(shù)集成,。