连续时间OTA-C有源滤波器的研究

摘要

连续时间滤波器的研究是现代国内外电路与系统学界研究的前沿课题，在各种通信和信号处理领域中有着很广泛的应用，而全集成连续时间滤波器又可以使整个系统更加稳定和可靠地工作。
　　 本文在归纳总结国内外全集成连续时间滤波器的研究现状和发展动态的基础上，对高性能跨导运算放大器的原理及应用进行分析，并深入研究用跨导运算放大器(OTA)设计有源滤波器的具体方法，运用可编程跨导运算放大器(POTA)实现了连续时间OTA-C有源滤波器的程控调节，通过仿真验证取得了良好的效果。
　　 首先分析MOS管的基本结构，以及由MOS管所构成的模拟集成电路的几种基本组成单元，如基本电流源设计电路以及基本源耦差分对，并对跨导运算放大器结构设计和应用进行深入研究。分析了基本源耦差分对跨导运算放大器的工作原理后，比较几种改进结构的优缺点。其次，对二阶OTA-C滤波器进行研究，设计了一种电压模式OTA-C多功能二阶滤波器，仿真结果表明该电路可同时实现二阶低通、高通、带通和带阻四种滤波功能。研究基于OTA-C高阶滤波器电路的结构、工作原理和设计算法，深入研究级联法，并进行理论推导，给出了设计实例。尽管每种设计方法所得出的电路系统炯然不同，但都是由OTA和电容元件构成，电路结构简单，便于集成且与CMOS大规模集成电路制造工艺兼容。分别举例仿真，结果达到了设计目标。最后，分析数字电位器AD8403的工作原理，对可编程的OTA电路进行理论推导，并分别对可编程有源滤波器进行设计和仿真，结果表明该方法可实现滤波器的程控调节。