高阶通用对数滤波器设计

摘要

对数滤波器利用有源器件的I-V特性,通过将输入信号进行对数压缩,再做滤波处理,最后通过指数扩展后输出实现对数滤波。对数滤波器是一种外部线性内部非线性的滤波器,具有低电压、低功耗、高工作频率、宽调谐范围及宽动态范围的特点,适应于集成电路的发展趋势。因此,研究对数滤波器的设计具有非常重要的价值。
　　本文从由传递函数直接设计低通对数滤波器的方法入手,具体设计出低电压低通对数滤波器和高阶通用对数滤波器。主要对以下几个方面进行了研究:
　　1)由系统传递函数到状态空间表示的转换。由系统函数变换到输入输出方程,选取状态变量,建立系统状态方程,需要根据各状态表达式的结构特点,研究最优的状态空间表达;具体开展了低通滤波器、通用滤波器的状态空间描述优化。
　　2)跨导线性单元设计。设计对数滤波器,跨导线性单元的设计是关键;根据跨导线性单元的电流特性,可用其设计状态方程中的每一项对应的模块电路,然后按电容节点进行组合,构成对数滤波器;通过比较分析各类跨导线性单元的连接方式及电路特点,获取最优的跨导线性单元。
　　3)低电压低通对数滤波器的设计。采用最优的跨导线性单元和状态空间表达设计低电压低通对数滤波器;具体用不同状态空间表达和不同跨导线性单元,设计了多种切比雪夫低通滤波器和巴特沃斯低通滤波器,通过比较来检验提出的方法,Pspice仿真表明,目标设计是最优的,电压能降到1.2V。
　　4)高阶通用对数滤波器的设计。在低电压低通滤波器设计的基础上,利用低通、高通、带通和带阻滤波器之间的结构关系,设计出多输出功能的高阶通用对数滤波器,Pspice仿真表明本设计方法是可行的。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 对数滤波器的发展

1.3 研究内容及章节安排

第2章 对数滤波器设计基础

2.1 对数滤波器的原理

2.2基于传递函数的对数滤波器设计

2.3本章小结

第3章 低电压低通对数滤波器设计

3.1 跨导线性单元设计

3.2 滤波器系统的状态空间描述

3.3 电路设计

3.4 电路仿真

第4章 高阶通用对数滤波器设计

4.1 BJT跨导线性单元

4.2 设计原理

4.3 电路设计

4.4 电路仿真

4.5 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A：个人简介

附录B：攻读硕士学位期间发表的学术论文

附录C：晶体管模型参数