开关电流电路及双二次滤波器的研究与设计

摘要

开关电流技术是继开关电容技术之后发展起來的一种新的模拟抽样数据信号处理技术,除了与标准数字CMOS工艺完全兼容外,它还異有低成本、低电压、低功耗以及易于集成的优点,是继开关电容技术之后,数字/申吴拟混合集成电路实现技术发展的新方向。
　　本文深入探讨了开关电流技术及其在滤波器设计中的应用,系统分析了开关电流技术的基本工作原理并对开关电流基本存储单元(包括第一代和第二代)中的各种误差进行了详细的分析,给出了应用全差分技术、￥乙类技术、S2I技术及时钟馈通效应消除技术的各种加强电路结构,用以补偿4开关电流电路非理想特性引起的各种误差,以此为基础给出延时模块、积分器模块、电流比例放大模块。分析了实现开关电流双二次滤波器的两种方案,应用其中一种方案给出二阶巴特沃思低通滤波器的设计实例,以验证这种方法的可行性。论文的主要研究成果如下:
　　1.依据时钟馈通误差补偿原理,设计了一个￥乙类存储单元,与基本开关电流存储单元相比,该存储单元将时钟馈通误差降低了10倍左右,该单元允许最大输入电流是偏置电流的4倍,異有功耗低,结构简单的优点。
　　2.设计出一种共源共栅结构的第一代开关电流存储单元,并以此单元为模块构造了同相无损积分器和反相无损积分器模块,据此可以方便的构成双线性积分器模块,与理想的Matlab输出波形比较看出积分器的输出波形较为理想。
　　3.设计了一种全差分结构的基于开关电流双线性积分器的双二次滤波器,为了验证此设计正确,给出一个截止频率为50kHz的巴特沃思二阶低通滤波器的实例,仿真结果表明该滤波器截止频率约为49kHz,证明了该方案的可行性。

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第一章绪论

第二章开关电流电路基本结构

第三章开关电流电路误差分析及实用技术

第四章开关电流双二次滤波器综合技术

第五章开关电流双二次滤波器实现电路

第六章结束语

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间的主要研究成果