電流模式n階CCCII多功能濾波器的設(shè)計(jì)
1 引 言
A.Fabre等提出的電流控制傳送器(CCCII),克服了電流傳送器(CCII)的X端存在的寄生電阻導(dǎo)致的基于CCII電路產(chǎn)生的傳輸函數(shù)的誤差。同時(shí),與OTA相比,對(duì)于同一偏置電流,CCCII的電導(dǎo)Gx比OTA的跨導(dǎo)Gm大4倍,因而提高了頻響,降低了功耗,且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度重視?;?a class="contentlabel" href="http://cafeforensic.com/news/listbylabel/label/CCCII">CCCII的二階濾波器及高階濾波器不斷提出,但對(duì)高階多功能電流模式濾波器的研究還明顯不足。
本文基于梅森信號(hào)流圖理論,討論了n階濾波器的信號(hào)流圖設(shè)計(jì)方法,成功設(shè)計(jì)出了一種新穎的基于CCCII和MOCCCII實(shí)現(xiàn)的n階多功能濾波器電路模型,該電路能實(shí)現(xiàn)低通、高通和帶通濾波功能。該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,含有最少的元件,且電路中所有電容均接地,易于集成。
2 電路理論與設(shè)計(jì)方法
2.1 CCCII簡(jiǎn)介
Fabre等提出的CCCII+實(shí)現(xiàn)原理及電路如圖1(a)所示,電路符號(hào)如圖1(b)所示,其端口傳輸特性為:
Rx為經(jīng)X端的寄生電阻,
多端輸出MOCCCII是在CCCII的基礎(chǔ)上用電流復(fù)制的方法得以實(shí)現(xiàn),他能等比例地輸出多個(gè)電流,其理想端口特性為:
2.2 電路實(shí)現(xiàn)
設(shè)基于電流模式n階低通、高通、帶通濾波器的傳遞函數(shù)的一般表達(dá)式為:
根據(jù)梅森信號(hào)流圖思想,式(4)可由n條反饋通路和1條前向通路構(gòu)成,并得信號(hào)流圖如圖2所示。
根據(jù)信號(hào)流圖,可利用CCCII實(shí)現(xiàn)積分器和比例放大器,用MOCCCII多端輸出實(shí)現(xiàn)反饋,形成電路,如圖3所示。
為了實(shí)現(xiàn)MOCCCII的反饋?zhàn)饔?,必須設(shè)計(jì)R2,使得R2等于MOCCCII的寄生電阻Rx0,即:
R2=Rx0
第n+1個(gè)CCCII的作用是實(shí)現(xiàn)比例放大,通過調(diào)節(jié)R1和其寄生電阻Rx的比值,可實(shí)現(xiàn)對(duì)增益的調(diào)節(jié)。當(dāng)bi=ai時(shí),圖3中的Iin可直接連接至CCCII的輸入端。
對(duì)比式(3)與圖3,不難看出有下列參數(shù)關(guān)系:
其中:Rxj為第j個(gè)CCCII X端的寄生電阻。
從式(3)可以看出,適當(dāng)選擇電流輸入端,能實(shí)現(xiàn)不同功能的濾波器。
(1) 低通:取i=0,即電流從第一個(gè)CCCII輸入端輸入。
(2) 高通:取i=n,即電流從MOCCCII的輸入端輸入。
(3) 帶通:當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),取i=n/2;當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),取i=(n
評(píng)論