基于OTA的有源Gm-C复数带通滤波器的设计

设计了一种基于OTA的有源Gm-C复数带通滤波器,用以实现射频前端芯片中的中频滤波和镜像抑制功能,该滤波器采用Gyrator结构,将低通原型滤波器中的集总电感用有源电感进行替换,并依据复数变换理论,对浮地电容和接地电容进行复数变换,实现带通滤波器.滤波器中心频率为4.1 MHz,1 dB带宽2 MHz,带内增益13.27 dB,1.5倍带宽处抑制在40 dB以上,镜像抑制度40 dB.Gm-C滤波器集成度高,功耗低,适合于高频应用,是当前集成中频滤波器的热点.     

CMOS低中频有源复数带通滤波器设计

设计并实现了基于0.18 μm CMOS工艺的2.4 GHz无线传感网(Wireless Sensor Network)射频接收机低中频有源复数带通滤波器.该滤波器采用基于积分器单元的复数带通滤波器结构,同时实现镜像抑制和信号滤波的功能.仿真结果表明,复数带通滤波器的中心频率为2 MHz,通带带宽为2.4 MHz,通带电压增益约为12.5 dB,镜像抑制大于30 dB,相邻信道阻带衰减大于40 dB,噪声系数小于15 dB,消耗电流为5 mA.通过系统验证,本设计各项性能均满足无线传感网射频接收机的设计要求.     

一种低通/复数双模式滤波器的设计

从系统优化以节省面积和减小功耗的目的出发,设计了一种适用于2.4 GHz Zigbee无线收发芯片的双模滤波器电路.该滤波器采用时分复用和电路复用的方法,可工作于低通滤波和复数滤波两种模式.电路采用OTA-C 7阶巴特沃思结构,利用0.18 μm CMOS工艺实现.设计中,采用基于CCO锁相环的频率修调电路,以减小滤波器频率偏差.测试结果表明,低通滤波模式时,带宽为1.45 MHz,偏移3 MHz抑制为55 dB;在复数滤波模式下,镜像抑制可达35 dB;在1.8 V电源电压下,滤波器和修正电路电流分别为0.86 mA和0.23 mA.     

双模式复数滤波器电路设计

采用0.18μm CMOS工艺,实现了一款中心频率和带宽可调节的OTA-C复数滤波器.通过设置控制字,可以控制复数滤波器的带宽和中心频率,形成窄带和宽带两种模式.滤波器的带宽设计为5 MHz和25 MHz,中心频率分别为4 MHz和15.4 MHz.窄带滤波器镜像抑制大于30dB(测试),宽带滤波器镜像抑制大于40 dB(仿真).设计中,采用了基于VCO锁相环结构的片上频率修正电路.滤波器消耗的总电流分别为1.7 mA和2.5 mA.仿真结果与测试结果非常吻合.     

一种高线性Gm-C复数滤波器的设计

针对低电源电压Gm-C复数滤波器线性度不足的问题,提出了一种使用大信号线性化技术的一阶复数带通滤波器。所提出的复数滤波器使用了不平衡差分对和自适应偏置电路两种线性化技术,通过扩展跨导相对恒定的输入电压范围提高滤波器的线性度。滤波器采用UMC 110 nm CMOS工艺设计,中心频率和带宽分别为2 MHz和1 MHz。Cadence仿真结果显示,在1.2 V电源电压下,滤波器功耗为229μW,镜像抑制比(IIR)为18 dB,线性度(输入三阶交调点IIP3)为9.53 dBm,总谐波失真(THD)为-55.7 dB。该复数滤波器电路结构简单、功耗较低,以期能广泛应用于低电源电压的接收机设计。     

低功耗的巴特沃思复数滤波器设计

总结了复数域内的信号处理原理,并介绍了应用于GPS射频前端的低功耗巴特沃思复数滤波器设计实现.该滤波器工作电压为1.5 V,功耗小于1 mW.性能指标为:中心频率4 MHz,3 dB带宽为3 MHz,偏离中心频率1 MHz以内的通带纹波小于0.5 dB,镜像频率处的抑制比为70 dB以上.最后在0.18 μm工艺下实现版图面积为0.5×0.48 mm2.     

低功耗Zigbee收发器镜像抑制滤波器设计

分析镜像抑制和带外衰减的要求,设计了适用于2.4 GHz Zigbee无线收发前端的镜像抑制滤波器.电路采用7阶巴特沃思OTA-C双二次结构.通过线性变换实现复数滤波.采用交叉耦合输入跨导器,扩大了输入线性范围.为减小滤波器频率偏差,设计了一种锁相环频率修调电路.电路利用0.18 μm CMOS工艺实现.测试结果表明,复数滤波器带宽2.54MHz,镜像抑制大于35 dB,偏移3.5 MHz抑制超过50 dB.在1.8 V电源电压下电流为0.86 mA.     

GPS接收机镜像信号抑制

分析了GPS接收机镜像信号抑制的要求,设计应用于低中频GPS接收机的镜像抑制复数滤波器.滤波器基于OTA-C双二次结构,通过线性变换实现频率搬移.采用了带源极负反馈的全差分跨导器以扩大输入线性范围.设计了基于环形振荡器的数字调谐锁相环以减小滤波器频率偏差.电路采用0.18μm CMOS工艺实现.测试结果表明,滤波器带宽为3.1MHz,偏移5MHz抑制为50dB,频率修调误差小于±1.5%.镜像抑制大于35dB.1.8V电源电压下滤波器和修正电路电流分别为0.82mA和0.23mA.     

一种适用于IEEE802.15.4协议的带频率调谐的伪差分Gm-C复数滤波器

本文针对IEEE802.15.4协议的低中频接收机,提出一种CMOS Gm-C复数滤波器。该滤波器采用具有可重构共模反馈和共模前馈功能的伪差分OTA结构。文章还提出一种基于松弛振荡器的频率调谐方法,并对OTA的非线性和频率调谐方法进行了详细分析,分析及测试结果均表明该滤波器能够实现精确调谐的功能。芯片采用标准0.35μm CMOS工艺制作,测试结果显示,滤波器消耗电流2.1mA,带内群延时波动小于0.16μs,2MHz频偏处IRR大于28dB,可以满足IEEE802.15.4协议的要求。     

片上锁相环调谐的低功耗中频复数滤波器设计

讨论了应用于IEEE802.15.4标准低中频接收机的3阶贝塞尔复数gm-C滤波器,其中跨导器采用Nauta结构.为了消除工艺偏差、温度变化、老化对截止频率的影响,滤波器电路使用了片上锁相环调谐电路.滤波器设计采用HJTC-0.18 μm 1P6M CMOS混合工艺,中心频率为 3 MHz,-3 dB带宽为2.6 MHz.仿真结果显示临道、间道抑制分别为26.4、44 dB,镜像抑制为31.4 dB,带内SFDR为54.8 dB.复数滤波器电源电压为2.5 V,整体消耗的电流约为1.61 mA.     

基于氮化硅微环和载波分离的可重构微波光子带通滤波器

基于Add-Drop型氮化硅微环滤波器,利用光学单边带调制和光载波分离的方法,实现可重构微波光子带通滤波器。滤波器带宽和带外抑制比分别达到726 MHz和37.0dB。并且通过改变光载波波长实现1.64~23.41GHz的滤波器频率调谐;通过调节微环耦合系数实现0.683~2.246GHz的滤波器带宽调谐,在带宽调谐范围内带外抑制比大于26dB。     

片上自动调谐的可编程有源RC滤波器

研制了一款可编程6阶巴特沃斯有源RC滤波器.为提高滤波器中运算放大器的增益带宽积,设计了一种新型的前馈补偿运算放大器.为消除工艺偏差和环境变化对截止频率的影响,设计了一种片上数字控制频率调谐电路,并采用TSMC 0.18 μm CMOS工艺进行了流片.滤波器采用低通滤波结构,测试结果表明,3 dB截止频率为1～32 MHz,步进1 MHz,带内增益0 dB,带内纹波0.8 dB,2倍带宽处带外抑制不小于24 dBc,5倍带宽处带外抑制不小于68 dBc,滤波器等效输入噪声为340 nV/√Hz@1MHz,调谐误差为±3％.滤波器裸芯片面积0.87 mm×1.05 mm.采用1.8V电源电压,滤波器整体功耗小于20 mW.     

一种低功耗自动频率修正的复数滤波器设计

采用当前主流的0.18μm RFCMOS工艺,设计实现了一款低功耗五阶OTA-C复数滤波器电路,该电路应用于低中频结构的GPS射频前端芯片中。滤波器的频率修正电路没有采用基于锁相环的常规结构,而是设计了一种带有频率修正功能的自偏置电流基准,来补偿工艺、温度变化的影响。滤波器的带宽为3MHz,中心频率为4.092MHz,镜像抑制大于30dB,10MHz频率处的阻带抑制大于40dB。滤波器的通带增益为10dB,消耗的总电流为0.8mA,工作电压为1.8V。理论仿真结果和测试结果能够很好地符合。     

三阶级联复数有源RC带通滤波器

采用0.18μmCMOS工艺设计了一款应用在无线传网中的三阶级联有源RC复数带通滤波器,同时设计了自动频率调谐电路(AFT)。该滤波器采用的是切比雪夫逼近函数予以实现。在5比特数字控制码开关电容阵列的控制下,AFT电路即可完成对主体滤波器电路频率变化的校正。仿真结果显示,滤波器的中心频率稳定在2MHz,通带带宽为2MHz,镜像抑制比大于34dB,相邻信道阻带衰减大于34dB,通带纹波小于1dB,消耗电流为2.3mA,工作电源电压为1.8V。     

可切换带宽的可调频率带通滤波器设计

提出了一种可切换固定带宽的可调频率带通滤波器新结构,且实现了在带宽切换前后都能保持固定带宽的特性。基于谐振线间的耦合系数提取算法,参考滤波器综合理论,设计并加工了工作频段为1.3～1.45 GHz的开环微带谐振可切换带宽的可调频率带通滤波器。测试结果表明,在整个工作频段内,3 dB 带宽在切换前后分别为120 MHz、100 MHz 和80 MHz,对应的插入损耗各是-2.9 dB、-2.4 dB、-2.6 dB,测试结果与仿真结果吻合良好。该滤波器具有结构简单、加工难度低、体积小、馈电控制简单等优点。     

一种射频前端宽带复数滤波器电路的设计

采用0.18 μm CMOS工艺,设计实现了一款7阶OTA-C复数滤波器电路.该电路适合应用于低中频结构的卫星导航射频前端芯片.滤波器的带宽设计为25 MHz,中心频率为15.4 MHz,镜像抑制大于30 dB.设计中,采用基于VCO锁相环结构的片上频率修正电路.滤波器消耗的总电流为4 mA,工作电压1.8 V.     

应用于多模卫星导航系统的Gm-C复数滤波器

提出了一种应用于多模卫星导航系统的5阶Gm-C复数滤波器,其带宽可设置为2 MHz 和4 MHz,带内增益为10 dB,对带外信号和镜像信号均有40 dB的衰减,可以满足GPS、北斗、Galileo和GLONASS四种不同导航系统的要求.同时,引入一种新的低功耗滤波器自动调谐电路,可以对温度、工艺变化等各种因素引起的滤波器中心频率和带宽的偏差进行精确校正,保证了滤波器的正常工作和射频前端的性能.     

有源镜像抑制复数滤波器设计

采用SMIC 0.18μm CMOS工艺设计实现了一款3阶有源RC复数滤波器.该滤波器适用于无线传感网射频接收机.滤波器中心频率为3MHz,带宽为250kHz/500kHz/1MHz/2MHz可配置,仿真结果显示,滤波器通带增益约为10dB,镜像抑制大于35dB,噪声系数小于45dB,三阶交调点(IIP3)优于28.5dBm,消耗电流为0.9mA.经仿真验证,该设计各项性能均满足无线传感网射频接收机要求.     

基于T 型谐振器的新型可重构滤波器的设计

基于T 型谐振器结构,设计了一款新型小型化可重构滤波器。它可以通过开/ 关射频开关,实现三种滤波器的重新配置。这三种模式分别为带阻滤波器(BSF)、宽阻带带阻滤波器(WB鄄BSF)和双模带通滤波器(DB-BPF)。设计并制造了一款小型可重构滤波器实物(εr =2.65,h =1 mm)。其中,带阻滤波器的阻带中心频率为3.89 GHz,-3 dB相对带宽为90.9% (2.12 - 5.65 GHz);宽带带阻滤波器的阻带中心频率为3.54 GHz,-3 dB 相对带宽为137.85%(1.1～5.98 GHz);双模带通滤波器的两个通带中心频率分别为1.53 GHz 和6.89 GHz,-3 dB 相对带宽分别为17. 6%(1.4～1.67 GHz)和1.16% (6.85～6.93 GHz),两通带之间回波损耗优于15 dB。实物测试结果与仿真结果基本一致。     

一种用于ZigbeeTM接收机的低功耗Gm-C复数滤波器

采用0.18μm CMOS工艺,设计了用于低中频Zigbee接收机的可自动频率调谐的Gm-C复数滤波器.通过跨导放大器(Gm)按比例设计,解决了核心滤波器与PLL调谐电路的匹配问题,达到好的调谐效果.仿真结果显示:滤波器中心频率为2MHz,带宽2MHz,镜像抑制比大干55dB,群延时小于0.9μs,电流功耗仅为1.5mA.