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巴特沃斯滤波器的研究基于运算跨导放大器

RenuSahu1,Zoonubiya阿里2和BalramTimande3
  1. 打开学生,电子和电信部门,DishaInstitute的管理和技术,sujeet kumar恰蒂斯加尔邦,印度
  2. 助理教授、电子和电信部门Disha研究所管理和技术,sujeet kumar恰蒂斯加尔邦,印度
  3. 头,电子和电信部门,Disha研究所管理和技术,sujeet kumar恰蒂斯加尔邦,印度
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文摘

本研究提出了不同结构的运算跨导放大器(OTA)这是一个连续时间的通道选择滤波器的有效组成部分。观察,提高线性和减少三阶谐波失真,然而,大多数使用线性方案的技术目前重要的缺点如减少有效的跨导,重要的电力消耗,有限的频率响应,增加噪音水平。提出了新的线性方案源退化和辅助的线性微分对技术可以增加在不牺牲其他重要参数如噪声、功率效率和频率响应优于其它方案。

关键字
CMOS模拟电路,运算跨导放大器(OTA)直接转换接收器,transconductor,线性方案、连续时间滤波器。

介绍
高性能滤波器是一个最重要的构建模块模拟等多个应用程序域读/写硬盘渠道司机,中频(IF)过滤高速有线和无线通信系统和自适应系统报道[1]- [12]。在接收器,随后模拟到数字的转换阶段,非常苛刻的高性能模拟过滤器通常用于块陷并提供抗混叠滤波。太阳y等[13]报道,设计模拟滤波器与低功耗和宽调谐范围是非常具有挑战性的。
答:过滤基本知识
滤波器的定义是电力网络传递或允许非衰减的传输电信号在一定频率范围内,停止或不允许超过此范围的电信号的传播。
b类型的过滤器
LacanetteetKerry al[14]提出了过滤器分类基于所使用的信号,根据所使用的组件,基于频率响应和基于数学函数。所有这些分类分为子类别。信号基于过滤器分为数字滤波器和模拟滤波器,基于组件的过滤器分为开关电容滤波器和有源滤波器,基于频率响应的滤波器分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器,通过过滤器,基于数学函数的过滤器分为巴特沃斯滤波器,切比雪夫滤波器,椭圆滤波器。
格拉茨Achimet al[15]提到运算跨导放大器(OTA)差分输入电压产生一个输出电流。因此,它是一个电压控制电流源(vcc)。还盖革r . l .等[16]提出了使用跨导放大器基本结构。
直接变频接收机(DCR)应用程序,无线应用巴特沃斯、椭圆和切比雪夫滤波器主要是使用。本文的主要目的是研究不同阶巴特沃斯滤波器。还提出了一种设计技术提高基于OTA巴特沃斯滤波器的性能。

巴特沃斯滤波器
巴特沃斯滤波器适用于应用程序也无法忍受任何涟漪和单调振幅频率响应。巴特沃斯滤波器的特点是有一个最大限度地平级响应这个原因;巴特沃斯滤波器也称为“maximally-flat级”过滤器。巴特沃斯滤波器的幅度响应的方程是图1所示
图像
三阶滤波器)OTA结构
电压和电流强度(OTA)电路见图2 (b)是基于翻转输出电路(FLF)[17],这是由晶体管M5和M6。M1和M2晶体管提供电压,电流转换。晶体管的栅电压M5提供偏置电压用于晶体管M3, M4,并确保晶体管M1和M2的线性区域操作。因此,M1和M2将晶体管的漏极电压保持恒定值。输入晶体管工作在线性区域。此外,晶体管M1和M2的来源是固定的,一个常数值由于FVF反馈循环。低阻抗在晶体管M6的来源获得。结构抑制变异在晶体管M1和M2的来源,因此电路将在ab类的方式下运行。共模反馈(CMFB)电路需要控制输出共模电压。transconductor感觉到由晶体管的输出电压MF3 MF6,然后与一个参考电压相比,这等于输入共模电压输入电压由于级联滤波器的设计结构。 If common mode voltage is not equal to the reference voltage, a corrected current is mirrored by transistor MF9 to the load of the Transconductor, then the output Vcmis adjusted to the desired voltage. The aspect ratio of transistor M19 would be twice the value of transistors MF1 and MF2.This filter was simulated using 0.18μm CMOS technology provides tuning range 135 KHz - 2.2 MHz consuming power of 1.57 mw - 1.9mw.
B。四阶巴特沃斯滤波器
全微分transconductor-capacitor过滤器是图3所示(一个)通过使用两个四阶巴特沃斯实现了双二次部分。每个biquad 2 4在线旅行社和电容实现。全微分transconductor过滤器是图3所示(b)[18]共模反馈电路(CMFB)由于需要完全差动电路的直流输出电平设置过滤器。通过改变当前通过一系列theOTAs 1:10的转角频率调谐范围约为1:3。
为第四阶OTA结构滤波器
图3 (b)的微分电导电路包括一个cross-coupled高阻抗负载电阻和一对耦合成功地退化。退化的线性增强电阻的代价更小的有效transconductanceGm和较小的通用可调范围。晶体管M8和M9操作在线性区域,作为变性电阻来提供不同的操作点节点vpg vng晶体管M4, M5, M6 M7匹配。M4和M7像一双正电阻R + M5和M6负电阻R -函数。的输出阻抗transconductor取决于R +和-的并行组合,分别由电压vcp控制和vcn。结果,输出阻抗,因此,积分器的问,可以最大化vcp和vcn通过适当的组合。与可调这transconductor积分器甚高频综合滤波器可以实现通过调整电压vba,控制尾电流,因此,通用汽车。良好的高速性能源于缺乏内部的高阻抗节点,将非惯用波兰人推到兆赫范围[18]。这个过滤器是在0.18μm CMOS技术提供了优化设计的范围从1.4 MHz - 16兆赫
图像
c .第五阶巴特沃斯滤波器
5次OTA-C过滤器图4所示(一个)[19]的整体电路是由两个回转器a和B,而实现等效电感L2and L4分别两个接地电阻Gm0and Gm6和五个电容器C1-C5。5个共模反馈电路由十一个OTA的共享可以减少功耗。共模反馈电路提供共同输出电压的传感节点的控制偏置电压能在线旅行社。
OTA第五阶滤波器结构
OTA-C结构5阶低通滤波器图4所示(b)与两个级联双二次部分实施。源使用的OTA退化跨导与当前缩放。它增强了有限的输入范围的双线性微分。这在0.25μm CMOS电路模拟技术可调从600 KHz - 6 MHz 0.9 - -2.7μA电流消耗。
图像
transconductor保持CMFB loopstable。自动频率调优方案用于补偿过程变化[20]- [26]。图6所示的OTA - C滤波器(a)频率优化是通过调优transconductors与数字控制信号。这个过滤器是在0.18μm CMOS模拟技术与调谐范围3 - 24 MHz
图像

提出了滤波器结构
二阶滤波器的电路实现使用因为它的优势在设计和布局。完全差动电路的拓扑块图7所示(一个)以上电路结构的传递函数是[27]
图像

在线旅行社设计
图7 (b)显示了完整的图的在线旅行社包括CMFB电路。transconductor核心由一对源退化微分微分techniqiue与辅助。
图像
图像
OTA的线性改善提高Nr(5),但(6)表明,这种方法会增加输入参考噪声水平,因为这两个尾电流晶体管介绍一些微分噪音如果源退化电阻很大,通过将尾电流晶体管的源电阻退化如图8所示(c),这一项可以最小化和尾巴的噪声电流平均分为两个分支,出现共模噪声被拒绝由于完全微分拓扑性质和普通节点总是差分信号的影响通过使用这种拓扑变化。图8中所示的电路的缺点(c)是通过变性的额外的直流电压降电阻,从而消耗输入信号电压余量。因此限制超速档电压和源退化因素Nr必须使用。
b .辅助鉴别技术
为了减少谐波失真组件在不牺牲其他parametersauxiliary微分技术存在于这双。
为了说明这个概念,让我们考虑几个微分对自己的变性电阻;fixedDegeneration抗性的跨导曲线和曲线为变量变性电阻与输入电压绘制在图9中(a),通过使用辅助微分对技术的结果在一个扁平的跨导曲线和增强的线性,因此退化电阻器取而代之的是退化的平行电阻和ADP图9所示(b),基于当前电压关系中描述(1)微分对无花果。8 (a),图9中的电路的输出电流(b)写成
图像
图像
OTA的提议图包括CMFB电路、晶体管MN1使用一个超速档电压和尾电流流经MN3即尾电流晶体管,使用折叠共源共栅或任何其他额外的电路已经避免了输出的排水管直接取自MN1优化电力结构和噪声性能。晶体管MN1留在饱和输出电压峰值的不到一MN1阈电压的一半,这种情况的信号使用的过滤器实现。transistormatching更好,所有晶体管长度相等除了晶体管MP3提高OTA输出阻抗。CMFB电路设计的功耗¼的核心。通过使用这两种技术的电路面积减少因此我们可以使用这个在等asmobile应用GSM无线应用程序中,蓝牙,和WCDMA等来满足所需的规范。

比较
表,我
比较不同的阶巴特沃斯滤波器基于ota的不同结构
图像

结果与讨论
从本研究结果概括为:a)调谐范围宽,线性度高,可以通过使用更好的线性化技术设计运算跨导放大器(OTA)。b)低功耗和小过滤面积可以很容易地优化使用低阶滤波器来满足应用程序的需求。
过滤器是一个非常小的元素在整个通信系统,因此需要较小的过滤面积和低功耗。高阶滤波器提供宽调谐范围和高线性度。除了这个高阶filterresults增加功耗,增加过滤面积,因为他们有大量的组件。所有这些参数都可以通过使用两个线性化技术;源退化和辅助微分对设计运算跨导放大器(OTA)和使用低阶滤波器。

结论
研究不同的滤波器进行了命令。之后得出的增量filterorder即高阶滤波器,使增量在过滤器组件。这也导致成本和增强区域和设计变得复杂。优化结构的复杂性、成本和区域最好的解决方案是使用低阶filterwith OTA。赭曲霉毒素a是由两种技术提高了滤波器的线性和不影响其他参数,这给宽调谐范围与低阶滤波器。

引用
  1. ParsiK。,BurnsR., ChaikenA., ChambersM., ForniW., HarnishfegerD., TaylorS., PennelM., PerezJ., RaoN., RohrbaughM., RossM., and StuhmillerG., “APRML read/write channel IC using analog signal processing for 200 Mb/s HDD,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 32, pp. 499–531, Apr. 1997.
  2. DehaeneW。,SteyaertM. S. J., and SansenW., “A 50-MHz standard CMOS pulse equalizer for hard disk read channels,” IEEE J. Solid-StateCircuits, vol. 32, pp. 977–988, July 1997.
  3. PaiP。k·D。,BrewsterA. D., and AbidiA. A., “A 160-MHz analog front-end IC for EPR-IV PRML magnetic storage read channels,” IEEEJ. Solid- State Circuits, vol. 32, pp. 977–988, July 1997.
  4. ThaparH。,利兹。年代。,ConroyC., ContrerasR., YeungA., J. ChernG., PanT., and ShihS. M., “Hard disk drive read channel: Technology andtrends,” Proc. IEEE Custom Integrated Circuits Conf., pp. 309–316, 1998.
  5. BloodworthB。E。,SiniscalchiP. P., DeVeirmanG. A., JezdicA., R. Pierson, and SundararamanR., “A 450-Mb/s analog front end for PRML read channels,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 34, pp. 1661–1675,Nov. 1999.
  6. KiriakiS。,LakshmiT., FeyginG., StaszewskiB., PiersonR., KrenikB., de WitM., and NagarjK., “A 160-Mhz analog equalizer formagnetic disk read channels,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 32, pp. 1839–1850, Nov. 1997.
  7. 有:。和WellandD。R。,“A CMOS continuous-time G –C filter for PRML read channel applications at 150 Mb/s and beyond,” IEEE J.Solid- State Circuits, vol. 32, pp. 499–531, Apr. 1997.
  8. RaoN BalanV。,and ContrerasR., “A 3V 10–100MHz continuous-time seventh-order equiripple linear phase filter,” in IEEE Int. Solid-StateCircuits Conf. (ISSCC) Dig. Tech. Papers, Feb. 1999, pp. 44–46.
  9. AltekaretS。,“700 Mb / s BICMOS读通道集成电路,“在IEEE Int。固态电路设计。(globalfoundries)挖。科技论文,2001年2月,页184 - 185。
  10. GopinathanV。,TarsiaM。,and ChoiD., “Design considerations and implementation of a programmable high-frequency continuous-time filter and variable gain amplifier in submicrometer CMOS,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 34, pp. 1698–1707, Dec. 1999.
  11. VoormanH。和VeenstraH。,“Tunable high-frequency G –C filters,” IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 35, pp. 1097–1108, Aug. 2000.
  12. Sanchez-SinencioE。和MartinezJ。席尔瓦:“CMOS跨导放大器,架构和活跃的过滤器:Atutorial,“Proc。IEE CircuitsDevices系统。,卷147,不。1,3 - 12页,2000年2月。
  13. 纽约州立大学。,Edited: Wireless Communication Circuits and Systems, IEE, London, UK, 2004.
  14. LacanetteKerry”,一个基本的介绍活动设备过滤,被动andSwitched电容器”,779年美国国家半导体应用注释,1991年4月。
    15. GratzAchim,“运算跨导放大器”,http://synth.stromeko.net/diy/OTA.Pdf.2008
  15. GeigerR。l,Sanchez-SinencioE., “Active Filter Design Using Operational Transconductance Amplifiers: A Tutorial”, IEEE Circuits and Device Magazine, Vol. 1, March 1985
  16. Lo T-Y挂碳碳”,多模Gm-C通道选择滤波器1-V供应电压”的移动应用程序,IEEE反式电路&systems-II:表达内裤,55 (2008)314 - 318
  17. CheungDarwin, BultKlaas BuchwaldAaron,“10 MHz 60分贝动态响了四阶巴特沃斯低通滤波器”2009
  18. ItakuraT。,UenoT。,TanimotoH., YasudaA., FujimotoR., AraiT. and KokatsuH. “ A 2.7-v, 200-kHz, 49-dBm, stopband-IIP3,low noise, fullybalanced, Gm-C filter IC”, IEEE J. Solid-State circuits, vol.34, no. 8, PP. 1155-1159, August 1999.
  19. YebingGan、ChengyanMa GuoshunYuan。“双模式复杂的滤波器GNSS接收器的频率调优”,半导体学报,2009,30 (10):105004
  20. Emira一,Sanchez-Sinencio e .蓝牙的伪微分复数滤波器频率调优。IEEE反式电路SystII, 2003, (10): 742
  21. Guthrie B,休斯J,塞耶斯T, et al。一个CMOS回转器低若滤波器的双模蓝牙/无线个域网收发器。IEEE J固体电路状态,2005年,40 (9):1872
  22. 孔雀舞,Tsividis Y P, Nagaraj k .广泛可编程数字CMOS技术的高频连续时间滤波器。IEEE J固态电路,2000,35:503
  23. 陈2-Vpp m ., 80 - 200 MHz四阶连续时间线性相位滤波器的频率自动调优。IEEE J固体状态电路,2003,38 (10):1745
  24. Chamla D,凯撒,Cathelin et al。switchable-order Gm-C基带滤波器与数字调优配置radioreceivers宽。2007年IEEE J固态电路,42 (7):1513
  25. DequnMa、FuliangCui JieHe等。设计考虑和实现低功耗芯片上的自动调优。中国半导体学报,2004,25 (3):11869。
  26. KardontichikJ。E。,“Introduction to the Design of Transconductance Capacitor Filters”, Kluwer Academic Publishers, 1992
  27. Stehr U,汉高F、DalligeL Waldow P,“一个完全微分CMS集成4日订单可重构GM-C低通滤波器为移动通信”,在IEE procInt电子电路与系统、1(阿联酋沙迦),2003年,144 - 147
  28. GrayP。R。,HurstP. J., LewisS. H., and MeyerR. G., Analysis and Design of Analog Integrated Circuits. New York: Wiley, 2001.
  29. IbaragiE。,HyogoA。,SekineK., “A 1-MHZ 7TH-ORDER CONTINUOUS-TIME LOWPASS FILTER USING VERY LOW DISTORTION CMOS OTAS”, ISCAS2000 - IEEE International Symposium onCircuits and Systems, May 28-31, 2000, Geneva, Switzerland.
  30. MohieldinA。N。,Senchez-Sinencio E., “A Dual-Mode Low-Pass Filter for 802.11b/Bluetooth Receiver”, 0-7803-8480-6/04/$20.00© 2004 IEEE.
  31. Wongnamkum年代&Thanachayanont,“新ab类高速开关电容电路的运算跨导放大器”,在IEEEIntsymp通讯。&通知技术。1 (2004)531 - 535
  32. WenguangPan、ChengyanMa YebingGan TianchunYe,“可重构OTA-C基带滤波器广泛的数字调优GNSS接收器”,《半导体。卷31日,2010年9月9号