[发明专利]一种用于实现零极点型高阶滤波器的混合积分器双二阶单元

说明书

技术领域

本发明涉及模拟滤波器设计领域，特别是一种用于实现零极点型高阶滤波器的混合积分器双二阶单元。

背景技术

滤波器的概念最早是由美国的G.Campbell和德国的K.Wagner于1915年首先提出的。时至今日，滤波器的理论和技术已经得到不断的改进和创新。滤波其实是一种选频过程，滤波器是一种对输入信号进行特定频率处理从而得到希望输出信号的选频网络。由于模拟滤波器具有处理速度快、电路结构简单、功耗小等突出特点，使其在各种电子设备中有责广泛的应用。

近些年来，随着无线通信技术的飞速发展和CMOS工艺技术的不断进步，实现无线通信收发机和数字基带电路系统单芯片的集成是未来发展的必然趋势。模拟滤波器的片上集成是片上系统发展中一个亟需解决的问题。1983年，Hanu和Tsividis提出了全集成MOSFET和电容的有源滤波器，揭开了全集成连续时间滤波器发展的序幕。Kharramabadi和Gray首次提出了采用CMOS工艺的跨导-电容(Gm-C)滤波器，其中，跨导放大器(Gm)是将输入电压信号转换为电流信号的放大器。从此，片上集成有源滤波器中有跨导放大器和电容组成的跨导-电容(Gm-C)有源滤波器是模拟滤波器设计领域中一个热点研究方向。Gm-C有源滤波器具有高频特性好、可调谐性强、电路综合能力好的特点。图1中所示为一个一阶全差分Gm-C积分器由晶体管跨导(Gm1)和负载电容组成积分器，其传输函数为：

H(s)=Gm1sgCL---(1)]]>

D’Amico在参考文献《Stefano.D’Amico，Matteo Conta and AndreaBaschirotto，“A 4.1-mW 10-MHz Fourth-Order Source-Follower-BasedContinuous-Time Filter With 79-dB DR，”IEEE Journal of Solid-State Circuits，pp.2713-2719，Dec.2006》中描述了基于源极跟随器的双二阶单元打破了传统有源滤波器设计结构。图2中所示一个一阶基于源极跟随器积分器由源极跟随器跨导(Gm1)和负载电容组成积分器，其传输函数为：

H(s)=Gm1Gm1+sgCL---(2)]]>

滤波器种类很多，分类方法也不同。(1)按照功能分：低通、带通、高通、带阻；(2)按照传输函数逼近方式分：巴特沃斯、切比雪夫I、切比雪夫II、椭圆、贝塞尔；(3)按照零极点结合方式分：全极点型(巴特沃斯、切比雪夫I、贝塞尔)、零极点型(切比雪夫II、椭圆)。零极点型二阶低通滤波器(零极点型低通双二阶单元)传输函数如下：