开关电流低通滤波器的设计

论文摘要

本论文旨在设计一个电流模的巴特沃斯低通滤波器。采用开关电流技术,利用开关电流积分器进行设计。要求截止频率为3kHz,当频率为7kHz时衰减不小于20dB,取样时钟频率为20kHz。开关电流技术是一种电流模式的模拟取样数据信号处理新技术,代表着混合数字/模拟VLS1的未来发展方向。本论文的目的是设计一个高阶的开关电流低通滤波器,通过开关电路对模拟信号进行采用和保持,是一个离散时间滤波器。连续时间滤波器的设计技术很成熟,有很多现成的表格可查。欧拉近似是一种数值积分技术,它把连续时间函数的微商用某种有限差分来逼近,从而把微分方程变成差分方程,得到复变量s与z之间的变换关系。因此根据s域于z域之间的变换,可以先在s域中找到符合所要设计的滤波器性能指标的s域传输函数,再通过欧拉近似将其转换成z域的传输函数,然后用开关电流电路去综合这个z域的传输函数,从而得到开关电流滤波器。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文的背景和意义
• 1.2 电流模电路的基本概念和发展概况
• 1.2.1 电流模电路的基本概念
• 1.2.2 电流模电路的性能特点
• 1.2.3 电流模电路发展概况
• 1.3 论文的主要工作及章节安排
• 第二章 离散时间系统
• 2.1 离散时间系统概述
• 2.2 离散时间系统的分析方法
• 2.2.1 z变换基本知识
• 2.2.2 利用z变换分析离散时间系统
• 2.3 s域与z域之间的变换
• 2.3.1 欧拉近似变换
• 2.3.1.1 前向差分变换
• 2.3.1.2 后向差分近似
• 2.3.1.3 无损离散积分变换（LDI）变换
• 2.3.1.4 双线性变换
• 2.3.2 四种变换的映射
• 第三章 连续时间滤波器
• 3.1 滤波器的类型及传输函数
• 3.2 频率变换
• 3.3 Mason法则与网络综合
• 第四章 开关电流电路基础分析
• 4.1 MOS晶体管的特征及模型分析
• 4.2 静态电流镜的工作原理
• 4.2.1 基本电流镜
• 4.2.2 不带开关的电流镜
• 4.3 开关电流电路分析
• 4.3.1 电流存储与电流延迟单元
• 4.3.2 带开关的电流镜
• 4.4 开关电流积分器
• 4.4.1 同相积分器
• 4.4.2 反相积分器
• 4.4.3 反相放大器
• 4.4.4 开关电流积分器模块
• 4.4.5 双线性映射积分器
• 第五章 开关电流低通滤波器的设计与仿真
• 5.1 设计要求与设计思想
• 5.1.1 设计要求
• 5.1.2 设计思想
• 5.2 设计方案
• 5.2.1 S域和Z域的映射关系
• 5.2.2 滤波器传输函数
• 5.2.3 网络综合
• 5.2.3.1 电流镜
• 5.2.3.2 MOS开关电路
• 5.3 电路仿真
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录