新型第二代电流传输器及其连续时间滤波器

论文摘要

随着模拟集成电路和模拟信号处理的发展,电流模式电路已成为电路与系统及微电子学的前沿课题。电流模式滤波器由于具有高速、低功耗、动态范围大、且与VLSI技术兼容的特点成为学术界重点研究的方向。其中基于电流传输器,特别是第二代电流传输器的电流模式滤波器由于结构简单、线性度好等特点成为众多电流模式滤波器中最具有潜力的电流模式滤波器。改进的电流传输器因而成为电流模式连续时间滤波器的最好的有源元件。本文在国际、国内学术界对第二代电流传输器,以及基于第二代电流传输的连续时间滤波器的基础上,结合国家自然科学基金项目“新型差分式电流传输器及其构成的电流模式连续时间滤波器”,系统的研究了电流模式第二代电流传输器的改进电路及电流模式连续时间滤波器设计与实现问题的相关理论与技术。本文首先系统的归纳总结了国内外连续时间滤波器研究的状况和通用有源元件的发展动态,然后深入研究了电流模式电流传输器滤波器设计的理论和方法,提出了两种改进的电流传输器,并利用它们设计了二阶连续时间电流模式滤波器,并给出了硬件实验结果。本文主要创新工作如下:(1)提出了两种改进的电流传输器。提出了跨导线性多端输出第二代差动差分电流传输器(跨导线性MDDCCII)和电流控制全差分第二代电流传输器(CFDCCII),对两种电路原理进行了详细分析,并用双极型晶体管9014、9015完成了硬件电路的设计。电路由双极晶体管构成,所以可以由集成工艺实现,也可以用分立元件实现,故很容易推广。(2)基于MDDCCII、CFDCCII的连续时间滤波器的设计。提出了基于MDCCII电路的最少元件的二阶滤波器,可以实现高通、低通两种滤波类型,该滤波器只使用了一个MDDCCII,并给出了硬件实验结果。系统地研究了基于CFDCCII的最少元件二阶滤波器,只使用了一个CFDCCII,以实现一个二阶滤波响应(低通,高通,带通,带阻,以及全通),并分析了他们的频率特性、非理想特性和灵敏度特性。本文所研究的内容是当今电路与信号系统、模拟信号与信息处理学界的前沿课题。本文的研究成果和结论对第二代电流传输器及其电流模式连续时间滤波器的设计方法研究具有一定的指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电流模式电路
• 1.3 本文研究的目的和意义
• 1.4 本文主要研究的内容
• 1.5 本文的结构安排
• 第二章 电流传输器的基本理论
• 2.1 第一代电流传输器（CCI）
• 2.2 第二代电流传输器（CCII）
• 2.3 双输出端CCII、差动点压输入CCII
• 2.4 电流控制电流传输器（CCCII）
• 第三章 跨导线性MDDCCII 及CFDCCII
• 3.1 跨导线性原理
• 3.2 跨导线性MDDCCII 电路
• 3.3 电流控制全差分第二代电流传输器（CFDCCII）
• 第四章 基于改进电流传输器连续时间滤波器
• 4.1 滤波器的基本理论
• 4.2 基于MDDCCII 的滤波器
• 4.3 基于CFDCCII 的滤波器的设计
• 第五章 全文总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文与研究成果
• 致谢