对数滤波器的仿真与研究

论文摘要

对数域电路是解决有源滤波器线性工作范围的一种新方法。其本身的电流模工作特性,以及其特有的Log-AntLog运算环节,使其相对于其他有源滤波器,具有工作电压低、动态范围宽、工作频率高、更易于调谐、以及更低的功耗和噪声等优点。可以工作在对信息处理要求更高的场合。本文介绍了对数滤波器的基本组成,分析研究了各个组成部分的数学模型。基于二阶无源LC滤波器,利用运算仿真法建立了二阶对数域低通滤波器的信号流图。利用元件替代法完成了二阶对数域低通滤波器的参数计算,获得了二阶对数域低通滤波器的电路图。利用Pspice仿真工具进行了频率特性和瞬时特性的仿真。仿真结果表明,各项参数满足设计要求。并利用此方法分析研究了二阶对数域带通滤波器的频率特性和瞬时特性,利用Pspice仿真,结果符合设计要求。在实际情况中,晶体管的非理想参数对对数滤波电路是有一定的影响的,本文就有限值,Early电压,以及基极偏置电阻Rb,射极偏置电阻RE对电路的稳定性和精确性的影响进行了系统的分析,并通过计算实验给出了一组参考值。根据电路功能和性能的要求,在正确选择系统配置、电路形式、器件结构、工艺方案和设计规则的情况下,完成了二阶低通对数域滤波器的版图设计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景和研究意义
• 1.1.1 滤波器技术的发展现状
• 1.1.2 对数滤波技术的产生
• 1.1.3 对数滤波器的研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 对数滤波器的发展现状
• 1.2.2 对数滤波器的发展方向
• 1.3 本文主要研究的内容
• 2 对数滤波器的设计基础
• 2.1 滤波器的设计方法
• 2.1.1 滤波器的数学描述
• 2.1.2 滤波器的频率特性
• 2.1.3 滤波器设计的逼近方法
• 2.2 对数滤波器的组成
• 2.3 对数滤波器的工作原理
• 2.4 对数滤波器的设计方法
• 2.5 对数滤波器的特点
• 2.5.1 对数滤波器的优点
• 2.5.2 对数滤波器的缺点
• 2.6 本章小结
• 3 对数滤波器的设计与仿真研究
• 3.1 二阶低通对数滤波器的设计
• 3.1.1 跨导线性对数单元电路的分析研究
• 3.1.2 对数电路的分析研究
• 3.1.3 指数电路的分析研究
• 3.1.4 对数积分电路的分析研究
• 3.1.5 U/I 变换器的设计
• 3.2 二阶低通对数滤波器的研究与仿真
• 3.2.1 幅频响应
• 3.2.2 瞬态响应及失真度分析
• 3.3 基于运算仿真法的设计方法改进
• 3.4 由集成运放构成的二阶有源滤波器的分析与仿真
• 3.5 本章小结
• 4 三极管非理想特性对对数滤波器的影响
• 4.1 影响低通对数滤波器性能的参数分析
• 4.1.1 有限值对电路的影响
• 4.1.2 Early 电压对电路的影响
• 4.1.3 基极、射极寄生电阻对电路的影响
• 4.1.4 非理想管参数对电路的综合影响
• 4.2 带通对数滤波器的非理想特性分析
• 4.3 晶体管不匹配程度对对数滤波器的影响
• 4.4 本章小结
• 5 偏置电流对对数滤波电路的影响及对数滤波器的版图设计
• 5.1 偏置电流与电路功耗的关系
• 5.2 偏置电流电路的改进及相应参考值
• 5.3 对数滤波器的版图设计
• 5.4 本章小结
• 6 结论
• 6.1 论文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录