基于电流反馈放大器的全集成连续时间滤波器的研究

论文摘要

随着电子技术的发展,许多电路和系统都要区分不同频率的信号,从而使滤波器的设计理论日趋完善。近年来,以电流模式、电流技术为代表的电流模式全集成连续时间滤波器,因其具有优良的带宽、精度等性能,取得了迅速的发展。电流滤波器可以采用低电源标准而不影响其信号处理能力,从而为全集成系统进一步实现微型化、集成化和低功耗打下了基础。本文由滤波器的发展及历史回顾开始介绍,然后对现代模拟集成滤波器的种类和特点进行了阐述,结合现在国内外对滤波器的研究现状,开始进行对电流反馈运算放大器的分析。电流反馈运算放大器(Current Feedback Operational Amplifier,简称CFA)又称跨阻运算放大器,它具有极佳的性能优点,CFA良好的动态特性突破了一些传统难题对常规VAF的困扰,具有明显的实用和理论价值,引起了电路和系统学术界的巨大兴趣。本文着重研究了电流反馈运算放大器。首先从电流反馈运算放大器的拓扑结构入手,在给出其模型电路的基础上,介绍了电流反馈运算放大器的工作原理;分析了理想情况下电流反馈运算放大器的特性和优点;然后研究了由电流反馈运算放大器构成的积分器电路结构,并设计了相应的全差分电流反馈运放电路的积分器,给出了全差分电流反馈运放电路的有耗积分器和无耗积分器的电路;利用电流反馈放大器设计了通用二阶滤波器,提出了一种能同时实现低通、带通、高通的电流反馈运放电路滤波器;然后针对全差分电流反馈运放电路的有耗积分器和无耗积分器设计了四阶低通滤波器,并进行了相应的计算机仿真。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 滤波器的发展及历史回顾
• 1.1.1 滤波器发展综述
• 1.1.2 滤波器历史回顾
• 1.2 现代模拟集成滤波器发展现状和展望
• 1.3 研究课题的背景及意义
• 1.3.1 论文研究课题的背景
• 1.3.2 国内外研究动态
• 1.3.3 选题的意义
• 1.4 论文研究内容及内容安排
• 1.4.1 论文研究内容
• 1.4.2 论文内容安排
• 第2章 电流反馈运算放大器
• 2.1 电路分析
• 2.2 CFA 的拓扑结构和代表符号
• 2.2.1 CFA 的拓扑结构
• 2.2.2 CFA 的代表符号
• 2.3 CFA 的工作原理
• 2.3.1 概述
• 2.3.2 理想CFA 特性分析
• 2.3.3 理想CFA 的两大优点
• 2.4 用CMOS 电路实现的CFA
• 2.4.1 输入缓冲级
• 2.4.2 互补输出级
• 2.4.3 整体电路图
• 2.5 电流反馈运算放大器的负反馈闭环特性
• 2.5.1 同相输入方式下的闭环特性
• 2.5.2 反相输入方式下的闭环特性
• 2.6 电流反馈运算放大器的性能特点概述
• 第3章 基于全差分电流反馈运算放大器的积分器
• 3.1 电流反馈运算放大器积分器
• 3.2 全差分式电流反馈运算放大器的积分器
• 3.3 灵敏度和可靠度
• 第4章 基于电流反馈运放电路的滤波器的设计
• 4.1 基于CFA 的通用二阶滤波器
• 4.1.1 电路描述
• 4.1.2 电路分析
• 4.1.3 灵敏度分析
• 4.1.4 独立可调参数分析
• 4.1.5 PSPICE 仿真
• 4.2 基于CFA 的高阶滤波器
• 4.2.1 四阶低通滤波器原理
• 4.2.2 N 阶滤波器
• 第5章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 导师及作者简介