CMOS低中频有源复数带通滤波器设计

设计并实现了基于0.18 μm CMOS工艺的2.4 GHz无线传感网(Wireless Sensor Network)射频接收机低中频有源复数带通滤波器.该滤波器采用基于积分器单元的复数带通滤波器结构,同时实现镜像抑制和信号滤波的功能.仿真结果表明,复数带通滤波器的中心频率为2 MHz,通带带宽为2.4 MHz,通带电压增益约为12.5 dB,镜像抑制大于30 dB,相邻信道阻带衰减大于40 dB,噪声系数小于15 dB,消耗电流为5 mA.通过系统验证,本设计各项性能均满足无线传感网射频接收机的设计要求.     

一种用于ZigbeeTM接收机的低功耗Gm-C复数滤波器

采用0.18μm CMOS工艺,设计了用于低中频Zigbee接收机的可自动频率调谐的Gm-C复数滤波器.通过跨导放大器(Gm)按比例设计,解决了核心滤波器与PLL调谐电路的匹配问题,达到好的调谐效果.仿真结果显示:滤波器中心频率为2MHz,带宽2MHz,镜像抑制比大干55dB,群延时小于0.9μs,电流功耗仅为1.5mA.     

应用于无线传感器网络的带片上自动调谐功能的CMOS Gm-C复数滤波器

本文采用0.18um CMOS工艺设计并实现了一个应用于无线传感器网络的带有片上自动调谐功能的Gm-C复数滤波器。该滤波器基于一个五阶切比雪夫低通RLC原型,由电容和差分跨导综合而成。为了实现滤波器中心频率和带宽的精确控制,采用了一个传统锁相环电路来实现片上自动调谐的功能。该滤波器的中心频率为2MHz,带宽2.4MHz。电路的测试结果表明：在1.8V电源电压下,自动调谐电路工作正常,滤波器具有较为精确的中心频率和带宽,实现了超过45dB的镜像抑制,同时带内抖动小于1.2dB。包括片上自动调谐电路在内的整个滤波器电路共有4.9mA的电流消耗。     

一种适用于IEEE802.15.4协议的全集成CMOS复数滤波器

复数滤波器是低中频结构接收机中的一个重要模块,起到镜像抑制的作用。该文针对IEEE802.15.4的低功耗要求,提出了一种可以灵活配置共模反馈模块的伪差分结构OTA,该OTA具有内部共模前馈和共模检测功能,适用于级联应用。基于该OTA结构实现了一个3阶巴特沃斯Gm-C复数滤波器,中心频率在1 MHz,带宽1.3 MHz,带内群延时波动小于0.16 s,镜像抑制能力满足IEEE802.15.4协议要求。该文还提出了一种频率调节方法,用于控制复数滤波器的中心频率,与传统的锁相环结构相比,该调谐电路结构简单,适合在低功耗应用场合。     

一种高线性Gm-C复数滤波器的设计

针对低电源电压Gm-C复数滤波器线性度不足的问题,提出了一种使用大信号线性化技术的一阶复数带通滤波器。所提出的复数滤波器使用了不平衡差分对和自适应偏置电路两种线性化技术,通过扩展跨导相对恒定的输入电压范围提高滤波器的线性度。滤波器采用UMC 110 nm CMOS工艺设计,中心频率和带宽分别为2 MHz和1 MHz。Cadence仿真结果显示,在1.2 V电源电压下,滤波器功耗为229μW,镜像抑制比(IIR)为18 dB,线性度(输入三阶交调点IIP3)为9.53 dBm,总谐波失真(THD)为-55.7 dB。该复数滤波器电路结构简单、功耗较低,以期能广泛应用于低电源电压的接收机设计。     

GPS接收机镜像信号抑制

分析了GPS接收机镜像信号抑制的要求,设计应用于低中频GPS接收机的镜像抑制复数滤波器.滤波器基于OTA-C双二次结构,通过线性变换实现频率搬移.采用了带源极负反馈的全差分跨导器以扩大输入线性范围.设计了基于环形振荡器的数字调谐锁相环以减小滤波器频率偏差.电路采用0.18μm CMOS工艺实现.测试结果表明,滤波器带宽为3.1MHz,偏移5MHz抑制为50dB,频率修调误差小于±1.5%.镜像抑制大于35dB.1.8V电源电压下滤波器和修正电路电流分别为0.82mA和0.23mA.     

应用于多模卫星导航系统的Gm-C复数滤波器

提出了一种应用于多模卫星导航系统的5阶Gm-C复数滤波器,其带宽可设置为2 MHz 和4 MHz,带内增益为10 dB,对带外信号和镜像信号均有40 dB的衰减,可以满足GPS、北斗、Galileo和GLONASS四种不同导航系统的要求.同时,引入一种新的低功耗滤波器自动调谐电路,可以对温度、工艺变化等各种因素引起的滤波器中心频率和带宽的偏差进行精确校正,保证了滤波器的正常工作和射频前端的性能.     

双模式复数滤波器电路设计

采用0.18μm CMOS工艺,实现了一款中心频率和带宽可调节的OTA-C复数滤波器.通过设置控制字,可以控制复数滤波器的带宽和中心频率,形成窄带和宽带两种模式.滤波器的带宽设计为5 MHz和25 MHz,中心频率分别为4 MHz和15.4 MHz.窄带滤波器镜像抑制大于30dB(测试),宽带滤波器镜像抑制大于40 dB(仿真).设计中,采用了基于VCO锁相环结构的片上频率修正电路.滤波器消耗的总电流分别为1.7 mA和2.5 mA.仿真结果与测试结果非常吻合.     

片上锁相环调谐的低功耗中频复数滤波器设计

讨论了应用于IEEE802.15.4标准低中频接收机的3阶贝塞尔复数gm-C滤波器,其中跨导器采用Nauta结构.为了消除工艺偏差、温度变化、老化对截止频率的影响,滤波器电路使用了片上锁相环调谐电路.滤波器设计采用HJTC-0.18 μm 1P6M CMOS混合工艺,中心频率为 3 MHz,-3 dB带宽为2.6 MHz.仿真结果显示临道、间道抑制分别为26.4、44 dB,镜像抑制为31.4 dB,带内SFDR为54.8 dB.复数滤波器电源电压为2.5 V,整体消耗的电流约为1.61 mA.     

一种射频前端宽带复数滤波器电路的设计

采用0.18 μm CMOS工艺,设计实现了一款7阶OTA-C复数滤波器电路.该电路适合应用于低中频结构的卫星导航射频前端芯片.滤波器的带宽设计为25 MHz,中心频率为15.4 MHz,镜像抑制大于30 dB.设计中,采用基于VCO锁相环结构的片上频率修正电路.滤波器消耗的总电流为4 mA,工作电压1.8 V.     

具备谐波抑制的高阶有源N路径带通滤波器

采用三级2阶N路径滤波单元设计了一种带谐波抑制功能的高阶有源N路径带通滤波器。在第二、三级之间插入负电阻和回转器,可提高滤波器的Q值、带宽和线性度;在末级的串联型2阶N路径滤波单元中采用有相位差的时钟信号进行控制,可有效地抑制三次谐波。基于0.18μm CMOS工艺仿真。结果表明,该滤波器的最高增益为20.12 dB,中心频率调谐范围为0.1~1 GHz,带外抑制高达50.2 dB@700 MHz,三次谐波抑制大于40 dB,噪声系数为4.71~6.9 dB,带外输入3阶交调点(IIP3)为16.3 dBm@50 MHz。     

一种适用于多波段无线通信的品质因数增强型的CMOS射频滤波器

提出了一种使用品质因数增强型的有源电感的射频带通滤波器,描述了在宽射频频段上可调谐的品质因数增强型的有源电感设计技术,而且解释了与有源电感噪声和稳定性相关的问题.该滤波器采用0.18μm CMOS工艺制造,它所占用芯片的有效面积仅为150μm×200μm.测试结果表明:该射频滤波器中心频率为2.44GHz时,3dB带宽为60MHz,中心频率可在2.07～2.44GHz范围内调谐,1dB压缩点为-15dBm,而静态功耗为10.8mW;在中心频率为2.07GHz时,滤波器的品质因数可达到103.     

0.13 μm CMOS宽带大动态范围六阶跨导电容低通滤波器

提出了一种适用于宽带大动态范围应用的六阶跨导电容低通滤波器。该滤波器为Chebyshev类型,采用开环级联结构来实现。通过一组开关电容阵列来补偿由工艺温度等因素引入的截止频率的偏差。实际测试结果表明,该滤波器的-3dB截止频率可调范围为30～100MHz,在500mVp-p输入信号幅度下,IM3为-48dB。电源电压为3V时,消耗电流25mA,芯片面积为0.5mm2。该滤波器采用TSMC0.13μm CMOS工艺实现。     

一种基于Gm-C的高Q值模拟中频带通滤波器设计与实现

设计并实现了一种基于Gm-C二次节(Biquad)结构的6阶切比雪夫Ⅰ型模拟中频带通滤波器,中心频率为46MHz,带宽为2.046MHz.其中Biquad结构中加入了负阻抗单元,增加输出阻抗,实现滤波器的高Q值(品质因数).跨导放大器(Operational transconductance amplifier,OTA)单元使用源极负反馈技术,优化了OTA的线性性能.整个滤波器电路采用0.35μm CMOS工艺实现.经过仿真验证,滤波器的通带纹波是2.704dB,1.5倍带宽处衰减大于21dB.在3.3V电源电压情况下,滤波器的总电流消耗为8.87mA.     

具有片上频率自动调谐功能的4MHz Gm-C滤波器

本文实现了一个应用于全集成L带DAB接收机的5阶Gm-C椭圆低通滤波器,该滤波器上集成了基于锁相环的片上频率自动调谐电路,使得该滤波器的截止频率可以准确控制在4MHz.该滤波器已经采用0.35μm CMOS工艺实现.测试结果表明,该滤波器的频率精度可以控制在1%以内,动态范围约为54dB,阻带抑制率大于40dB.该滤波器采用3.3V电源,消耗的电流约为13mA.     

一种具备高镜像抑制比的带通滤波器设计

介绍一种高镜像抑制比的带通滤波器的设计。在音频领域里所接触的大多为实数滤波器,滤波器的频率点具备对称性的特点,这就对信号处理领域带来很大的麻烦,如AM、FM中频滤波时产生的镜像频率,会对正常的搜台产生很大的干扰。此设计利用复数滤波器的特点,设计出一种具备高镜像抑制比的带通滤波器,应用于数字调谐收音机解调系统里面。由于采用的是全集成的复数带通滤波器,节省了传统的外部中频滤波器的成本及空间;实测镜像抑制比达40 dB,大大降低了搜台的误操作,提高了整机系统的信噪比,在信号处理领域有一定的借鉴意义。     

RF CMOS active inductor band pass filter with post fabrication calibration

This paper presents an active inductor bandpass filter (BPF) architecture with selectable 50 Ω driving capability and post fabrication calibration for gain, center frequency, and quality factor. The design details, and performance assessment that facilitate selecting an offline calibration mode to measure and tune post fabrication BPF performance are discussed. A specific design example for a L1/L2 channel GPS receiver is included with a BPF that is required to pass the L2 signal centered at 1.227 GHz with a gain of approximately16 dB at the center frequency, have a 3 dB bandwidth of 30 MHz (Q = 41) and rejection of the L1 signal at 1.575 GHz by at least 60 dB relative to the center frequency. A multistage active inductor BPF 90 nm CMOS design is presented that meets these specifications with typical process parameters. It is demonstrated that the post fabrication design based on typical corner analysis can be re-tuned to the desired performance for process variations across the slow and fast corners using the offline measuring and tuning control inputs.     

三阶级联复数有源RC带通滤波器

采用0.18μmCMOS工艺设计了一款应用在无线传网中的三阶级联有源RC复数带通滤波器,同时设计了自动频率调谐电路(AFT)。该滤波器采用的是切比雪夫逼近函数予以实现。在5比特数字控制码开关电容阵列的控制下,AFT电路即可完成对主体滤波器电路频率变化的校正。仿真结果显示,滤波器的中心频率稳定在2MHz,通带带宽为2MHz,镜像抑制比大于34dB,相邻信道阻带衰减大于34dB,通带纹波小于1dB,消耗电流为2.3mA,工作电源电压为1.8V。