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对全集成连续时间滤波器的研究是当前国内外微电子、电路与系统学界研究的前沿课题,其在通信、电子测量、自动控制等方面有着广泛的应用前景,特别是在数模混合信号处理及通信集成电路中有着重要的应用。由于具有良好的高频性能和自调谐能力等优点,Gm-C有源滤波器已成为现代滤波器领域中的研究热点之一。
本论文研究跨导放大器(Gm)、Gm-C滤波器以及自调谐电路的原理和设计。本文设计的滤波器应用于CMMB(中国移动多媒体广播)接收机射频芯片中。作为CMMB体系架构中的核心部分之一,STiMi传输技术采用25MHz的有效信号带宽,分为3个子带,每个子带的带宽为8MHz。接收系统采用零中频结构,要求中频滤波器在过渡带宽只有500KHz的情况下实现阻带抑制达到至少40dB。为了满足CMMB体系的多通道和高选择特性,本滤波器采用高滚降的九阶架构,通过椭圆函数近似加以实现。针对工艺、温度、电源电压、器件老化等因素可能导致的滤波器截止频率偏移,本文设计了一个基于锁相环的自调谐电路,将滤波器的截止频率较为精确地锁定在设计值。
本设计使用TSMC0.25um1P5M CMOS工艺,仿真结果表明,滤波器及自调谐电路各项指标满足CMMB标准要求。通过流片验证,滤波器截止频率的实测结果和仿真结果相差约3%。