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          運(yùn)算放大器的有限增益帶寬積對(duì)active-RC濾波器Q值

          作者: 時(shí)間:2011-09-13 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


          摘要:文章從數(shù)學(xué)上分析了的有限增益帶寬積對(duì)的影響,得出了升高的結(jié)論,并且研究了升高的補(bǔ)償方法。我們對(duì)5階低通濾波器的Biquad引入補(bǔ)償電容Cm的前后進(jìn)行仿真對(duì)比,發(fā)現(xiàn)補(bǔ)償電容Cm會(huì)使濾波器的Q值降低,并抵消由于運(yùn)放有限增益帶寬積帶來(lái)的影響。
          關(guān)鍵詞:;增益帶寬積;濾波器;Q值

          0 引言
          隨著集成電路工藝的飛速發(fā)展,采用CMOS技術(shù)設(shè)計(jì)射頻接收機(jī)變成現(xiàn)實(shí),我們已經(jīng)進(jìn)入射頻CMOS時(shí)代。在射頻接收機(jī)中,信道選擇濾波器的主要作用是從許多信道中選出我們需要的那個(gè)信道,然后把鄰近信道信號(hào)和其它的帶外干擾過(guò)濾掉。信道選擇濾波器對(duì)線(xiàn)性度的要求非常高,通常Gm-C濾波器很難滿(mǎn)足其線(xiàn)性度的要求,濾波器是基于運(yùn)放的負(fù)反饋應(yīng)用,它的線(xiàn)性度很高,所以active-RC濾波器最適合做信道選擇濾波器。運(yùn)放是active-RC濾波器中的關(guān)鍵模塊,濾波器的帶寬越寬,Q值越高,對(duì)運(yùn)放的增益帶寬積(GBW)的要求也就越高,濾波器的性能通常受限于運(yùn)放的GBW。運(yùn)放的有限GBW對(duì)active-RC濾波器的最主要影響是使其Q值升高,關(guān)于這方面的經(jīng)驗(yàn)性結(jié)論多,具體的數(shù)學(xué)分析卻很少。本文從數(shù)學(xué)上來(lái)分析運(yùn)放的有限GBW對(duì)濾波器Q值的影響,推導(dǎo)出具體公式,并且研究其補(bǔ)償方法。

          1 運(yùn)放的有限GBW對(duì)active-RC濾波器Q值的影響

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/187328.htm

          a.jpg


          圖1(a)是active-RC積分器,它是濾波器中基本的單元模塊,其理想傳輸函數(shù)為式(1):
          b.jpg
          積分器的理想品質(zhì)因子Qint,ideal→∞,相位φint,ideal=-π/2。 實(shí)際上運(yùn)放的有限GBW影響其傳輸函數(shù),我們把運(yùn)放近似為一個(gè)單極點(diǎn)系統(tǒng),其傳輸函數(shù)為式(2):
          c.jpg
          Wamp是運(yùn)放的主極點(diǎn),WGBW是運(yùn)放的增益帶寬積。在我們感興趣的頻率范圍內(nèi),運(yùn)放的傳輸函數(shù)可以簡(jiǎn)化為式(3):
          d.jpg
          考慮到運(yùn)放的有限GBW,通常WGBW>>1/R1C1,積分器的實(shí)際傳輸函數(shù)為式(4):
          e.jpg

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