電流模式n階CCCII多功能濾波器的設(shè)計(jì)

　　1 引 言

　　A.Fabre等提出的電流控制傳送器(CCCII)，克服了電流傳送器(CCII)的X端存在的寄生電阻導(dǎo)致的基于CCII電路產(chǎn)生的傳輸函數(shù)的誤差。同時(shí)，與OTA相比，對(duì)于同一偏置電流，CCCII的電導(dǎo)Gx比OTA的跨導(dǎo)Gm大4倍，因而提高了頻響，降低了功耗，且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度重視?；?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/CCCII">CCCII的二階濾波器及高階濾波器不斷提出，但對(duì)高階多功能電流模式濾波器的研究還明顯不足。

　　本文基于梅森信號(hào)流圖理論，討論了n階濾波器的信號(hào)流圖設(shè)計(jì)方法，成功設(shè)計(jì)出了一種新穎的基于CCCII和MOCCCII實(shí)現(xiàn)的n階多功能濾波器電路模型，該電路能實(shí)現(xiàn)低通、高通和帶通濾波功能。該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，含有最少的元件，且電路中所有電容均接地，易于集成。

　　2 電路理論與設(shè)計(jì)方法

　　2.1 CCCII簡(jiǎn)介

　　Fabre等提出的CCCII+實(shí)現(xiàn)原理及電路如圖1(a)所示，電路符號(hào)如圖1(b)所示，其端口傳輸特性為：

　　Rx為經(jīng)X端的寄生電阻，

　　多端輸出MOCCCII是在CCCII的基礎(chǔ)上用電流復(fù)制的方法得以實(shí)現(xiàn)，他能等比例地輸出多個(gè)電流，其理想端口特性為：

　　2.2 電路實(shí)現(xiàn)

　　設(shè)基于電流模式n階低通、高通、帶通濾波器的傳遞函數(shù)的一般表達(dá)式為：

　　根據(jù)梅森信號(hào)流圖思想，式(4)可由n條反饋通路和1條前向通路構(gòu)成，并得信號(hào)流圖如圖2所示。

　　根據(jù)信號(hào)流圖，可利用CCCII實(shí)現(xiàn)積分器和比例放大器，用MOCCCII多端輸出實(shí)現(xiàn)反饋，形成電路，如圖3所示。

　　為了實(shí)現(xiàn)MOCCCII的反饋?zhàn)饔茫仨氃O(shè)計(jì)R2，使得R2等于MOCCCII的寄生電阻Rx0，即：

　　R2=Rx0

　　第n+1個(gè)CCCII的作用是實(shí)現(xiàn)比例放大，通過調(diào)節(jié)R1和其寄生電阻Rx的比值，可實(shí)現(xiàn)對(duì)增益的調(diào)節(jié)。當(dāng)bi=ai時(shí)，圖3中的Iin可直接連接至CCCII的輸入端。

　　對(duì)比式(3)與圖3，不難看出有下列參數(shù)關(guān)系：

　　其中：Rxj為第j個(gè)CCCII X端的寄生電阻。

　　從式(3)可以看出，適當(dāng)選擇電流輸入端，能實(shí)現(xiàn)不同功能的濾波器。

　　(1) 低通：取i=0，即電流從第一個(gè)CCCII輸入端輸入。

　　(2) 高通：取i=n，即電流從MOCCCII的輸入端輸入。

　　(3) 帶通：當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，取i=n/2;當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，取i=(n