基于开关电流技术的小波滤波器的实现

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2 开关电流滤波器
2.1 基本原理
    开关电流技术是电流模信号处理技术,利用MOS晶体管在其栅极开路时存储在栅极氧化电容上的电荷来维持其漏极电流。开关电流电路属于抽样数据电路,它处理的是抽样信号,即时间离散而幅度连续的信号,它是一种离散时间电路,其基本单元与数字电路类似,主要是相加延乘系数、微分和积分等电路,其输入输出特性用差分方程描述,并用离散z变换实现频率分析。
2.2 双二次滤波器节
   
双二次滤波器节是一种非常重要的通用滤波器标准部件,以双二次为基块,能够方便地进行级联以得到任意阶数的开关电流(SI)滤波器。这种滤波器综合方法具有模块性和简易性等优点,因而在滤波器设计中得到广泛应用。通用的双二次函数为:


2.3 基于积分器的双二次滤波器电路实现
   
基于积分器的双二次滤波器结构框图如图2所示。图2中的变量为电流,得到其传递函数如式(9)所示。
 

 


    任意选定a3后,可由式(10)确定a1~a6的其他各值,从而确定各个MOS管的沟道尺寸。下面以二阶巴特沃思低通滤波器为例,来实现基于积分器的双二次滤波器电路,并给出Pspiee仿真结果。


    确定CMOS管的宽长比和偏置电流,实现总的电路如图3所示。此滤波器使用的工艺是标准1.2 μm的数字CMOS工艺,其仿真结果如图4所示。