首页 > 其他分享 >模拟集成电路设计系列博客——4.4.4 Q因子修调

模拟集成电路设计系列博客——4.4.4 Q因子修调

时间:2023-12-24 18:11:35浏览次数:35  
标签:4.4 滤波器 积分器 修调 因子 集成电路 m1

4.4.4 Q因子修调

在一些需要高速或者高度选择的滤波器中,非理想的积分器效应和寄生参数使得电路需要对积分器的极点进行Q因子修调。尽管我们之前讨论过如何通过修调单独的时间常数使得集成滤波器的的因子达到百分之1以内的误差,当\(Q>1\)时,即使Q因子上有微小的误差也可能会在滤波器频率和阶跃效应上产生大的误差。因此,在一些应用中需要额外的修调来精确设置Q因子。

一种进行Q因子修调的方式是修调滤波器积分器的相位来确保其相对于滤波器的通带边缘有着90度的相位滞后。积分器的相位响应可以通过引入可调电阻(通过一个线性区晶体管来实现)与积分电容串联来调整。对这个可调电阻的控制电压\(V_Q\)通过一个Q因子修调电路来产生,如下图所示,并将控制信号传输给所有的滤波器积分器。

image

另外,当积分器滤波器为二阶时,极点\(Q\)可以通过改变滤波器中的阻尼跨导器的跨导来调整。具体来说,考虑到\((4.4.4)\)中的分母,我们将其重写为通过\(\omega_o\)和\(Q\)表示的形式,我们有:

\[s^2+s(k_{m3}/k_{XB})(G_{m1}/C_A)+(k_{m1}k_{m2}/k_{XB})(G_{m1}/C_A)^2 = s^2+s(\frac{\omega_0}{Q}+\omega_o^2) \tag{4.4.7} \]

求解这个方程,我们可以得到如下关系式:

\[\omega_o=(\frac{G_{m1}}{C_A}\sqrt{\frac{k_{m1}k_{m2}}{k_{XB}}}) \tag{4.4.8} \]

\[Q=(\frac{k_{XB}}{k_{m3}})\sqrt{\frac{k_{m1}k_{m2}}{k_{XB}}} \tag{4.4.9} \]

从\(Q\)的表达式中,我们可以看出滤波器极点的Q因子与\(k_{m3}\)呈反比,因此我们只需要调整\(G_{m3}\)就可以调整二阶滤波器的Q因子。

控制信号\(V_Q\)对于任意的Q因子调节方法,都可以用上图中采用的幅度锁定环路系统来实现[Schaumann,1990]。这个电路的工作是基于Q因子的误差会使得滤波器的频率响应出现幅度误差。为了测量幅度误差,一个合适参考频率的正弦信号被施加到Q参考电路上,其输出的幅度与输入信号缩放之后的幅度进行比较。正弦频率可以通过频率修调电路中的VCO的输出来获得。

标签:4.4,滤波器,积分器,修调,因子,集成电路,m1
From: https://www.cnblogs.com/sasasatori/p/17924676.html

相关文章

  • 模拟集成电路设计系列博客—— 4.4.3 频率修调
    4.4.3频率修调如果有精确的时钟的话,那么可以精确的修调\(G_m/C_A\)。例如,假设设计者有一个精确的时钟频率,称为\(f_{clk}\),那么一种使用开关电容电路进行修调的方式如下图所示[Viswanathan,1982]:这个修调电路与我们上一节介绍的固定跨导修调电路很像,除了外部电阻被更换为了一个......
  • 模拟集成电路设计系列博客—— 4.4.2 固定跨导电路修调
    4.4.2固定跨导电路修调如之前所讨论,如果不使用修调,比值\(G_m/C\)可能会有百分之30的误差。然而,集成电容的误差一般在这百分之30的误差中只贡献百分之10。因此,对于能够容忍百分之10误差的应用,可以通过一个固定外部电阻来设置\(G_m\)值,如接下来我们所看到的,修调一个\(G_m\)值并不......
  • 模拟集成电路设计系列博客—— 4.4.1 修调概述
    4.4.1修调概述如之前所说,连续时间滤波器的一个缺点是需要额外的修调电路。这是因为由于时间常数会因为工艺偏差而产生大的波动。例如,集成电容可能会有百分之10的偏差,而电阻和跨导可能会有约百分之20的偏差。由于这些组件的构建非常不同,RC或者\(Gm/C\)时间常数积由于工艺偏差可能......
  • 模拟集成电路设计系列博客—— 4.3.3 四晶体管MOSFET-C积分器
    4.3.3四晶体管MOSFET-C积分器一种改进MOSFET-C滤波器线性度的方式是使用四晶体管MOSFET-C积分器,如下图所示[Czarnul,1986]:对于这个四晶体管积分器的小信号分析,可以将单输入积分器处理成有着\((v_{pi}-v_{ni})\)和反相信号\((v_{ni}-v_{pi})\)两个输入信号的双输入积分器。基于......
  • 模拟集成电路设计系列博客——4.3.2 双晶体管MOSFET-C积分器
    4.3.2双晶体管MOSFET-C积分器MOSFET-C滤波器类似于全差分有源RC滤波器,除了电阻被等效的线性区MOS晶体管所取代。由于有源RC和MOSFET-C滤波器紧密关联,对于设计者来说,一个好处就是可以大量使用在有源RC滤波器上的已有知识。本小节我们讨论双晶体管MOSFET-C积分器。一个双晶体管MO......
  • 某领先的集成电路研发中心:建立跨网交换平台 杜绝数据泄露风险
    1、客户介绍某技术领先的集成电路研发中心,是产学研合作的国家级集成电路研发中心,致力于解决重大共性技术的研发及服务支撑问题。该中心积极探索国际化道路,不断提升国际影响力,与多家国际著名集成电路企业和研发机构建立技术合作及联合实验室。2、建设背景       ......
  • 模拟集成电路设计系列博客——4.3.1 有源RC滤波器
    4.3.1有源RC滤波器除了Gm-C滤波器外,另一种实现模拟集成滤波器的方案是有源RC滤波器或者MOSFET-C滤波器。在这两个技术中,电流的积分都是通过反馈连接在一个高增益放大器的电容上实现的,这与将电流积分电容连接到地的Gm-C滤波器方案不同。有时这种方案被叫做米勒积分,因为就像两级放......
  • 模拟集成电路设计系列博客——4.2.2 线性区晶体管跨导器
    4.2.2线性区晶体管跨导器本节我们将讨论使用工作在线性区的晶体管构成的跨导器。需要说明的是,在下面介绍的电路中,并不是所有的晶体管都处于先行区。一些晶体管被偏置在饱和区,但是电路的跨导由一到两个被偏置在线性区的关键晶体管来决定。首先我们会议一下对于n管来说线性区的电......
  • 模拟集成电路设计系列博客——4.2.1 固定电阻跨导器
    4.2.1固定电阻跨导器下图展示两种相似的使用电阻来建立输入差分电压和输出电流的线性关系的电路。为了理解这两个电路的基本原理,我们首先简化假设认为两个晶体管上的\(V_{gs}\)固定,作为结果,我们看到差分电压\(v_i\)出现在(a)的两个\(R_s/2\)两侧以及(b)的\(R_s\)两侧。因此漏极......
  • day11 Jenkins Pipeline语法-Jenkins基于Gitlab的授权认证 (4.3.1-4.4)
    一、JenkinsPipeline语法上JenkinsPipeline语法Jenkins有多种方式实现交付流水线。其中,JenkinsPipeline是一种比较流行的方式,它提供一个DSL(DomainSpecificLanguage的缩写,)来描述交付流水线。官网地址:https://www.jenkins.io/doc/book/pipeline/syntax/1、什么是Jenkin......