一种用于实现零极点型高阶滤波器的双二阶单元制造技术

本发明专利技术公开了一种用于实现零极点型高阶滤波器的双二阶单元，属于滤波器技术领域。所述双二阶单元包括：差分输入级，用于接收差分输入信号；内部源极跟随器级，用于接收差分输入级的输出信号；电流源，用于提供零极点型高阶滤波器的支路电流；级间差分电抗元件，用于确定零极点型高阶滤波器的极点特性；同相前馈电抗元件，用于确定零极点型高阶滤波器的零点特性。本发明专利技术提出了用于实现零极点型高阶滤波器的双二阶单元，进而完善采用级联法设计高阶不同类型滤波器所需要的双二阶单元，使得该双二阶单元在要求低功耗高线性度的射频基带模拟滤波器中具有一定的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及滤波器
，特别涉及一种用于实现零极点型高阶滤波器的双二 阶单元。
技术介绍
滤波器是电子设备的最基本元件之一，是一种应用非常广泛的信号处理子模块， 其功能是通过指定频率的信号，抑制其余频率的信号。滤波器中的一个重要分支一模 拟滤波器，在无线通信系统、电子测量或自动控制系统等方面有着广泛的应用前景， 特别是在射频接收机中有着重要的应用。射频接收机中的模拟滤波器主要有如下作用(1)抑制带外信号，避免带外强干 扰信号使射频接收机中的模块饱和，尤其是模数转换器之前的抗混叠滤波器；(2)抑 制镜像信号。这就要求射频接收机中的基带模拟滤波器不仅要具有高的线性度，而且 还要具有低功耗。目前，射频接收机中的基带模拟滤波器的经典电路实现主要有Gm-C (跨导一电容)滤波器、Active-RC滤波器和Active-Gm-RC滤波器。Gm-C滤波器由 Gm-C开环积分器组成，功耗低但线性度低；Active-RC滤波器和Active-Gm-RC滤波 器是闭环结构滤波器，它们的线性度高但功耗高。在2006年12月发表的，由斯蒂芳诺等人撰写的文章中(IEEE，Journal of Solid-State Circuits, PP.2713-2719)描述了一种基于源极跟随器的全极点型的双二阶单元，该项 技术的出现打破了上述滤波器功耗和线性度对立的格局。该双二阶单元中的由源极跟 随器组成的局部反馈是打破这种对立格局的主要因素。采用两级基于源极跟随器的全 极点型的双二阶单元级联实现了全极点型的贝塞尔滤波器。滤波器种类很多，分类方法也不同。按照功能分主要包括低通滤波器、带通滤 波器、高通滤波器和带阻滤波器等；按照设计方法分主要包括巴特沃斯滤波器、切 比雪夫I滤波器、切比雪夫II滤波器、椭圆滤波器和贝塞尔滤波器等；按照零极点结 合分主要包括全极点型(巴特沃斯、切比雪夫I、贝塞尔)滤波器和零极点型(切比 雪夫II、椭圆)滤波器等。但是，上述技术方案中提出的双二阶单元是全极点型的双 二阶单元，采用该双二阶单元设计的滤波器只能实现全极点型低通滤波器，而不能实 现零极点型低通滤波器。
技术实现思路
为了实现零极点型低通滤波器，本专利技术提供了一种用于实现零极点型高阶滤波器 的双二阶单元。所述双二阶单元包括差分输入级，用于接收差分输入信号；内部源极跟随器级，用于接收所述差分输入级的输出信号；电流源，用于提供零极点型高阶滤波器的支路电流；级间差分电抗元件，用于确定零极点型高阶滤波器的极点特性；同相前馈电抗元件，用于确定零极点型高阶滤波器的零点特性。所述差分输入级包括第一场效应晶体管和第二场效应晶体管；所述第一场效应晶 体管的漏极接到电源电压上，所述第一场效应晶体管的栅极接第一输入端，所述第一 场效应晶体管的衬底接地电压或者与自身的源极相连；所述第二场效应晶体管的漏极 接到电源电压，所述第二场效应晶体管的栅极接第二输入端，所述第二场效应晶体管 的衬底接地电压或者与自身的源极相连。所述内部源极跟随器级包括第三场效应晶体管和第四场效应晶体管；所述第三场 效应晶体管的漏极与所述第一场效应晶体管的源极相连，所述第三场效应晶体管的栅 极与所述第二场效应晶体管的源极相连，所述第三场效应晶体管的衬底接地电压或者 与自身的源极相连；所述第四场效应晶体管的漏极与所述第二场效应晶体管的源极相 连，所述第四场效应晶体管的栅极与所述第一场效应晶体管的源极相连，所述第四场 效应晶体管的衬底接地电压或者与自身的源极相连。所述电流源包括第一电流源和第二电流源；所述第一电流源的输入端与所述第三 场效应晶体管的源极相连，所述第一电流源的输出端接地电压；所述第二电流源的输 入端与所述第四场效应晶体管的源极相连，所述第二电流源的输出端接到地电压。所述级间差分电抗元件包括第一电抗元件和第二电抗元件；所述第一电抗元件的 一端与所述第一场效应晶体管的源极相连，所述第一电抗元件的另一端接到所述第二 场效应晶体管的源极；所述第二电抗元件的一端与所述第三场效应晶体管的源极相连， 所述第二电抗元件的另一端接到所述第四场效应晶体管的源极。所述同相前馈电抗元件包括第三电抗元件和第四电抗元件；所述第三电抗元件的 一端接所述第一场效应晶体管的栅极，所述第三电抗元件的另一端接到所述第四场效 应晶体管的源极；所述第四电抗元件的一端接所述第二场效应晶体管的栅极，所述第 四电抗元件的另一端接到所述第三场效应晶体管的源极。所述差分输入级包括第一半导体三极管和第二半导体三极管；所述第一半导体三极管的集电极接到电源电压，所述第一半导体三极管的基极接第一输入端；所述第二 半导体三极管的集电极接到电源电压上，所述第二半导体三极管的基极接第二输入端。所述内部源极跟随器级包括第三半导体三极管和第四半导体三极管；所述第三半 导体三极管的集电极与所述第一半导体三极管的发射极相连，所述第三半导体三极管 的基极与所述第二半导体三极管的发射极相连；所述第四半导体三极管的集电极与所 述第二半导体三极管的发射极相连，所述第四半导体三极管的基极与所述第一半导体 三极管的发射极相连。所述电流源包括第一电流源和第二电流源；所述第一电流源的输入端与所述第三 半导体三极管的发射极相连，所述第一电流源的输出端接到地电压；所述第二电流源 的输入端与所述第四半导体三极管的发射极相连，所述第二电流源的输出端接到地电 压。所述级间差分电抗元件包括第一电抗元件和第二电抗元件；所述第一电抗元件的 一端与所述第一半导体三极管的发射极相连，所述第一电抗元件的另一端接到所述第 二半导体三极管的发射极；所述第二电抗元件的一端与所述第三半导体三极管的发射 极相连，所述第二电抗元件的另一端接到所述第四半导体三极管的发射极。所述同相前馈电抗元件包括第三电抗元件和第四电抗元件；所述第三电抗元件的 一端接第一输入端，所述第三电抗元件的另一端接到所述第四半导体三极管的发射极； 所述第四电抗元件的一端接第二输入端，所述第四电抗元件的另一端接到所述第三半 导体三极管的发射极。所述双二阶单元还包括电流沉；所述电流沉用于提供零极点型高阶滤波器的支路 电流。 \所述差分输入级包括第一场效应晶体管和第二场效应晶体管；所述第一场效应晶 体管的漏极接到电源电压上，所述第一场效应晶体管的栅极接第一输入端，所述第一 场效应晶体管的衬底接地电压；所述第二场效应晶体管的漏极接到电源电压上，所述 第二场效应晶体管的栅极接第二输入端，所述第二场效应晶体管的衬底接地电压。所述内部源极跟随器级包括第三场效应晶体管和第四场效应晶体管；所述第三场 效应晶体管的漏极与所述第一场效应晶体管的源极相连，所述第三场效应晶体管的栅 极与所述第二场效应晶体管的源极相连，所述第三场效应晶体管的衬底与自身的源极 相连；所述第四场效应晶体管的漏极与所述第二场效应晶体管的源极相连，所述第四 场效应晶体管的栅极与所述第一场效应晶体管的源极相连，所述第四场效应晶体管的 衬底与自身的源极相连。所述电流源包括第一电流源和第二电流源；所述第一电流源的输入端与所述第一 场效应晶体管的源极相连，所述第一电流源的输出端接到地电压；所述第二电流源的 输入端与所述第二场效应晶体管的源极相连，所述第二电流源的输出端接到地电压。所述电流沉包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于实现零极点型高阶滤波器的双二阶单元，其特征在于，所述双二阶单元包括：　差分输入级，用于接收差分输入信号；　内部源极跟随器级，用于接收所述差分输入级的输出信号；　电流源，用于提供零极点型高阶滤波器的支路电流；级间差分电抗元件，用于确定零极点型高阶滤波器的极点特性；　同相前馈电抗元件，用于确定零极点型高阶滤波器的零点特性。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇，周玉梅，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]