1  引  言

自電流傳輸器問世以來，電流模式得到廣大模擬電路設(shè)計(jì)者的關(guān)注，第二代電流傳輸器CCⅡ(the SecondGeneration Current Conveyor)的電流模式濾波器不斷被提出。電流模式濾波器相比電壓模式濾波器，具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、工作電壓低、線性度好等優(yōu)點(diǎn)而成為熱門課題。但由于CCⅡ只有單端輸出，因此，在設(shè)計(jì)濾波器中存在兩個(gè)不足：

(1)電流信號(hào)直通和信號(hào)反饋不能兼顧，實(shí)現(xiàn)電流反饋將破壞高輸出阻抗特性，從而不利于電路級(jí)聯(lián)；

(2)電路設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，所需有源及無源器件較多。基于此，1989年，Pal K提出了MOCCⅡ電路，MOCCⅡ電路不僅具有CCⅡ的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，而且能彌補(bǔ)CCⅡ上述的2種不足。然而Chang和Lee提出的三輸入、單輸出電壓模式濾波器，不足之處是電容或電阻不接地，因而不便于集成。雖然通過選擇輸入電壓可得到多功能濾波特性，但它不能克服電壓模式電路在信號(hào)處理中固有的缺點(diǎn)，而且所用器件太多，角頻率和品質(zhì)因素不能獨(dú)立可調(diào)。

因此，文中提出一個(gè)基于CCⅡ+／-的三輸入單輸出多功能電流模式二階濾波器的電路模型。這個(gè)模型可以導(dǎo)出多種不同的電流模式濾波電路，組成該電路的所有RC都接地，在每種電路的輸出端，可實(shí)現(xiàn)高通、帶通、低通、全通和帶阻的二階濾波功能。由該濾波電路實(shí)現(xiàn)的5種濾波器的角頻率和品質(zhì)因數(shù)都可調(diào)，使用極為靈活。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該濾波器的特性曲線良好，可同時(shí)完成高通、帶通、低通、全通和帶阻5種濾波功能。

2 CCⅡ+／-的電路符號(hào)和端口特性

圖1所示為CCⅡ+／-的電路符號(hào)，他的端口特性可由式(1)式方程給出，文中就是利用這種雙端輸出的CCⅡ+／-來設(shè)計(jì)二階多功能濾波器電路模型。其端口特性是：





3電路的提出與分析

提出的雙CCⅡ+／-多功能電流模式二階濾波器的結(jié)構(gòu)如圖2所示，整個(gè)結(jié)構(gòu)電路僅由2個(gè)CCⅡ+／-器件、2個(gè)電阻和2個(gè)電容構(gòu)成。



在圖2中，由CCCⅡ+／-端口特性和電路基本理論得到的傳遞函數(shù)為：



由式(2)可知，當(dāng)i1，i2，i3取不同值時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)高通、帶通、低通、全通和帶阻濾波器。



4靈敏度分析

5仿真測(cè)量

實(shí)驗(yàn)所用的CCⅡ+／-單元如圖3所示。VDD=1.5 V，VSS=-1.5 V，VB=0.5 V，VC=-0.5 V；MOS管的溝道長(zhǎng)度L=3.5 μm，溝道寬度W=7 μm。



對(duì)各電路的幅頻特性曲線進(jìn)行測(cè)量。其中R1=R2=20 kΩ，C1=C2=1 nF，根據(jù)式(3)可得中心頻率為ωP=50 kHz。

仿真結(jié)果表明實(shí)際曲線跟理想曲線基本接近。


6結(jié)語

本文提出的基于CCⅡ+／-電流模式二階濾波器電路，僅由2個(gè)CCⅡ+／-、2個(gè)電阻和2個(gè)電容元件構(gòu)成；通過三輸入單輸出的形式可以實(shí)現(xiàn)高通、帶通、低通、全通、帶阻5種類型的濾波器；相比文獻(xiàn)[7]所提出的電路，本文的電路更為簡(jiǎn)單，只需2個(gè)有源器件CCⅡ+／-，而且可以實(shí)現(xiàn)更多的濾波器功能；所有電阻電容均接地，因而便于集成.