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?；贑CCII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

。

可見，Rx受偏置電流IB的控制。

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(guò)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±1）／2，即電流從第i+1個(gè)CCCII輸入端輸入。

3、設(shè)計(jì)實(shí)例與計(jì)算機(jī)仿真

為說(shuō)明本文所提方法的可行性，對(duì)最平坦型Butter-worth截止頻率為500 kHz的4階低通、高通、帶通濾波器進(jìn)行設(shè)計(jì)。經(jīng)分析取R1=R2=Rx1=Rx2=Rx3=Rx4=Rx0=1 kΩ，C1=832.169 7 pF，G2=416.1011 pF，C3=243.751 7 pF，G4=121.879 6 pF，其仿真結(jié)果如圖4所示。

作者還對(duì)該電路的2，4，6階截止頻率為500 kHz的巴特沃茲低通濾波器進(jìn)行了PSpice仿真，結(jié)果如圖5所示，由此可以看出，隨著階數(shù)的增高，過(guò)渡帶減小，幅頻特性越好。

4、結(jié) 語(yǔ)

本文基于梅森信號(hào)流圖理論，討論了n階多功能CCCII濾波器的信號(hào)流圖設(shè)計(jì)方法，成功地設(shè)計(jì)出了一種新穎的基于CCCII實(shí)現(xiàn)的n階多功能濾波器電路模型，該電路有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1） 設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單；

（2） 通過(guò)選擇不同的輸入點(diǎn)，便可實(shí)現(xiàn)低通、帶通、高通的濾波功能；

（3） 含有最少的元件（n或n+1個(gè)CCCII，一個(gè)MOC-CCII，n個(gè)電容，1個(gè)或2個(gè)電阻）；

（4） 通過(guò)對(duì)CCCII偏置電流的控制，可實(shí)現(xiàn)濾波器的極點(diǎn)角頻率的電調(diào)諧；

（5） 所有的電容均接地，易于集成。

責(zé)任編輯：gt

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