1 引 言
自電流傳輸器問(wèn)世以來(lái)，電流模式濾波器" target="_blank">濾波器因具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、工作電壓低、線(xiàn)性度好等優(yōu)點(diǎn)而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 Second Generation Current Conveyor)的電流模式濾波器不斷被提出。但CCⅡ(包括MOCCⅡ，多段輸出第二代電流傳輸器)存在2個(gè)不足：
(1)由于CCⅡ的X端存在1個(gè)寄生電阻，使得y端到X端的電壓傳輸產(chǎn)生較大的誤差，從而導(dǎo)致傳遞函數(shù)產(chǎn)生誤差；
(2)不具有電控性，即不能通過(guò)外加偏置電流或電壓來(lái)調(diào)整CCⅡ的參數(shù)，從而使得濾波器不具有電控性。
CCCⅡ是法國(guó)學(xué)者Fabre于1996年在CCⅡ電路基礎(chǔ)上提出來(lái)的。它除了具有CCⅡ的優(yōu)點(diǎn)(動(dòng)態(tài)范圍大、線(xiàn)性度好、功耗低、頻帶寬)外，還克服CCⅡ的上述兩個(gè)不足，且基于CCCⅡ的濾波器不含外加電阻，便于集成。由CCCⅡ可以構(gòu)成多種形式的模擬電路，如濾波器、放大器及振蕩器等。由于CCCⅡ的電控性，使得基于CCCⅡ的濾波器及振蕩器的參數(shù)可以通過(guò)外接電流或電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。
由于CCCⅡ僅含有單端或雙端輸出，用它設(shè)計(jì)電路時(shí)存在不足，不便于兼顧電流輸出與反饋，從而使電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。為此，本文在CCCⅡ的基礎(chǔ)上引入了MOCCCⅡ(多端輸出的電流控制第二代電流傳輸器)電路，提出了基于MOCCCⅡ的二階多功能電流模式濾波器，可以實(shí)現(xiàn)高通，帶通，低通，帶阻，全通功能。文中給出了電路的仿真結(jié)果和理論計(jì)算，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。
2 電路描述
圖1所示為MOCCClⅡ的電路符號(hào)。
圖2為所設(shè)計(jì)濾波器電路，該電路由2個(gè)MOCCCⅡ和2個(gè)接地電容構(gòu)成。
由端口特性，可得電路3個(gè)輸出端口的傳輸特性方程：
從以上看出電路通過(guò)電流輸出端JHP(S)，IHP(S)，ILP(S)可以分別實(shí)現(xiàn)高通，帶通，低通的功能。式(5)顯示品質(zhì)因子Q可以通過(guò)C1和C2實(shí)現(xiàn)可調(diào)；中心頻率ω0通過(guò)Rx實(shí)現(xiàn)獨(dú)立可調(diào)，與品質(zhì)因子Q不相關(guān)。因此，電路可以分別實(shí)現(xiàn)特征參數(shù)ω0和Q的獨(dú)立可調(diào)。
帶阻和全通功能可以分別通過(guò)IBS(S)=IHP(S)+ILP(S)和IAP(S)=IHP(S)+IBP(S)+ILP(S)獲得。
5種濾波功能可以分別通過(guò)選擇不同的端口來(lái)實(shí)現(xiàn)。
3 靈敏度分析
根據(jù)靈敏度的定義：
得到的中心頻率ω0和品質(zhì)因素Q相對(duì)于電路元件(Rx1，Rx2，C1和C2)的靈敏度如表1，靈敏度不隨電路元件參數(shù)變化。
如表1所示，中心頻率ω0和品質(zhì)因素Q相對(duì)于電路元件的靈敏度很低。
4 設(shè)計(jì)舉例
為了驗(yàn)證理論分析的正確性，用PSpiee工具來(lái)仿真實(shí)際電路，并與理論值相比較。
作為實(shí)現(xiàn)電路特性的例子取中心頻率f0(=ω0／2π)=1 MHz，Q=1.0。
用CMOS構(gòu)成的MOCCCⅡ做PSpice仿真的宏觀模型圖如圖3，圖4所示；設(shè)定其中的偏置電流Ibi(i=1，2)=6.0μA，C1=C2=6 pF，偏置電壓VDD=-VSS=1.85 V，Iin=1 μA，PMOS的寬長(zhǎng)是W=3 μm，L=2μm；NMOS的寬長(zhǎng)是W=3 μm，L=4μm。
用PSpice仿真，其仿真結(jié)果，幅頻和相頻曲線(xiàn)圖如圖5所示。他在很寬的頻率范圍內(nèi)都有效。
5 結(jié) 語(yǔ)
提出了一種新穎的基于MOCCCⅡ-C的二階多功能電流模式濾波器。驗(yàn)證了該電路能通過(guò)選擇不同的輸出端電流實(shí)現(xiàn)高通，帶通，低通，帶阻，全通5種功能，特性參數(shù)可以通過(guò)偏置電流和接地電容進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且具有很低的靈敏度，仿真結(jié)果驗(yàn)證了在較寬的頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)良好，電路結(jié)構(gòu)容易用CMOS技術(shù)集成。