电工优优今天要和大家分享的滤波器电路结构设计及线性度测试分析相关信息，接下来我将从电源滤波器电路,滤波器的电路结构,巴特沃斯滤波器电路这几个方面来介绍。
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常见的片内滤波器的设计带宽都上兆赫兹，而几十千赫兹带宽的滤波器大多采用片外无源器件来实现。原因是低频滤波器的时间常数巨大，在芯片内占据大量的芯片面积。
在片内实现巨大时间常数的通常办法是采取大电阻小电容结合方式。因为大电阻可利用开关电容技术来实现。以前采用开关电容技术实现的滤波器有两个明显缺陷：其一是开关电容在信号通路中会引入大量噪声，从而直接导致滤波器的线性度不高；其二是开关电容的时钟频率必须和后续的ADC频率严格一致，否则会导致丢码。
本文仍采用开关电容技术，但不放在信号通路中，而是将其放到控制电路中。其主通路中的电阻采用R-MOS结构，阻值可由控制电路精确调节。这样既利用了开关电容可精确实现大电阻的功能，也消除了前面提到的2个缺陷，故可实现连续时间滤波器较高的线性度。
1 滤波器结构
该滤波器的整体结构如图l所示。图中，
，整体结构共3级，每一级为High-Q Opamp-R-C的二阶带通滤波器，通过级联形成一个6阶的Chebvshev I型滤波器。滤波器的整体传递函数如下：
为了降低电路的复杂度。图l中的所有电阻均采用同一阻值，这样，整个滤波器只需要一个控
由于该电阻的值随PVT的变化很大，因此，为了使滤波器的频响特性不受PVT变化的影响，则要求电阻值不随PVT变化。为此，需要讨论如何保证电阻值不随PVT改变而改变。
2 精确电阻处理
电阻由控制电路部分实现，其控制电路结构如图2所示。其中开关S1和S2可由两相不交叠时钟φ1和φ2分别控制，以对电容进行周期性充放电，从而使等效电阻
；MOS管M工作在线性区，其电阻如下：
RM和R可得到Ri的值。当Ri>Req，积分器呈正积分特性，运放的输出电压增大，VGS变大，RM变小，Ri变小；同理，当Ri
图2中R的作用是降低MOS管漏端的电压，让MOS管工作在线性区，以提高电阻RM的线性度。
中的电阻Ri和图2中的电阻Ri相同，它们都由控制信号VCtrl控制。图1中的时间常数如下：
其中，T是时钟周期，Ci为积分电容，C为等效电阻电容。为了提高电容匹配度，C和Ci应采用同一单位电容组合，这样，式(3)可变为：
图4所示为滤波器的线性度测试结果，它的输入为间隔10 kHz的两个带内单频点信号，信号幅度为500 mVpp，输出用示波器检测。线性度测试结果为43 dB，可见，这种设计方案具有很高的线性度。
4 结束语
由于本文所设计的滤波器的时间常数只跟频率和电容比值有关。因此只要改变时钟频率，就可以改变滤波器的中心频率。另外，利用本文的方法，还可以将滤波器做在芯片里面，这样，采用开关电容技术，其芯片的面积只需增加很小一部分。目前，本芯片已在SMIC0.18μm工艺下已开始流片量产。
关于滤波器就介绍完了，您有什么想法可以联系小编。
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