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1、【Word版本下载可任意编辑】 中心频率可调的高线性度带通滤波器设计 0 引言 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方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

2、中的电阻采用R-MOS构造，阻值可由控制电路调节。这样既利用了开关电容可实现大电阻的功能，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 滤波器构造 该滤波器的整体构造如图l所示。图中，整体构造共3级，每为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

3、改变。 2 电阻处理 电阻由控制电路部分实现，其控制电路构造如图2所示。其中开关S1和S2可由两相不交叠时钟1和2分别控制，以对电容开展周期性充放电，从而使等效电阻；MOS管M工作在线性区，其电阻如下： 通过RM和R可得到Ri的值。当RiReq，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。 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。 图l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

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