Nauta跨导Gm-C复数带通滤波器调谐电路设计

"该文介绍了一种基于TSMC 0.18微米RF CMOS工艺设计的Gm-C复数带通滤波器调谐电路，利用Nauta跨导技术，实现了滤波器频率和Q值的双重调谐。调谐电路包括数字鉴频器和改良数模转换器的频率调谐环路，以及高精度电流镜的Q值调谐电路，具有高调谐电压输出能力，有助于提高滤波器的线性度。实测结果显示，在1.8V电源电压下，调谐电压可达1.71V，调谐后的滤波器中心频率和带宽偏差小于3%。" 本文详细阐述了一种新型的Gm-C复数带通滤波器调谐电路设计方法，该电路采用TSMC公司的0.18微米射频互补金属氧化物半导体（RF CMOS）工艺制造。设计的关键在于Nauta跨导技术的应用，这使得滤波器不仅能调节中心频率，还能调整其Q值，从而实现更广泛的频率响应控制。Nauta跨导技术在保持良好线性度的同时，提供了对滤波器参数的灵活调整。 在频率调谐部分，电路采用了数字鉴频器和优化的数模转换器（DAC）结构。数字鉴频器可以精确地检测频率变化，而改进的DAC则确保了频率调谐的精度和动态范围。Q值调谐电路则通过高输出电压下的电流镜来实现，电流镜可以在高电压下保持电流的精确镜像，这对于保持滤波器性能的稳定性和线性度至关重要。 整个调谐电路设计考虑了线性度的提升，这是因为在射频和微波系统中，线性度是决定滤波器性能的关键因素之一。测试结果证明，在1.8V电源电压下，该调谐电路能够提供最大1.71V的调谐电压，这表明其在实际应用中具有良好的电压调谐能力。 调谐后，滤波器的性能得到了显著改善。中心频率和带宽的偏差降低到小于3%，这意味着滤波器的频率选择性和带宽稳定性都达到了很高的水平，这对于无线通信、信号处理和其他需要精密滤波的应用来说至关重要。该设计不仅在理论上有重要意义，而且在实际应用中展示了优秀的性能，对于推动射频和微波滤波器技术的发展具有积极的影响。 这种Gm-C复数带通滤波器调谐电路的设计结合了先进的工艺技术、创新的电路结构和优化的调谐机制，为实现高性能、高线性度的滤波器提供了新的解决方案。其在射频和微波通信系统中的潜在应用价值不可忽视，特别是在需要动态调谐和高精度频率选择性的场合。