基于数字可编程电流控制电流传输器的通用滤波器

本文采用电流分配网络(CDN) 和电流控制电流传输器(CCCII) 实现了数字可编程电流传输器 *通讯作者。

跟电压模式电路相比，电流模式电路因具有宽频带、动态范围大、高频性能好、非线性失真小、工作电压低等优点而成为国内外学术界研究的热点课题[1]-[10]。电流模式滤波器已成为一个引人注目的研究方向，并在通信电路中得到了广泛地应用[7]。此外，数字可编程在许多应用中有至关重要的作用，它能补偿一些由干扰参数引起的不必要的误差。例如，滤波器的转折频率会随温度的变化而变化，这时就可通过数字可编程来选择合适的转折频率来减少温度对其的影响[11] [12]。

随着集成电路技术的发展，以电流为传输变量的电流模式电路相继出现。大量的电流模式电路，如电流模式滤波器、电流模式正弦波振荡器、电流模式模拟乘/除法器相继出现[13] [14] [15]。文献[1]中提出了可调谐电流模式高频正弦波振荡器，通过该变电流控制电流传输器的偏置电流以及电容值来改变振荡器的振荡频率， 该振荡器具有频率高、功耗低、电路简单等优点。

不足之处是调谐的频率范围比较窄。

文献[8]中提出了一种电流模式带通滤波器，该电路工作电压仅为1.2 V，具有低功耗的优点。文献[9]中提出了一种新的电流模式数字可编程多功能滤波器以及一种可编程正交振荡器， 该电路通过R/2R 阶梯电阻网络来实现数字可编程，能通过数字编程控制滤波器的中心频率及振荡器起振时间和振荡频率，但该电路需要多个电阻来实现R/2R 阶梯电阻网络，不易于集成。

针对以上存在的一些问题，本文提出了一种数字可编程电流控制电流传输器，该器件具有无需外接电阻，便于集成，工作电压比较低、功耗小等优点。此外，本文基于该器件实现了一种通用的数字可编程滤波器，并对该滤波器进行了PSPICE 仿真，分析了温度对该电路的影响，仿真结果验证了数字可编程滤波器的可行性与正确性。

2. 基本电路模块 2.1. 电流分配网络(CDN) 电流分配网络是一种可以通过编程来改变输出电流大小的电路结构， 它的输入电流可以通过二进制加权流向不同的分支，然后将这些分支汇合得到输出电流，从而可以通过编码的方式来改变输出电流，该电流分配网络的电路符号和内部实现电路如图1(a)和(b)所示， 电路中CMOS 管的宽长比均为20 um/0.18 um。

对该电路进行分析后，得到输出电流Iout 的表达式为： 412 ioutiniiniIIdIα−===∑ (1)