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在信号处理的过程中,滤波技术扮演着不可或缺的角色。低通滤波器是能够使某个频率以下的信号通过,而衰减该频率以上信号的电子装置。滤波器的种类繁多,跨导电容滤波器是其中的一种。它由跨导运算放大器(OTA Operational Trans-conductance Amplifier,G_m)和电容(Capacitor)组成,故也可称为G_m-C滤波器。G_m-C滤波器由于OTA工作在开环状态,受到运放的带宽限制较小,故适合在中频到高频很宽的范围内工作,从而广泛应用于射频收发系统中,成为近年来的研究热点。本文以切比雪夫I型滤波器为原型,设计了一款通带宽度大于100MHz、带内纹波小于1d B、阻带衰减不小于40d B的六阶G_m-C低通滤波器。本文首先对滤波器的设计基础进行了研究,提出了一套低通滤波器标准化设计流程。据此针对设计要求计算出了本设计中G_m-C低通滤波器的归一化传输函数,并用三个通用的双二阶电路级联模型对函数进行了建模。在建模过程中采用了一套能优化滤波器线性度、噪声和功耗的双二阶参数值设计策略。同时对G_m-C滤波器的核心模块——跨导放大器的线性化技术进行了研究,设计了一个带动态源极负反馈的跨导放大器,其最小跨导值单元的线性范围达到±350m V,最大跨导值单元的线性范围达到±200m V。基于Cadence软件,搭建了一个具有开关控制单元、片内恒定跨导自偏置、片外供给可调电流源、三级级联滤波器和输出缓冲级的完整滤波器电路系统。为了增加系统的可调谐性以及减小跨导值随外界环境因素变化所导致的误差,除了采用片内恒定跨导的自偏置电流源提供主要的电流偏置外,还提供了一套由片外可调电压控制的恒定电流源作备用电流。本设计基于TSMC 90nm CMOS工艺,完成了电路及版图设计,版图核心面积为385um×398um,带输出缓冲级面积为385um×647um。在电源电压1.2V、典型温度50℃环境下,G_m-C低通滤波器系统消耗电流3.2m A,带内波纹0.75d B,-3d B带宽为109MHz,200MHz处衰减49d B,三阶交调点IIP3为8.7d Bm。仿真结果显示,在恒定跨导自偏置加之以片外可调电流偏置的调谐下,系统带内波纹、截止频率和阻带衰减等性能在不同温度下均能满足设计指标。