论文部分内容阅读
现如今电子电路发展迅猛,更新换代的速度日益加快。特别是FPGA,CPLD等可编程器件的出现,使数字电路的设计更加方便快捷,在数字电路领域掀起了新一轮的发展狂潮,相比数字电路的飞速发展,模拟电路似乎显得裹足不前。受FPGA的启发,模拟电路设计者们提出了一种可以根据现场需要配置电路功能,可随时通过编程来修改参数、适用范围广、价格低廉的新型模拟电路——现场可编程模拟阵列FPAA(Field ProgrammableAnalogArray)。这种电路在信号处理、自动控制、无线收发、人工神经网络等领域具有广泛的应用前景。国外的众多企业,科研机构投入了大量的心血对FPAA进行了深入的研究,而国内对FPAA的研究尚处于起步阶段。本文对基于跨导线性可调OTA的FPAA进行了深入的研究,主要完成了如下的工作:(1)针对OTA跨导不能线性调节、调节范围窄的缺陷。利用AB类电流镜和通用型OTA,提出一款跨导可线性调节新型OTA。(2)利用跨导线性可调OTA、数字可编程电容倍增电路、可编程电流镜阵列、可编程开关,设计了一款六边形结构的模拟可编程基本单元(CAB)。CAB之间采用了六边形互联网络进行连接,形成了一款基于连续时间技术的电流模式FPAA。该FPAA具有电路结构简单、工作带宽大、应用范围广、功耗低等优点。(3)采用综合设计分析法,提出一种基于OTA的可重构电流模式滤波模型,并应用FPAA实现了具体电路。该电路可以完成任意类型,任意形式,任意阶数(N≥2)的电流模式滤波,可方便快捷的调节各种滤波参数。利用PSPICE软件仿真进行了验证。(4)通过对互感耦合电路数学模型的简化,提出利用有源器件模拟实现互感耦合的一种新方法,应用FPAA实现了具体电路,并将其应用到电流模式双调谐回路之中,通过实验仿真进行验证与分析。电路的结构简单、自感和互感系数独立可调、不含无源电阻和有损积分器、功耗低。解决了系统中互感耦合电路不易集成的难题。(5)利用FPAA实现了增益可调放大器、模拟回转器、电压加法器等常见的模拟信号处理电路,通过PSPICE仿真软件进行仿真实验加以验证。