第二章模拟滤波器原理 2.1连续时间滤波器 滤波器可以分为连续时间滤波器和离散时间滤波器两大类1]。在离散时间 滤波器中，开关电容滤波器是其代表，它的滤波特性由时钟频率和电容的比例 所决定[2]。 离散时间滤波器的实现通常采用过采样技术，需要高速时钟和高速、高精 度的放大器配合，所以它的应用一般局限于较低的频率。而连续时间滤波器直 接处理连续的模拟信号，可以实现更高频的滤波，并且获得更好的动态范围。 连续时间滤波器的缺点在于，其性能受工艺和温度的影响非常敏感，但是随着 数字校正算法的应用，这一缺点己经能够被很好的解决。 在连续时间滤波器中，存在一些需要考虑的关键问题。首先是芯片的面积 和动态范围的折衷。连续时间滤波器使用电阻、电容来实现滤波器函数的零极 点，使用大的电容必然将消耗很大的芯片面积，而使用大的电阻会引入很大的 噪声，并且电阻上的寄生电容将会恶化滤波器的动态范围。其次，在全集成的 射频收发系统中，滤波器将和模数转换器、本振信号及数字电路等一起存在， 因此时钟串通、电源噪声及衬底噪声都会对模拟滤波器产生影响。这些干扰如 果不处理好，将会限制滤波器的动态范围。尤其是随着电源电压的降低，滤波 器动态范围的受限变得越来越严重3]。在模拟连续时间滤波器中，电阻和电容 在工艺角下可能会发生±20%的变化，也就是说时间常数可能会发生±50%的变 化。为了保证滤波器的抗叠混和邻道抑制能力，频率校准电路是必不可少的， 而频率校准电路的设计通常会成为滤波器低功耗、高动态范围实现的瓶颈。 连续时间滤波器主要可以分为Active-RC和Gm-C两大类。Active-RC滤波 器通常应用于对线性度要求较高，带宽要求较低的系统中，而G-C滤波通常 应用于对动态范围要求不高，但对带宽要求较高的系统中[4]。 2.1.1 Active-RC滤波器 Active-RC滤波器又可以分为Opamp-RC和MOSFET-C两种，本节将分别 对其进行分析。 66 第二章 模拟滤波器原理 2.1 连续时间滤波器 滤波器可以分为连续时间滤波器和离散时间滤波器两大类[1]。在离散时间 滤波器中，开关电容滤波器是其代表，它的滤波特性由时钟频率和电容的比例 所决定[2]。 离散时间滤波器的实现通常采用过采样技术，需要高速时钟和高速、高精 度的放大器配合，所以它的应用一般局限于较低的频率。而连续时间滤波器直 接处理连续的模拟信号，可以实现更高频的滤波，并且获得更好的动态范围。 连续时间滤波器的缺点在于，其性能受工艺和温度的影响非常敏感，但是随着 数字校正算法的应用，这一缺点已经能够被很好的解决。 在连续时间滤波器中，存在一些需要考虑的关键问题。首先是芯片的面积 和动态范围的折衷。连续时间滤波器使用电阻、电容来实现滤波器函数的零极 点，使用大的电容必然将消耗很大的芯片面积，而使用大的电阻会引入很大的 噪声，并且电阻上的寄生电容将会恶化滤波器的动态范围。其次，在全集成的 射频收发系统中，滤波器将和模数转换器、本振信号及数字电路等一起存在， 因此时钟串通、电源噪声及衬底噪声都会对模拟滤波器产生影响。这些干扰如 果不处理好，将会限制滤波器的动态范围。尤其是随着电源电压的降低，滤波 器动态范围的受限变得越来越严重[3]。在模拟连续时间滤波器中，电阻和电容 在工艺角下可能会发生±20％的变化，也就是说时间常数可能会发生±50％的变 化。为了保证滤波器的抗叠混和邻道抑制能力，频率校准电路是必不可少的， 而频率校准电路的设计通常会成为滤波器低功耗、高动态范围实现的瓶颈。 连续时间滤波器主要可以分为 Active-RC 和 Gm-C 两大类。Active-RC 滤波 器通常应用于对线性度要求较高，带宽要求较低的系统中，而 Gm-C 滤波通常 应用于对动态范围要求不高，但对带宽要求较高的系统中[4]。 2.1.1 Active-RC 滤波器 Active-RC 滤波器又可以分为 Opamp-RC 和 MOSFET-C 两种，本节将分别 对其进行分析