摘要 移动数字电视调谐器需要具有出色的信道选择特性，以保证其具有从众多干 扰信号中将有用信号筛选出来的功能。本文围绕线性度和噪声优化、多带宽、可 变增益、截止频率校准等几方面，介绍了一款用于数字电视调谐器中的高线性度， 增益可调，带宽可调的信道选择滤波器。 本文完成的主要工作如下： 首先，本文详细讨论了如何对滤波器参数进行优化的设计方法。运用参数归 一化的方法，将多变量的最优化问题转换成单变量的最优化问题。这不仅简化了 优化过程，同时也使得结果更富有参考意义。基于这一方法，对有源RC双二次 结构级联滤波器的噪声和线性度进行优化设计。 其次，设计实现了带宽和增益可调的功能并解决了由非理想效应所引起的增 益误差和带内纹波问题。多标准多频段的应用要求信道选择滤波器具有带宽可调 的特性：而输入信号较大的动态范围需要模拟基带提供足够的增益变化范围以优 化输出信号的信噪比。设计中通过切换电阻阵列中的电阻和电容阵列中的电容来 实现多频带的选择和增益调节。改进的电阻匹配阵列使增益误差在整个增益范围 内得到有效控制。根据不同增益对分段电阻的调节来补偿品质因素的恶化减小了 高增益下的带内纹波。双二次结构中通过运用高增益、高线性度的前馈零点补偿 型跨导放大器来增加滤波器的线性度，同时避免了额外补偿电容的使用，减小了 芯片面积。 最后，对原有频率校准电路进行了改进。改进后的频率校准电路使得对由于 工艺偏差所造成的频率偏移的校准更加高效。所设计的直流偏移消除电路克服了 直接变频接收机中存在的直流失调问题。 测试结果显示，滤波器的带内P3在0dB增益时超过31dBm,增益范围 0~54dB,增益步长6dB,频率范围从0.25MHz~4MHz连续可调。高增益时， 带内纹波小于1.4dB,增益误差和频率校准误差分别小于3.4%和5%。该设计在 0.18-m CMOS工艺下制造，1.8伏供电电压下功耗为12.6mW,面积1.28mm2。 关键词：信道选择滤波器、高线性度、增益可调、多频带、连续可调、数字电视 调谐器 中图分类号：TN4 VIIVII 摘 要 移动数字电视调谐器需要具有出色的信道选择特性，以保证其具有从众多干 扰信号中将有用信号筛选出来的功能。本文围绕线性度和噪声优化、多带宽、可 变增益、截止频率校准等几方面，介绍了一款用于数字电视调谐器中的高线性度， 增益可调，带宽可调的信道选择滤波器。 本文完成的主要工作如下： 首先，本文详细讨论了如何对滤波器参数进行优化的设计方法。运用参数归 一化的方法，将多变量的最优化问题转换成单变量的最优化问题。这不仅简化了 优化过程，同时也使得结果更富有参考意义。基于这一方法，对有源 RC 双二次 结构级联滤波器的噪声和线性度进行优化设计。 其次，设计实现了带宽和增益可调的功能并解决了由非理想效应所引起的增 益误差和带内纹波问题。多标准多频段的应用要求信道选择滤波器具有带宽可调 的特性；而输入信号较大的动态范围需要模拟基带提供足够的增益变化范围以优 化输出信号的信噪比。设计中通过切换电阻阵列中的电阻和电容阵列中的电容来 实现多频带的选择和增益调节。改进的电阻匹配阵列使增益误差在整个增益范围 内得到有效控制。根据不同增益对分段电阻的调节来补偿品质因素的恶化减小了 高增益下的带内纹波。双二次结构中通过运用高增益、高线性度的前馈零点补偿 型跨导放大器来增加滤波器的线性度，同时避免了额外补偿电容的使用，减小了 芯片面积。 最后，对原有频率校准电路进行了改进。改进后的频率校准电路使得对由于 工艺偏差所造成的频率偏移的校准更加高效。所设计的直流偏移消除电路克服了 直接变频接收机中存在的直流失调问题。 测试结果显示，滤波器的带内 IIP3 在 0 dB 增益时超过 31 dBm，增益范围 0~54 dB，增益步长 6 dB，频率范围从 0.25 MHz~4 MHz 连续可调。高增益时， 带内纹波小于 1.4 dB，增益误差和频率校准误差分别小于 3.4%和 5%。该设计在 0.18-μm CMOS 工艺下制造，1.8 伏供电电压下功耗为 12.6 mW，面积 1.28 mm2。 关键词：信道选择滤波器、高线性度、增益可调、多频带、连续可调、数字电视 调谐器 中图分类号：TN4