[发明专利]一种基于共漏极正反馈的双二阶单元

说明书

技术领域

本发明涉及模拟滤波器设计技术领域，尤其涉及一种基于共漏极正反馈的双二阶单元，主要应用在采用级联法设计的高阶模拟滤波器中。

背景技术

滤波器的概念最早是由美国的G.Campbell和德国的K.Wagner于1915年首先提出的。时至今日，滤波器的理论和技术不断改进创新。滤波其实是一种选频过程，滤波器是一种对输入信号进行特定频率处理从而得到希望输出信号的选频网络。根据输入信号时域特点，滤波器可以分为模拟滤波器和数字滤波器。由于模拟滤波器具有处理速度快、电路结构简单、功耗小等突出特点，使其在各种电子设备中有着广泛的应用。

近些年来，随着无线通信技术的飞速发展和CMOS工艺技术的不断进步，实现无线通信收发机和数字基带电路系统单芯片的集成是未来发展的必然趋势。模拟滤波器的片上集成是片上系统发展中需要解决的问题。1983年，Hanu和Tsividis提出了全集成MOSFET和电容的有源滤波器，揭开了全集成连续时间滤波器发展的序幕。2000年以来，随着电路技术不断进步，提出了一些新颖滤波器结构，解决传统滤波器结构的技术问题，实质性地推动滤波器设计技术的进步。比如Active-Gm-RC滤波器实现了低功耗闭环特性；基于源极跟随器(source-follower-based)滤波器打破了传统有源滤波器设计结构，实现了低功耗高线性度；current-driven-based滤波器在带内增加零点将带内噪声推移到带外。

在无线通信系统中，片上中频连续时间滤波器的性能直接影响整个接收系统的动态特性。片上中频连续时间滤波器的主要性能指标有四个：1)频率响应，包括通带纹波，阻带衰减等；2)无杂散动态范围(spurious freedynamic range，SFDR)，包括噪声和线性度；3)功耗；4)有源面积。带外SFDR用来衡量整个接收系统抗带外干扰的能力。带外SFDR可以表示为：

SFDR_out=23·(IIP3_out-Noi_in)---(1)]]>

其中，Noi_in表示与输入有关的噪声，IIP3_out表示滤波器带外的线性度。提高带外线性度可以有效抑制滤波器带外强干扰。带内的积分噪声是由滤波器的总电容决定。在提高带外SFDR的传统方法中，带内的积分噪声和带外线性度是折中关系。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提出一种基于共漏极正反馈的双二阶单元，采用共漏极正反馈形成双二阶单元，用于级联设计方法实现高阶模拟滤波器，实现低带内的积分噪声和高带外线性度，打破了带内的积分噪声和带外线性度是折中关系，进而提高了带外SFDR。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种基于共漏极正反馈的双二阶单元，包括：

一第一级电流积分器，包括两个NMOS晶体管和一个电容，接收输入电流信号给电容充电，提供输出电流信号，形成第一级电流积分器；

一第二级电流积分器，包括两个NMOS晶体管和一个电容，接收第一级电流积分器输出的电流信号给电容充电，提供输出电流信号，形成第二级电流积分器；

一反馈单元，包括四个NMOS晶体管，用于与第一级电流积分器和第二级电流积分器一起综合复数极点；以及

一电流源，提供双二阶单元的支路电流。

上述方案中，所述第一级电流积分器包括：

NMOS管M1a，该管的栅极标记为n8，漏极标记为n3，源极标记为n1，衬底接地电压GND；

NMOS管M1b，该管的栅极标记为n7，漏极标记为n4，源极标记为n2，衬底接地电压GND；以及

电容C1/2，一端接n1，另一端接n2。

上述方案中，所述第二级电流积分器包括：