本文關(guān)鍵詞：用于人體通信的寬帶濾波器研究與設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著電子信息科學(xué)、生物科學(xué)等領(lǐng)域的交叉融合,以人體為中心的體域網(wǎng)通信技術(shù)已逐漸形成了一個新興的研究領(lǐng)域。在人體信道系統(tǒng)傳輸中,為了抑制對無線環(huán)境中存在的高頻電磁干擾以及人體介質(zhì)本身存在的心電、肌電、腦電等低頻生物電干擾,提高接收系統(tǒng)質(zhì)量,需要設(shè)計高矩形系數(shù)的多階濾波器。另外,針對未來的多節(jié)點、多通道、高速等的應(yīng)用需求以及便攜式或植入式的應(yīng)用場景,需要研究一種低功耗且通頻帶寬達百兆以上的有源多階濾波電路,用于寬帶高增益放大電路之前,以提高接收系統(tǒng)信噪比。針對人體通信系統(tǒng)中便攜式或植入式低功耗的要求及高速的要求,本文研究了低功耗寬帶電流差分電壓緩沖放大器(CDBA),并在電流差分電壓緩沖放大器基礎(chǔ)上,研究了適用于人體通信系統(tǒng)的低功耗寬帶高階濾波器。本文主要工作可概括如下:(1)提出一種新型MOS模擬集成電路小信號分析計算方法。本文提出一種多端控制反饋系統(tǒng)模型,理論上推導(dǎo)出與簡單的控制反饋系統(tǒng)具有形式一致、物理意義一致的輸出表達式,實現(xiàn)了多端控制反饋系統(tǒng)及簡單控制反饋系統(tǒng)的統(tǒng)一。進一步將MOS管抽象成多端控制放大器,采用多端控制反饋系統(tǒng)模型,能夠快速分析計算出增益、輸入輸出阻抗等小信號參數(shù)。(2)提出一種新型的低功耗、寬帶的電流差分電壓緩沖放大器電路。該電路電流輸入級采用倒置的電壓跟隨電流源與共源共柵電流源相結(jié)合的結(jié)構(gòu),電流輸出級采用了共源共柵電流鏡,在保證電流傳輸精度的同時,拓寬了電流傳輸帶寬,并降低了功耗。采用180nm CMOS工藝實現(xiàn)所提出的CDBA電路的芯片設(shè)計,在±0.9V的電源電壓下,芯片的后仿真結(jié)果表明:電流傳輸達到帶寬508MHz,電壓傳輸帶寬263MHz,整個電路功耗為219μW。(3)將提出的CDBA應(yīng)用于高階濾波器研究與設(shè)計,基于CDBA大時間常數(shù)積分電路,提出了一款新型高集成度多環(huán)反饋多階濾波器。采用180nm CMOS工藝對提出的濾波器電路進行芯片設(shè)計,濾波器后仿真結(jié)果表明:-3dB通頻帶為1M-105MHz,在100kHz頻率處衰減62dB,在1GHz頻率處衰減90dB,濾波器功耗為1.6mW,較好滿足了人體通信系統(tǒng)的頻段與功耗要求。
【關(guān)鍵詞】：電流差分電壓緩沖放大器 多端控制反饋模型 高階濾波器 低功耗 寬帶
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN713
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 論文的研究內(nèi)容及組織架構(gòu)15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第二章 電流差分緩沖放大器電路理論與設(shè)計17-41
• 2.1 電流差分緩沖放大器（CDBA）介紹17-21
• 2.1.1 CDBA概述17
• 2.1.2 CDBA電路符號與端口特性17-18
• 2.1.3 CDBA電路實現(xiàn)方式18-21
• 2.2 一種新型MOS模擬集成電路小信號分析方法21-29
• 2.2.1 引言21-22
• 2.2.2 多端控制反饋系統(tǒng)模型22-23
• 2.2.3 MOS晶體管多端控制模型23-25
• 2.2.4 MOS晶體管模擬集成電路采用多端控制反饋系統(tǒng)模型解法25-28
• 2.2.5 方法總結(jié)28-29
• 2.3 一種新型電流差分緩沖放大器電路設(shè)計與實現(xiàn)29-35
• 2.3.1 新型CDBA電路29-30
• 2.3.2 倒置的電壓跟隨電流源（FVFCS）30-32
• 2.3.3 共源共柵電流鏡32-33
• 2.3.4 電壓緩沖放大器33-35
• 2.4 仿真結(jié)果35-39
• 2.5 與相關(guān)文獻的性能比較39-40
• 2.6 本章小結(jié)40-41
• 第三章 基于提出的CDBA的寬帶濾波器設(shè)計41-51
• 3.1 濾波器理論41-44
• 3.1.1 濾波器基本概念41
• 3.1.2 連續(xù)時間有源濾波器41-43
• 3.1.3 高階濾波器設(shè)計方法43-44
• 3.2 濾波器電路設(shè)計指標(biāo)44
• 3.3 用于人體通信的寬帶濾波器電路設(shè)計44-50
• 3.3.1 基于CDBA的大時間常數(shù)積分電路45-47
• 3.3.2 一種新型大時間常數(shù)的高階高通濾波器電路設(shè)計47-48
• 3.3.3 低通濾波器電路設(shè)計48-49
• 3.3.4 跨導(dǎo)放大器電路設(shè)計49
• 3.3.5 寬帶高階帶通濾波器電路設(shè)計49-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 第四章 濾波器版圖設(shè)計與后仿真51-54
• 4.1 濾波器芯片的版圖設(shè)計51-52
• 4.2 濾波器后仿真結(jié)果52-53
• 4.3 與相關(guān)文獻的性能比較53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 總結(jié)與展望54-56
• 總結(jié)54
• 展望54-56
• 參考文獻56-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果62-63
• 致謝63-64
• 附件64

  本文關(guān)鍵詞：用于人體通信的寬帶濾波器研究與設(shè)計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：453036