双MOCCII的电流模式多功能滤波器的设计

　　摘要：提出了一种基于多输出电流传输器的二阶多功能电流模式滤波器,该电路采用单输入单输出的形式,电路结构十分简单,仅有二个有源器件,四个电容或阻抗构成;这一结构可以实现高通、带通、低通滤波器,且电容均接地。此外,所产生的电路具有很低的灵敏度。对所引入的第二代多输出电流传输器及提出的滤波器进行了PSPICE仿真和理论计算。

　　1. 引 言

　　近年来，电流模式滤波器因具有电路结构简单，功耗低，工作电压低，线性度好等优点 而成为热门课题[1-2]。有关用第二代电流传输器构成的电压模式有源滤波器的文献不断见 诸报道[4-5]。但由于CCII只有单端输出，因此，在设计滤波器中存在两个不足：(1)电流信 号直通和信号反馈不能兼顾，实现电流反馈将破坏其高输出阻抗特性，从而不利于电路级联 [6-7]；(2)电路结构较为复杂[8]。于是MOCCII应运而生，它不仅具有CCII的全部优点，而 且能弥补CCII的上述2种不足[9-10]。基于MOCCII的单输入单输出角频率和品质因数独立可 调的多功能滤波器的报道不多，因此，本文提出结构简单的基于MOCCII的二阶单输入单输 出多功能电流模式滤波器模型。这个模型可以导出多种不同的电流模式滤波电路，组成该电 路的所有RC都接地，在每种电路的输出端，可实现二阶高通、带通和低通滤波三种功能。并 且通过对输出端的直接组合，可实现带阻滤波和全通滤波功能。由该滤波电路实现的三种滤 波器的角频率和品质因数都可调，使用极为灵活。仿真结果表明，该滤波器的特性曲线良好。

　　2. 电路的提出与分析

　　图1所示为MOCCII的电路符号.它的端口特性可由方程（1）给出，文中就是利用这种双 端输出的MOCCII来设计二阶多功能滤波器电路模型。其端口特性是：

　　3. 电路参数及灵敏度分析

　　4. 硬件仿真

　　对高通、带通、低通滤波电路进行PSPICE仿真。实验时所采用的是本文提出的MOCCII 电路，如图3所示，其中的电路参数 VDD =1.5V,  VSS =-1.5V,  VB =0.5V,  VC =-0.5;MOS管的沟 道长度L=3.5UM,宽度W=7UM。对各电路仿真得幅频特性和相频特性曲线，所得结果如图4， 其中图4（a）、（b）中心频率为  ωp = 1MHz ，图4(c)中心频率为KHz。

　　图3 MOCCII实现电路

　　仿真结果表明实际曲线跟理想曲线基本吻合：高通和带通滤波器所选电阻电容参数一 致，在1KHz～10MHz高频段效果较好；低通滤波器所选电阻电容参数在1Hz～1MHz低频段效果 较好。

　　5. 结论

　　本文提出的双MOCCII电流模式多功能二阶滤波器模型电路，相比同类电路简单，需要 元器件少，整个电仅由2个MOCCII和4个RC元件构成；该电路具有多功能性：可以产生电流 模式二阶高通、带通及低通滤波器；中心频率和品质因素值均可调，且具有很低的灵敏度； 所有电阻、电容均接地便于集成。