一种46 MHz Gm—C复数滤波器及其自动频率调谐电路设计

曾健平+胡家杰+单强+黄水龙+武振宇+张海英+胡锦

收稿日期：20140304

基金项目：新一代宽带无线移动通信网专项（2013ZX03001010）；湖南省科技计划资助项目（2014GK3002）

作者简介：曾健平（1966-），男，湖南祁东人，湖南大学副教授，博士研究生

通讯联系人，E-mail： zengjp@hnu.edu.cn

摘要：基于0.18 μm CMOS工艺，设计了一款高频GmC复数滤波器，该滤波器的中心频率达到46 MHz，在20 MHz的通带内的平坦度小于0.36 dB，能够实现98 dB的镜像抑制，以及28 dB的带外抑制.滤波器工作在1.8 V电源电压下，消耗的电流小于7.9 mA.为了纠正滤波器的频率，提出了一种基于积分器和数字电路的频率调谐方法，该调谐电路在调谐完成后会自动关闭，实现了“零功耗”，特别适合低功耗的应用.仿真结果表明调谐误差小于±1.5%.

关键词：滤波器；调谐；仿真；GmC

中图分类号：TN713 文献标识码：A

A Design of 46 MHz GmC Complex Filter

and Automatic Frequency Tuning Circuit

ZENG Jianping1， HU Jiajie1， SHAN Qiang2，HUANG Shuilong2，

WU Zhenyu2，ZHANG Haiying2，HU Jin1

（1. School of Physics and Microelectronics， Hunan Univ， Changsha， Hunan410082，China；

2. Institute of Microelectronics， Chinese Academy of Sciences， Beijing100029，China）

Abstract：A high frequency complex GmC filter was proposed by using 0.18 μm CMOS RF process. The filter has 20 MHz bandwidth and is centered at 46 MHz， while the passband flatness is less than 0.36 dB. The image band rejection is higher than 98 dB， and the outband rejection is higher than 28 dB. The complete filter consumes less than 7.9 mA with 1.8 V supply voltage. An integrator with digital circuits based frequency tuning circuit was used to realize the automatic tuning of both center frequency and bandwidth. On the completion of the tuning， the circuit will automatically shut down. The 'zero power' is particularly suitable for low power applications. Simulation results show that the tuning error is less than ±1.5%.

Key words： filters； tuning；computer simulation； GmC

近年来，随着CMOS技术的快速发展，越来越多的射频接收机采用单芯片设计以减小功耗和成本.其中零中频和低中频结构是两种比较流行的射频接收机结构，零中频接收机由于受到直流失调，闪烁噪声等因素的影响限制了性能[1].在电路设计时需要额外的电路来消除这些影响，这无疑增加了系统的复杂度和功耗.相比较而言，低中频接收机没有这些因素的影响，因此得到广泛的应用.但低中频接收机存在镜像干扰，需要对其进行抑制[2].

通常在混频器之后接入有源复数滤波器，实现对镜像信号的抑制.有源滤波器主要分为ActiveRC和GmC两种.ActiveRC滤波器在稳定性、动态范围及灵敏度等方面有一定优势，但在频率较高的情况……