一种基于CMOS工艺的大范围可调宽带低通滤波器

林 楠，东尚清，洪志良

(复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室，上海201203)

低通滤波器在许多模拟前端中都是关键模块，其中在硬盘/光盘读取通道［1］、自适应光纤通讯(Adaptive Fiber Optic Communication)［2］和认知无线电(Cognitive Radio)［3］等系统中，为了适应不同的数据传输速率需求，需要截止频率在大范围内可调的低通滤波器.在这些系统中，信号一般都先通过射频或模拟放大器预放大，然后经过滤波器滤除带外的干扰和噪声，最后通过模数转换器变为数字信号并对信号进行处理.而滤波器的带宽取决于信号的传输速率.

随着云端服务器和多媒体应用的高速发展，大容量高速硬盘的需求也越来越大.因此硬盘读取通道中的低通滤波器必须提供足够大的带宽以传输高速信号.另一方面硬盘读取通道的数据传输速率随着读取位置从硬盘外道到内道变化而发生明显的改变.而且硬盘伺服系统(Servo System)的传输速率远低于硬盘数据的传输速率.因此在硬盘读取通道模拟前端中，低通滤波器的截止频率需要在大于10倍的范围内可调［4］.

本文针对硬盘读取通道的应用，提出一种基于两种工作模式切换的四阶低通滤波器架构，并在SMIC 0.13μm CMOS工艺下完成电路设计，版图设计以及版图后仿真.该滤波器能满足大容量高速硬盘读取通道对带宽和可调范围的需求.

1 滤波器系统架构

1.1 传统带宽可调滤波器架构存在的问题

由于Gm-C结构的滤波器在高频率具有显著的优势，因此该结构通常被宽带……