Canonic structures of odd-order elliptic Gm-C filters

• Autorzy: Kozieł S.

Warianty tytułu

PL

Kanoniczne struktury filtrów Gm-C nieparzystego rzędu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, novel canonic structures of odd-order continuous-time elliptic Gm-C filters are proposed and discussed. The structures are characterized by very small number of components, especially transconductance amplifiers. This makes them suitable for low-power and low-sensitivity applications. A detailed comparison of the novel third order structure with other implementations such as leap-frog with distributed input and leap-frog with floating capacitor is carried out including sensitivity and other properties important for IC implementation. It follows that the proposed filter structures constitute a very interesting alternative to the structures known from the literature so far.

PL

W pracy przedstawiono nowe struktury kanonicznych filtrów eliptycznych Gm-C czasu ciągłego. Zaproponowane struktury charakteryzują się bardzo małą liczbą elementów, w szczególności wzmacniaczy transkonduktancyjnych. Powoduje to, że nadają się one do realizacji filtrów o małym poborze mocy i niewielkiej wrażliwości. Przedstawiono ogólne formuły rekurencyjne umożliwiające wyznaczenie funkcji przenoszenia filtru dowolnego rzędu i pozwalające na otrzymywanie wzorów projektowych dla rozważanych struktur. Praca zawiera również szczególowe wyniki porównania proponowanych struktur z przedstawicielami innych klas filtrów eliptycznych opisanych w literaturze pod względem paramatrów istotnych dla realizacji monolitycznych. Porównania dokonano dla przypadku filtrów trzeciego rzędu. Okazuje się, że nowa struktura jest konkurencyjna w porównaniu do istniejących zarówno pod względem wrażliwości (szczególnie w paśmie przepustowym) jak też w stosunku maksymalnej do minimalnej pojemności oraz całkowitej pojemności w układzie. Ponadto, może być realizowana przy zachowaniu równości wszystkich transkonduktancji w układzie, co jest istotne z punktu widzenia układów automatycznego dostrajania.

Słowa kluczowe

EN

Gm-C filters; elliptic filters; canonic structures

PL

filtry Gm-C; filtry eliptyczne; struktury kanoniczne

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN SA
• Czasopismo: Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji
• Rocznik: 2004
• Tom: Vol. 50, z. 2
• Strony: 143--157
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz.

Twórcy

autor

Kozieł S.

• Faculty of Electronics, Telecommunications and Informatics, Gdańsk University Technology, 80-952 Gdańsk, Poland,

Bibliografia

• 1. R. Schaumann, M. S. Ghausi, K. R. Laker: Design of Analog Filters, Passive, Active RC, and Switched Capacitor: Englewood Cliff, NJ: Prentice-Hall, 1990.
• 2. M. S. Ghausi, K. R. Laker: Modern Filter Design: Active RC and Switched Capacitor: Englewood Cliffs, NJ, Prentice-Hall, Inc., 1981.
• 3. T. Deliyannis, Y. Sun, J. K. Fidler: Continuous-time active filter design. USA, CRC Press, 1999.
• 4. C. Toumazou. J. Lidgey, O. Haigh, Eds.: Analogue IC Design - The Current Mode Approach. London, U.K.: IEE, Apr. 1990.
• 5. R. Schaumann, M. A. Van Valkenburg: Design of Active Filters. Oxford University Press. New York. Jan. 2001.
• 6. S. Koziel, S. Szczepanski, R. Schaumann: General Approach to Continuous-Time Gm-C Filters Based on Matrix Description. Proc. Int. Symp. Circuils, Syst., ISCAS, vol. IV, Phoenix , AZ, USA, 2002, pp. 647-650.
• 7. S. Koziel, S. Szczepanski, R. Schaumann: General Approach to Continuous-Time Gm-C Filters, Int, J. Circuit Theory and Applications. 2003 (to be published).
• 8. S. Koziel, S. Szczepanski. Structure Generation and Performance Comparison of Canonical Elliptic Gm-C Filters. Proc. Int. Conf'. Electron. Circuits, Syst., ICECS, vol. I, Dubrovnik, Croatia, 2002, pp. 157-160.
• 9. R. L. Geiger, E. Sánchez-Sinencio: Active filter design using operational transconductance amiplifiers: A tutorial. IEEE Circuit and Devices Mag., vol. 1, Mar. 1985, pp. 20-32.
• 10. E. Sánchez-Sinencio, R. L. Geiger, H. Nevarez-Lozano: Generation of Continuous-Time Two Integra tor Loop OTA Filter Structures. IEEE Trans. Circuits Syst., vol. 35, Aug. 1988, pp. 936-946.
• 11. M. A. Tan , R. Schaumann: Design of a General Biquadratic Filter Section with Only Transconductances and Grounded Capacitors. IEEE Trans. Circuits Syst.-II , vol. 35, Apr. 1988, pp. 478-480.
• 12.·B. Nauta: Analog CMOS filters for very high frequencies, Kluwer Academic Publishers, 1993.
• 13. J. Silva-Martinez, M. S. J. Steyaert, W. Sansen: A 10.7MHz 68-dB CMOS continuous-time filter with on-chip automating tuning. IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 27, No. 12, 1992, pp. 1843-1853.
• 14. R. A11ini, A. Baschirotto, R. Caste11o: Tuneable BiCMOS continuous-time filter for high-frequency applications. IEEE J. Solid-State Circuits, 27, (12), 1992, pp. 1905-1915.
• 15. G. A. De Veirman, R. G. Yamasaki: Design of a bilopar 10 MHz programmable continuous-time 0.05° equiripple linear phase filter.: IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 27, Mar. 1992, pp. 324-331.
• 16. H. Khorramabadi, M. J. Tarsie, N. S. Woo: Baseband filters for IS-95 CDMA receiver applications featuring digital automatic frequency tuning. in int. Solid State Circuits Conf., San Francisco, 1996, pp. 172-173.
• 17. W. Dehaene, M. S. J. Steyaert, W. Sansen: A 50-MHz. Standard CMOS Pulse Equalizer for Hard Disk Read Channels. IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 32, July 1997, pp. 977-988.
• 18. C. A. Laber, P. R. Gray: A 20-MHz Sixth-Order BiCMOS Parasitic-Insensitive Continnous-Time Filter and Second-Order Equalizer Optimized for Disk-Drive Read Channels. IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 28, Mar. 1993, pp. 462-469.
• 19. P. K. D. Pai, A. A. Abidi: A 40-mW 55 Mb/s CMOS Equalizer for Use in Magnetic Storage Read Channels, IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 29, Mar. 1994, pp. 489-499.
• 20. Y. P. Tsividis: Integrated continuous-time filter design - An overview. IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 29, Mar. 1994, pp. 166-176.
• 21. J. Mahattanakul, C. Toumazou: Current-Mode Versus Voltage-Mode Gm-C Biquad Filters: What the Theory Says. IEEE Trans. Circuits Syst.-II, vol. 45, Feb. 1998, pp. 173-186.
• 22. R. Mackay, A. S. Sedra: Generation of low-sensitivity state-space active filters. IEEE Trans. Circuit Syst., vol. CAS-27, Oct. 1980, pp. 863-870.
• 23. J. D. Schoeffler: The synthesis of minimum sensitivity networks. IEEE Trans. Circuit Theory, vol. 11, 1964, pp. 271-276.