无源梯形高阶高通滤波器的模拟设计电子信息本科毕业论文文档格式.docx
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学号：
学生姓名：
导师姓名：
完成日期：
诚信声明
本人声明：
1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；
2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；
3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。
作者签名：
日期：
年月日
xx工程学院
毕业设计（论文）任务书
设计（论文）题目：
无源梯形高阶高通滤波器的模拟设计
姓名系别电气与信息工程系专业电子信息班级学号
指导老师教研室主任
一、基本任务及要求：
1.掌握无源滤波电路和有源滤波电路的区别；
2.掌握无源梯形滤波器的模拟设计方法；
3.查资料，阅读相关文献，学习PSPICE/orCAD等仿真软件；
4.设计无源梯形高阶高通滤波器、确定电路参数；
5.用PSPICE/orCAD对所设计的电路进行仿真分析；
6.编写设计说明书；
二、进度安排及完成时间：
（1）第1周：
明确课题任务及要求，搜集课题所需资料，掌握资料查阅方法，了解本课题研究现状、存在问题及研究的实际意义；
（2）第2～3周：
查阅相关资料，了解本课题的发展历史和研究应用现状，确定课题总体方案，明确课题任务、撰写文献综述和开题报告；
（3）第4～5周：
据技术指标要求，查规范化表格、图册、得到归一化无源LC梯形滤波器的电路和参数，并归一化，换算成实际频率下的电路参数；
（4）第6～8周：
原型无源LC梯形滤波器作出相应的状态变量方框图；
利用电流传送器设计出相应的电路图,根据原型LC梯形电路的积分时间常数确定相应电流传送器电路的元件参数；
（5）第9～10周：
上机仿真分析;
验证理论分析的正确性
（6）第11～13周：
撰写设计说明书，整理资料，准备答辩；
（7）第14周：
毕业设计答辩。
目录
摘要........................................................................................................................................I
ABSTRACT.....................................................................................................................II
第1章概述...................................................................................................................1
1.1滤波器的概述...........................................................................................................1
1.2模拟滤波器.............................................................................................................2
1.21离散时间滤波器........................................................................................2
1.22连续时间滤波器........................................................................................2
1.3模拟集成滤波器的现状及前景........................................................................3
第2章跨导集成运算放大器（OTA）4
2.1跨导集成运算放大器概述4
2.2跨导运放OTA的应用6
小结11
第3章OTA-C滤波器的设计12
3.1OTA-C滤波器设计方法12
3.2OTA-C连续时间滤波器12
3.21Mason法则与网络综合13
3.22OTA-C连续时间滤波器14
3.3二阶滤波器的仿真16
3.4仿真结果分析19
小结20
第4章结束语.............................................................................................................21
参考文献...........................................................................................................................22
致谢....................................................................................................................,.................23
无源梯形高阶高通滤波器的模拟设计
摘要：
无源梯形高阶高通滤波器在各种通信和信号处理领域中有着广泛的应用，可以使整个系统更加稳定和可靠地工作。
本毕业设计对无源梯形高阶高通滤波器的设计进行了系统的研究，给出了几种无源梯形高阶高通滤波器的设计方法。
对于应用频率较高的滤波器，介绍了新型元件运算跨导放大器OTA，给出了它的模型以及应用原理，并且提出了一种OTA电路的设计，给出了电路参数，并且在此基础上，介绍了如何将无源RLC梯形滤波器转换成有源OTA-C滤波器。
在给出的设计例子中，采用实际的OTA，且对该实际的OTA的跨导进行了测试，最后的仿真结果表明，所设计的OTA-C滤波器满足设计要求，而且通过改变偏置电流可以使滤波器的截止频率连续地变化。
对滤波器的调谐问题进行了研究。
通过对多环反馈结构的详细讨论，介绍了OTA-C滤波器，并且设计了一个二阶的OTA-C滤波器。
最后的仿真结果表明OTA-C滤波器满足设计要求。
关键词：
跨导运算放大器；
滤波器；
仿真
THEHIGH-ORDERANDHIGH-PASSFILTERDESIGNOFTRAPEZOIDALWITHNONESOURCE
ABSTRACT：
Continuous-timefiltersarewidelyusedintelecommunicationandsignalprocessingsystems.Thesystemcanbemadetoworkmorestableandreliablebyusingfully-integratedcontinuous-timefilters.Thisdissertationisconcernedwiththedesignoffullyintegratedcontinuous-timefilters.Threedesignmethodsaregiven.
Forthehighfrequencyapplication,alate-modeldeviceofoperationaltran-conductanceamplifierisintroduced.ThedesignstrategyofOTAisproposedandtheOTAparametersaregiven.Basedonthisdesign,theprocedureofhowtoconvertapassiveRLCfiltertoactiveOTA-Cfilterisdescribed.Inthepresentedexample,thedesignedOTAisusedandtheOat’sTranconductanceistested.SimulationresulthawsthattheOTA-CfilterhassameperformancewithRLCladderfilter.Thecut-offfrequencyofthefilteristunedbytuningitsbiascurrent.
Forthetuningofthefilterisstudiedandthemultipleloopfeedbacktopologyisdiscussedindetail.AftertheintroductionofOTA-Cfilter,atwice-orderOTA-Cfilterisdesigned.TheSimulationresultshowsthatOTA-Cfiltermeetstherequirementsofthedesign.
Keywords:
Operationaltransconductanceamplifiers（OTA）;
filters；
simulation
第1章概述
1.1滤波器的概述
许多现代通信系统如电视、电话等都包括各种各样的滤波器。
一般来说，滤波器可以分成两大类即无源滤波器和有源滤波器。
从20世纪20年代到20世纪60年代末，许多滤波器是由无源元件如电阻、电容和电感组成。
而其中的无源LC梯形网络是一种非常有用的结构，因为它对元件的变化不太敏感。
20世纪50年代人们发现，用有源电路来代替体积大而且价格昂贵的电感可以大大地减小电路的尺寸和降低电路的成本。
20世纪60年代中期高质量的有源器件如运算放大器开始出现。
20世纪70年代中期有源RC滤波器开始流行，人们开始考虑将滤波器进行集成。
在最近二十年，有源集成滤波器在信号处理应用中开始变得越来越重要。
在这样的电路中，有源器件是单片集成的。
与由分立有源元件构成的滤波器相比，这些单片集成电路有着许多优点，减少了系统中元件的数目，由于芯片上元件的良好匹配性使得滤波器的设计简化了不少。
此外，自动调谐电路能够减少工艺和温度变化所带来的误差，与分立无源滤波器相比，集成滤波器大大地减少了寄生电容。
当集成滤波器进行大规模生产时，其成本也极大地降低了，对于生产来说，集成滤波器相对便宜。
另外，可使印刷电路板上的元件更少，这样会使成本更低，可靠性更高，尺寸更小，功耗更低。
因此，将滤波器尽可能地进行集成是非常重要的。
所以，有很多人研究集成滤波器，以便取代无源RLC滤波器。
由于在IC设计中，大的电容和电阻会占用非常大的芯片面积，这是非常昂贵的，应该尽量避免。
从某种意义上说，集成电感只限于某些特殊的应用以及高频情况下，这是由于集成电感的Q值比较差，另外电感值也不大，并且常常不能与
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