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。最后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。