可变带宽OTA—C连续时间低通滤波器设计

3 可编程电路设计

如图5所示，OTA为跨导运算放大器，其跨导值可通过偏置电流(图6所示电路)来调节。一般采用可变电阻完成，但传统R-2R可变电阻结构需要大量的控制开关，增加了电路面积，并产生开关操作的功耗。本文采用一种新型微功耗硬件可编程变阻电路，如图7所示，电路基于三态门概念，端口除高、低电平，用悬空状态产生第三种状态，实现了27级变阻电路，总电阻表示为：

式中：表示第m个三态输入产生的第n个进制状态码；Rm为第m个三态输入驱动的权电阻(m=1，2，3；n=1，2)。

可编程电阻(RDAC)的输出偏置电流：

又知跨导：

可见，在电源电压确定的情况下，OTA的跨导值与输入数据Rx成平方根倒数关系，跨导值随着输入数据的增大而减小。通过改写输入数据RDAC的值，即可实现26种(全零状态禁用)变化电阻，达到改变偏置电流，产生跨导值的变化，最终实现滤波器带宽的调节。

4 仿真结果

上述电路，采用1．8 V电源，TSMC 0．18μmCMOS工艺库仿真。图8为该滤波器-3 dB带宽26 MHz时仿真结果，该滤波器50 MHz带阻抑制为-40．49 dB，带内波纹小于0．5 dB，功耗约为21 mW，满足设计要求。图9为滤波器带宽调节为14 MHz的频响曲线。

5 结语

设计中，采用跨导运算放大器实现了一种可变带宽低通滤波器，最高带宽为26 MHz，阻带抑制率大于35 dB，带内波纹小于0．5 dB，在低中频结构接收器中，该频率相对较高。同时滤波器带宽可由外部可编程电路调节变化，与普通模拟滤波器电路相比，本文设计电路具有电路简单，易于高集成，便于后期维护等优点，是OTA电路设计的未来发展趋势，有着广泛的应用前景。