Entwurf aktiver zeitkontinuierlicher Filter in BICMOS-Technologie

Inhaltsangabe:Einleitung:
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem Entwurf von aktiven, zeitkontinuierlichen Filtern in BiCMOS-Technologie.
Nach der theoretischen Betrachtung des Filterentwurfs ist ein Bandpass-Referenzfilter für die Datenkommunikation zu entwerfen und anschließend in eine aktive Struktur, basierend auf linearisierten Transkonduktanzen (Gm-C), umzusetzen.
Ein Filter 2. Ordnung mit einer Mittenfrequenz von 1,5 MHz und einer Bandbreite von 150 kHz soll den Ansprüchen an die Selektion und an das Signal-Rausch-Verhältnis genügen.

Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einleitung10
1.1Zielstellung10
1.2Der Begriff des Filters / Filtersynthese10
1.3Einteilungs- und Realisierungsmöglichkeiten11
2.Einige theoretische Grundlagen14
2.1Normierung / Entnormierung14
2.2Übertragungsfunktion17
2.3Bodediagramm22
2.4Pole, Nullstellen, PN-Schema24
2.4.1Allgemeines24
2.4.2Bedeutung der Lage von Pol- und Nullstellen26
2.5Realisierbarkeits- und Stabilitätskriterien30
2.6Filterentwurf - allgemein31
2.6.1Entwurf passiver Filter (RLC)31
2.6.1.1Dämpfungstoleranzschema31
2.6.1.2Tiefpaßentwurf33
2.6.1.3Bandpaßentwurf36
2.6.1.3.1Tiefpaß-Bandpaß-Transformation36
2.6.1.3.2Seriell-Parallel-Wandlung37
2.6.2Realisierung aktiver Filterstrukturen38
2.6.2.1Die Referenzfiltermethode38
2.6.2.2Der Gyrator / Transkonduktanzen38
2.6.2.2.1Wirkungsweise und prinzipieller Aufbau des Gyrators38
2.6.2.2.2Simulation von Induktivitäten40
2.6.2.2.3Prinzip des Steilheitsverstärkers (Transkonduktanz)42
3.Filtersynthese44
3.1Das RLC-Referenzfilter44
3.2Das RC-Gyrator-Filter45
3.3Das Transkonduktanz-C-Filter46
3.3.1Filterstruktur46
3.3.2Der Transkonduktanzverstärker49
3.3.2.1Prinzip49
3.3.2.2Linearisierung51
3.3.2.3Negative Impedance Converter (NIC)54
3.3.2.4Biasing56
3.3.2.5Die komplette Schaltung58
3.3.2.5.1Baugruppen58
3.3.2.5.2Simulation59
3.3.3Simulation des Bandpaßfilters64
3.3.3.1Verwendung von idealen BIAS-Quellen64
3.3.3.2Simulation mit realen BIAS-Quellen66
4.Schlußbemerkungen / Fazit70