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 fur 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 Anspruchen an die Selektion und an das Signal-Rausch-Verhaltnis genugen. Inhaltsverzeichnis: Inhaltsverzeichnis: 1.Einleitung10 1.1Zielstellung10 1.2Der Begriff des Filters / Filtersynthese10 1.3Einteilungs- und Realisierungsmoglichkeiten11 2.Einige theoretische Grundlagen14 2.1Normierung / Entnormierung14 2.2Ubertragungsfunktion17 2.3Bodediagramm22 2.4Pole, Nullstellen, PN-Schema24 2.4.1Allgemeines24 2.4.2Bedeutung der Lage von Pol- und Nullstellen26 2.5Realisierbarkeits- und Stabilitatskriterien30 2.6Filterentwurf - allgemein31 2.6.1Entwurf passiver Filter (RLC)31 2.6.1.1Dampfungstoleranzschema31 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 Induktivitaten40 2.6.2.2.3Prinzip des Steilheitsverstarkers (Transkonduktanz)42 3.Filtersynthese44 3.1Das RLC-Referenzfilter44 3.2Das RC-Gyrator-Filter45 3.3Das Transkonduktanz-C-Filter46 3.3.1Filterstruktur46 3.3.2Der Transkonduktanzverstarker49 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 / Fazit"