第39卷第4期2009年8月

微电子学Microelectronics

Vol.39,No.4Aug.2009

一种低通/复数双模式滤波器的设计

甘业兵1,潘文光1,马成炎2,袁国顺1

(1.中国科学院微电子研究所,北京100029;2.杭州中科微电子有限公司,杭州310053)

摘　要:　从系统优化以节省面积和减小功耗的目的出发,设计了一种适用于2.4GHzZigbee无线收发芯片的双模滤波器电路。该滤波器采用时分复用和电路复用的方法,可工作于低通滤波和

复数滤波两种模式。电路采用OTA-C7阶巴特沃思结构,利用0.18μmCMOS工艺实现。设计中,采用基于CCO锁相环的频率修调电路,以减小滤波器频率偏差。测试结果表明,低通滤波模式时,带宽为1.45MHz,偏移3MHz抑制为55dB;在复数滤波模式下,镜像抑制可达35dB;在1.8V电源电压下,滤波器和修正电路电流分别为0.86mA和0.23mA。关键词:　双模式;低通滤波;复数滤波;OTA;频率修调;CCO;锁相环

中图分类号:TN713+.8

文献标识码:A

文章编号:1004-3365(2009)04-0478-05

DesignofaLow-Pass/PolyphaseDual-ModeFilter

GANYebing1,PANWenguang1,MAChengyan2,YUANGuoshun1

(1.InstituteofMicroelectronics,TheChineseAcademyofSciences,Beijing100029,P.R.China;

2.HangzhouZhongkeMicroelectronicsCo.,Ltd,Hangzhou310053,P.R.China)

　Tosaveareaandreducepowerforsystemoptimization,adual-modefilterwasdesignedfora2.4GHzAbstract:

Zigbeewirelesstransceiver.Withtimedivisionandcircuitreuse,thisfilterworksatalowpassorapoly-phasemode.Implementedin0.18μmCMOStechnology,thefilterusesa7th-orderButterworthOTA-Carchitecture.ACCOPLL-basedfrequencytuningcircuitwasadoptedtominimizefrequencyvariation.Testresultsshowedthat,inlow-passmode,thefilterhadabandwidthofabout1.45MHz,andanout-of-bandrejectionof55dBat3MHzoff-set,andinpoly-phasemode,itsimagerejectionratiowasover35dB.Under1.8Vsupplyvoltage,thefilterandthetuningloopdissipates0.86mAand0.23mAofpower,respectively.

Keywords:　Dual-mode;Lowpassfilter;Polyphasefilter;OTA;Frequencytuning;CCO;PLL

　1270EEEACC:

1　引言

近年来,无线技术芯片领域发展迅速,逐渐向小型化、单芯片方向发展,集成度和功耗的要求越来越高。用于无线传感网络领域的Zigbee无线收发系统对芯片的功耗和集成度提出了更加苛刻的要求。在一些应用中,甚至要求单颗纽扣电池的系统待机时间达到5～10年。除了高级的电源管理方案,电路本身的功耗至关重要。

本文基于0.18μmCMOS工艺,设计了符合IEEE802.15.4的Zigbee射频前端芯片的中频滤

收稿日期:2008-11-27;定稿日期:2009-01-20基金项目:2006年浙江省重大科技专项(2006C11107)

[1]

波器。考虑到复数滤波器的结构与低通滤波器强列的相关性,通过将发射链路和接收链路滤波单元融合设计,采用电路复用和时分复用的形式,减小了芯

片功耗和面积。与同类结构和应用的复数滤波器相比较[9,

4]

,本文设计的滤波器增强了跨导线性度,具

有双模式,但仍保持较低的面积和功耗。

2　电路设计

2.1　滤波器参数选择

本文设计一个用于Zigbee收发器的双模滤波