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