【正文】 第三章 電流傳送器的實(shí)現(xiàn) CCl 的實(shí)現(xiàn) CCI 電路實(shí)現(xiàn)早期的分立元件，如圖 )所示。然而，在這種 CCII電路實(shí)現(xiàn)中，電流只可以從 X 端流出。 X 側(cè)的電流被放大，并傳送到 Z 端子，高阻抗輸出 電路符號和理想的零子 –任意子模型，分別見圖 和圖 。如圖 所示， a)為 CCI +， b)為 CCI－。這是因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，目前輸送電流傳送器及其應(yīng)用電路的研究和開發(fā)的集成電路設(shè)計師在市場上引起越來越多的關(guān)注，現(xiàn)在有一系列的電流傳送器集成設(shè)備（如 AD844， PA630 ）。事實(shí)上，早在 1989 年初， “電流模式信號處理 ”的話題包括 IEEE 電路與系統(tǒng)問題的國際會議，已成為模擬信號處理的一個重要研究方向。 在電流模式電路的發(fā)展近幾十年來在當(dāng)前接口電路（ A/D， D/A 轉(zhuǎn)換器）和數(shù)字 電路（邏輯門，觸發(fā)器，存儲 器 ），以及在模擬電路領(lǐng)域也有部分研究成果，在電壓模式電路的相對比 下 ，電流模式標(biāo)準(zhǔn)集成組件也可分為兩類，一是模擬信號處理電路通過采樣的離散時間，另一個是連續(xù)時間的模擬信號處理電路。集成電路產(chǎn)業(yè)是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌鲣N售的一般描述，其中不僅包括集成電路市場，包括 IP 核心市場，在 EDA 市場，包裝和測試市場，甚至延伸到設(shè)備，材料市場。 模擬集成電路 。最后本文詳細(xì)闡述了高階電流模式濾波器的系統(tǒng)方法，介紹了等效電路替代法和多環(huán) 反饋法，列出了設(shè)計的具體步驟。模擬集成電路，也被稱為一 個線性電路，用于產(chǎn)生，放大和處理各種模擬信號（指的振幅隨時間變化的信號，例如手機(jī)的音頻信號，錄香機(jī)的卡碟信號等），其輸入和輸出信號轉(zhuǎn)換為成比例的關(guān)系。 電流傳送器研究的意義以及目前研究狀況 電流傳送器研究的意義 1968 年 ,加拿大學(xué)者 和 提出了一種全新的模擬基本器件一一電流傳送器 (CurlentConveyer,簡稱 CC)。 雖然電流傳輸器只有幾十年的歷史，但它已經(jīng)吸引了越來越多的關(guān)注，我相信會有更多更好的電流模式電路，對近期的表現(xiàn)。 在模擬技術(shù)中的幾個基本的信號處理功能（例如加 /減、比例、積分等），可以很容易地實(shí)現(xiàn)用電流傳送器。所以，如此元件在兩種 X 和 Y 端口上分別擁有虛短路和虛開路的輸入特性。 C =1 表示流淌出來的 Z 側(cè)電流流入和當(dāng)前的 X，或 X 終端 Z 側(cè)電流電流輸送電流流入和流出 CCII。網(wǎng)格可以被認(rèn)為是開放的（與發(fā)射端 Y 相似），零輸入阻抗源水平（如發(fā)射機(jī)端）。 CCIII 的 X 端和 Y 端電壓一樣，但是電流方向相反，同時輸出正反兩個方向的電流。此外，您還可以使用額外的電流鏡講 Z端輸出電流極性反向。 它 是利用常見的兩個 CMOS 運(yùn)算放大器和電流鏡的一個簡單實(shí)現(xiàn)，兩個 CMOS 運(yùn)算放大器通過一個負(fù)反饋的方式實(shí)現(xiàn) CCII 的兩個輸入之間的電壓跟隨，使用簡單的電流鏡來實(shí)現(xiàn)輸入和輸出之間的 CCII 電流跟隨。 zC 對于中頻阻抗很小，因此可以視為開路。 其實(shí)現(xiàn)的電感如圖所示： 圖 等效電感 經(jīng)測量 L=CR12R21 說明：這個電路比較簡單，功耗低，體積小，容易調(diào)節(jié)，制作較容易，推導(dǎo)很容易看懂，便于在實(shí)際當(dāng)中操作調(diào)節(jié)，滿足我們的設(shè)計要求，即要求可實(shí)現(xiàn)接地電感。 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 CCII 濾波器設(shè)計方法 濾波 器的設(shè) 計方法是實(shí)現(xiàn)濾波器的一個重要手段。由于過濾器的狀態(tài)空間的映射是指數(shù)形式，所以這種類型的過濾器被稱為指數(shù)狀態(tài)空間過濾器（ ESS）。除非容量小于幾百皮法，或 無法做到的變量。一般的過濾器和外容器的結(jié)構(gòu)，該設(shè)備的材料，以實(shí)現(xiàn)重要的考慮因素。利用微電子技術(shù)，它能夠進(jìn)一步減小尺寸。幾個階濾波器將需要幾個多輸出電流輸送。 ：它使用一個容性負(fù)載的回轉(zhuǎn)器作為電感器，例如經(jīng)典的無源梯形濾波器的有源 RC 網(wǎng)絡(luò)仿真可以直接轉(zhuǎn)換成有源濾波器實(shí)現(xiàn)，這個轉(zhuǎn)換的有源濾波器保留了許多被動實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)。由此流進(jìn)第一個傳輸器 Z 端的電流也是ViY3。 在通常情況下， Z1＞＞ Rin、 Z2＞＞ C0，起等效電路為： 圖 模擬等效電路 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 在圖 中 11 IZVin? （ ） 211 ZIVc? （ ） 312312 ZZ ZVZVI inc ?? （ ） 2IIin? （ ） 因此 2312 ZZZIVIV ininin ?? （ ） 在 上 面 的 推 導(dǎo) 中 ， 我 們 設(shè) 定 了 R0 為 無 窮 大 。柵極被源極電壓跟隨，源極電壓和電流沒有關(guān)聯(lián)，所以，具有這 一特性即輸入阻抗的源極端相似于電流傳送器的 X 端。 讓我們假設(shè)一個匹配的電阻器 R1， R2， R3， T1 和 T2 的兩個晶體管的匹配，然后在這三個晶體管 T T T4 匹配，但是 TL， T2， T3， T4 和 T5 在這五個晶體管的有一個相對高 AC 到 DC 電流增益，而且還流經(jīng) TL， T2， T3， T4 和 T5 晶體管電流是相等的，所以后領(lǐng)先 T1T5 一些極發(fā)射極結(jié)電壓 Vbe 的晶體管和發(fā)射機(jī)電流是相等的。晶體管的電流鏡的休息，在 M3， M4 和 M5 ~ ~ M6， M7 ~ M8 和 M9 ~ M10 為柵電流鏡，極性互補(bǔ)的 ML，漏電流轉(zhuǎn)移到 M2 的 Z 的輸出，和電流差為單端輸出電流。第一個商業(yè)化的單片電流變送器是 CCII01 開發(fā) LTP 電子公司，ELANTEC 公司，生產(chǎn)。當(dāng) Ix與 Iy為零時，M4 和 M5 的電流相等流，輸出電流為零。 c =－ 1 則表示 Z 端電流流入和 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 X 端電流流出，或者 X 端電流流入和 Z 端電流流出電流傳送器，得到 CCI。 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 第二章 電流傳送器電路的介紹 引 言 1968 年，加拿大學(xué)者 和 提出了一種新的模擬標(biāo)準(zhǔn)部件電流傳送器（ Current Conveyor,簡稱 CC）。盡管只擁有著幾十年歷史的電流傳送器，但是它優(yōu)良的特性正逐步引起世界各個領(lǐng)域的廣泛重視與研究?？傊鳛榫S度滿分，幾乎所有的指標(biāo)，以改善 單位成本和湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 開關(guān)式電源消耗降低，以提高速度 。 集成電路的發(fā)展現(xiàn)狀與前景 在 1959 年設(shè)計出來的第一個集成電路只有 4 個晶體管 ,而現(xiàn)在 ,一個集成電路芯片上不僅集成了成萬上億個晶體管 ,而且有著十分強(qiáng)大的功能 ,是現(xiàn)代高科技的結(jié)晶。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目 電流傳送器及其應(yīng)用研究 作者 學(xué)院 專業(yè) 學(xué)號 指導(dǎo)教師 二〇〇 年 月 日 湖 南 科 技 大 學(xué) 瀟湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 瀟湘學(xué)院 院 信息與電氣工程 系（教研室） 系（教研室）主任 : （簽名） 年 月 日 學(xué)生姓名 : 學(xué)號 : 0954030110 專業(yè) : 電子信息工程 1 設(shè)計 （論文）題目及專題： 電流傳送器及其應(yīng)用研究 2 學(xué)生設(shè)計（論文）時間：自 20xx 年 2 月 20 日開始至 20xx 年 6 月 1 日止 3 設(shè)計（論文）所用資源和參考資料： [1] 李亨 .電流控制傳送器及其研究 [D].湖南 :湖南大學(xué) .20xx. [2] 秦世才 .現(xiàn)代模擬集成電子學(xué) [J].北京 :科學(xué)出版社 .20xx,114 [3] 席燕輝 .電流傳送器及其濾波器原理與應(yīng)用 [D].湖南 :湖南師范大學(xué) .20xx. [4] 李海鷗 .低電壓低功耗 CMOS 電流傳送器及其應(yīng)用研究 [D].湖南 :湖南大學(xué) .20xx. 4 設(shè)計（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容： ① 集成電路的基本介紹以及發(fā)展前景 ② 電流傳送器的基礎(chǔ)理論概括 ③ 電流傳送器的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn) ④ 展望及其它。從家用電器到 B 超、雷達(dá)、互聯(lián)網(wǎng)和人造衛(wèi)星等 ,芯片都被廣泛應(yīng)用 ,其應(yīng)用幾乎無處不在。這增加的每單位面積的容量，可以降低成本并提高功能 看到摩爾定律，集成電路中的晶體管數(shù)量每兩年翻一番。 CMOS 工藝因?yàn)樗鼡碛性S多優(yōu)良的特點(diǎn)，使其一步步成為最為普遍使用的集成電路設(shè)計工藝，比如其輸入阻抗高、集成度高、占有芯片面積小、良好的抗輻射效果和較低的功耗都讓其它工藝望湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 其項(xiàng)背。 全面歸納了電流傳送器作為有源器件的有源網(wǎng)絡(luò)元件模擬電路、模擬信號運(yùn)算電路 ,并著重闡述了一種基于電流傳送器的 高階濾波器模擬電感。當(dāng) c =+1 時表示 Z 端和 X 端電流同時流入或流出電流傳送器，得到 CCI+。不但可以使用交流信號。 CCII 實(shí)際上是由電壓跟隨器和電流跟隨器的組合，在 CCII+電流跟隨器的最直接的方法是使用一個簡單的電流反射鏡，需要增加兩個交叉耦合的電流，而在 CCII，其優(yōu)異的性能實(shí)現(xiàn)可控源阻抗變壓器的阻抗逆變器，旋轉(zhuǎn)以及各種廣泛的應(yīng)用模擬組件。 圖 CCII的理想晶體管模型圖 圖 第二代正向電流傳輸器 (CCII 十 )的示意圖 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 圖 CCII的示意圖 如圖 和 ，分別顯示， CCII+和 CCII， M1 和 M2 的晶體管和集成運(yùn)算放大器組成的電壓跟隨器，實(shí)現(xiàn)了 X 終端的電壓跟隨器 Y 端子電壓。應(yīng)用 CCI 早期是為了取代基于霍爾效應(yīng)的示波器電流探頭，寬帶電流測量裝置；另一個是作為一個負(fù)阻抗轉(zhuǎn)換器（ NIC）。因?yàn)榻咏愕臇艠O電流，那么柵極則可以看作是開路，相像于電流傳送器的 Y 端。 接下來用 AD844 模型來具體推導(dǎo)并模擬起阻抗特性。 圖 CCII+模擬電感 各端電壓的設(shè)置如圖 所示：由圖可以知道第三個傳輸器的 Z 端的電流為 Ii，第一個傳輸器的 X 端電壓為 Vi，那么電流 IY3=ViY3。由于級聯(lián)濾波器容易設(shè)計和調(diào)整，這種方法被廣泛地用在工業(yè)上。 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 a)電容濾波單元 b)電壓變換單元 圖 電容濾波單元和電壓變換單元電路圖 （ 3）電流模式梯形濾波器 將無源 RLC 梯形電路原型電流作為變量，可以得到無源電路電流模式信號流圖，然后由電路傳送器組成多路輸出電流電流模式一階積木，如理想微分器，一階低通，一階高通，減法等，代入信號流圖中，你可以得到電流傳送器梯形濾波器。 （ 2）大小的考慮 由于沒有電感，有源濾波器和 LC 濾波器的比較相同的性 能，尺寸一般較小。如果濾波處理過濾器本身被破壞，那么過濾器將失去存在的意義，因此，在濾波器的設(shè)計過程中，盡可能地提高自身的免疫力，以避免污染的過濾器本身的噪聲和信號干擾之外。由于大多數(shù)可調(diào)的線圈芯，便于調(diào)整電感。這種設(shè)計的理論強(qiáng)，將得到的過濾器的性能。目前，歸納起來有兩大類：一是濾波器的傳遞函數(shù)設(shè)計方法直接為對象，有代表性的是級聯(lián)設(shè)計和多回路反饋方法： 二是 無源 LC 梯形網(wǎng)絡(luò) 為對象 所代表的 間接 模擬設(shè)計，濾波器的設(shè)計方法信號仿真方法。 湖南科技大學(xué)瀟湘學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 第五章 基于電流傳送器濾波器的設(shè)計 濾波器的基礎(chǔ)知識 濾波 器，也被稱為選頻網(wǎng)絡(luò)，它是一個特定的頻率或頻率以外的頻率的頻率濾波電路，它的功能是有效地獲得一個特定的頻率或刪除一個特定的頻率。 由此我們得出： )1)(1(2)1(2)4()(22???????SRRRRRRCSRRRRSZX