طراحی و شبیه سازی یک فیلتر پایین گذر مرتبه چهار Gm-C بر پایه معکوس کننده های CMOS با مدار تنظیم خودکار فرکانس در فناوری CMOS nm 90

یکی از زمینه های تحقیقاتی در پدافند نوین، سامانه های رادیویی بی سیم با توان مصرفی کم است که به طور خاص منجر به تقاضا برای فیلترهای با عملکرد بالاتر می شود. فیلترهای Gm-C به دلیل عملکرد فرکانس بالا و قابلیت مجتمع شدن در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته اند. در این مقاله یک فیلتر پایین گذر مرتبه چهار Gm-C با مدار تنظیم فرکانس خودکار روی تراشه ارایه شده است. هسته این فیلتر یک تقویت کننده ترارسانایی عملیاتی (OTA) فرکانس بالای ولتاژ پایین بر پایه معکوس کننده های CMOS است. برای افزایش خطینگی OTA، مدار پس خور مد مشترک (CMFB) جدیدی ارایه شده که با مدار پیش خور مد مشترک (CMFF) ترکیب شده‏ است. همچنین در این مقاله مدار تنظیم فرکانس خودکار جدیدی ارایه شده تا از طریق تنظیم ولتاژ بالک ترانزیستورها اثرات عدم تطبیق در المان ها و تغییرات دمایی بر OTA و درنتیجه فرکانس قطع فیلتر را جبران کند، درحالی که این مدار بخش کمی از توان مصرفی فیلتر را به خود اختصاص می دهد. مدارها با استفاده از فناوری CMOS nm 90 TSMC و با منبع تغذیه V 1 در نرم افزار Cadence طراحی و شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی پس از جانمایی نشان می دهد بهره تفاضلی DC، بهره مد مشترک، فرکانس قطع dB 3  و فرکانس بهره واحد OTA به ترتیب برابر با dB 7/34، dB 26 ، MHz 237 و GHz 8/13 است. فرکانس قطع فیلتر GH 1 است و با اعمال ولتاژهای ورودی VP-p 2/0 دو تن، مقدار مدولاسیون داخلی مرتبه سوم (IM3) فیلتر در فرکانس قطع فیلتر برابر با dB 38  می باشد. توان مصرفی و مساحت اشغالی فیلتر به ترتیب mW 8/4 و mm2 038/0×043/0 می باشد. همچنین شبیه سازی مونت کارلو مقاومت خوب فیلتر پیشنهادی را در برابر خطاهای فرآیند ساخت نشان می دهد.