设计与分析集成商基于对数域滤波器电路

Foreword  by  Robert  Adams    xiPreface.  xix1  Introduction11.1  Conventional  Continuous-Time  Integrated  Filters....  21.1.1  MOS-C  Filters.  21.1.2  Transconductance-C  (gm-C)  Filters....  31.2  Introducing  Log-Domain  Filters:  Adams’s  1979  Discovery  61.2.1  An  Exact  First-Order  Log-Domain  Lowpass  Filter....  61.2.2  Discussions......  91.3  Some  Recent  Developments  and  Our  Approach....  111.4  Nonlinear  Signal  Processing  in  Log-Domain  121.4.1  Translinear  Principle  131.4.2  Translinear  Circuit  Examples  151.4.3  LOG  and  EXP  Operators.......  181.4.4  Linearization  of  Log-Domain  System.  19vi  Design  and  Analysis  of  Integrator-Based  Log-Domain  Filter  Circuits1.4.5  Potential  Advantages  of  Log-Domain  Filters..  221.5  An  Integrator-Based  Design  and  Analysis  Approach  241.6  Summary......  252  Log-Domain  Integrators.272.1  A  Basic  Log-domain  Integrator.......  272.1.1  Detailed  Analysis....  272.1.2  Highlights  of  Intriguing  Features  .......  302.2  Input  and  Output  Stages  ...  312.3  Further  Log-Domain  Integrator  Examples...  332.3.1  High-Speed  Log-Domain  Integrators.  342.3.2  Low-Power  Log-Domain  Integrators  372.3.3  High-Speed  Low-Power  Log-Domain  Integrators...  432.4  Summary......  453  Log-Domain  Filter  Synthesis-I:  OperationalSimulation  of  LC  Ladders......493.1  Traditional  Active  Filter  Synthesis  by  LC  Ladder  Signal  Flow  Graph.....  493.2  Log-Domain  Ladder  Filter  Synthesis..  543.2.1  Log-Domain  Lowpass  Biquadratic  Filter......  563.2.2  Log-Domain  Bandpass  Biquadratic  Filter.....  653.2.3  High-Order  Log-Domain  Lowpass  Filter......  653.2.4  High-Order  Log-Domain  Bandpass  Filter....  723.2.5  Comments  on  the  Designs.....  763.3  Simulation:  Large-Signal  vs.  Small-Signal  Analysis  783.4  Electronic  Tunability  of  Log-Domain  Filters.  813.5  High-Order  Filter  Sensitivity-Comparative  Studies  823.6  Approximate  Realization  of  Elliptic  Filter  Response  853.7  Summary......  924  Log-Domain  Filter  Synthesis-II:  State-SpaceFormulation......934.1  Frey’s  Exponential  State-Space  Synthesis  ...  944.2  Towards  a  State-Space  Log-Domain  Filter  Realization......  964.2.1  State-Space  Formulation  Revisited....  964.2.2  Design  of  Low-Noise  Low-Sensitivity  Filters..  994.2.3  A  Collection  of  Log-Domain  Functional  Blocks  ....  1054.3  State-Space  Synthesis  of  Log-Domain  Filters......  1064.3.1  A  General  N-th  Order  Log-Domain  State-Space  Filter......  1064.3.2  3rd-Order  Elliptic  Lowpass  Filter.....  1194.3.3  3rd-Order  Elliptic  Highpass  Filter....  1214.3.4  6th-Order  Elliptic  Bandpass  Filter....  1244.4  Summary.....  1265  Nonideality  Analysis  of  Biquadratic  Log-DomainFilters....1295.1  Effects  of  Transistor  Parasitics  &  Compensation  Methods.  1305.1.1  Parasitic  Emitter  Resistances  (RE)...  1305.1.2  Finite  Beta....  1365.1.3  Parasitic  Base  Resistances  (RB).......  1405.1.4  Early  Voltages......  1425.1.5  Combined  Effects  1445.2  Extension  to  Bandpass  Biquad  Filters.......  1475.3  Comments  on  Distortion  1475.4  Transistor  Area  Mismatches.  1505.4.1  Statistical  Analysis  Of  Area  Mismatches....  1535.5  Summary....  155viii  Design  and  Analysis  of  Integrator-Based  Log-Domain  Filter  Circuits6  Extending  the  Nonideality  Analysis  to  High-OrderLadder  Filters.1576.1  Relationship  to  Classical  Filter  Theory......  1576.2  Study  of  Nonideal  High-Order  Log-Domain  Filters........  1596.2.1  Nonideal  LC  Ladder  Behavior........  1616.2.2  Applications  to  Log-Domain  Filters  1636.3  Compensation  of  High-Order  Log-Domain  Filters.  1676.3.1  Parasitic  Emitter  Resistances  (RE)..  1676.3.2  Finite  Beta....  1696.3.3  Early  Voltages  .....  1746.3.4  Extension  to  High-Order  Bandpass  Log-Domain  Ladder  Filters..  1766.4  Implementation  Considerations  Under  Finite  Beta.  1776.5  Summary....  1857  Experimental  IC  Prototypes  ...1877.1  Test  Chip  #1:  Lowpass  Biquadratic  Filter  1877.1.1  The  Test  Set-Up..  1887.1.2  Frequency  Performance......  1887.1.3  Linearity  And  Noise  Measurements  1917.2  Test  Chip  #2:  Fifth-Order  Chebyshev  Lowpass  Filter....  1957.2.1  Frequency  Performance.......  1967.2.2  Linearity  Measurements.....  1997.2.3  Approximating  an  Elliptic  Filter  Response  2017.3  Test  Chip  #3:  High-Speed  Bandpass  Biquadratic  Filter...  2027.3.1  The  Test  Set-Up..  2037.3.2  Frequency  Performance.......  2037.3.3  Linearity  And  Noise  Measurements  2057.4  Test  Chip  #4:  Balanced  High-Speed  Fourth-Order  Bandpass  Filter.......  2077.4.1  The  Test  Set-Up..  2087.4.2  Frequency  Performance.......  2117.4.3  Linearity  And  Noise  Measurements  2117.5  Test  Chip  #5:  Low-Voltage  3rd-Order  Chebyshev  Filter.  2127.5.1  The  Test  Set-Up...  2137.5.2  Frequency  Performance.......  2137.5.3  Linearity  and  Noise  Measurements.  2147.6  Test  Chip  #6:  Third-Order  State-Space  Filter......  2157.6.1  The  Test  Set-Up...  2167.6.2  Demonstration  of  Filter  Programmability..  2167.7  Test  Chip  #7:  Fifth-Order  State-Space  Filter  .......  2177.7.1  Measured  Elliptical  Behavior.  2197.8  Summary....  221Appendix.  ASeevinck’s  Companding  Current-Mode  Integrator.......  223Appendix.  BMultitone  Testing  Using  SPICE..  229B.1  Review  of  the  Discrete  Fourier  Transform.  230B.2  The  SPICE  File.....  231B.2.1  The  Signal  Sources...  231B.2.1.1  Frequency.  231B.2.1.2  Phase.  235B.2.1.3  Amplitude.  235B.2.1.4  A  Complete  SPICE  Current  Source.  235B.2.2  Analysis  Requests.....  235B.3  An  Example  using  the  Log-Domain  Biquad........  236Appendix.  CSynthesis  of  High-Order  Log-Domain  Filters  by  aCascade  of  Biquads..239x  Design  and  Analysis  of  Integrator-Based  Log-Domain  Filter  CircuitsAppendix.  DDerivation  of  Equation  (5.16)  -  Compensation  of  EmitterResistance,  RE..  243Appendix.  EGoodness  of  Fit  Test  245References..  247Index    253