طراحي يك فيلتر فعال چند منظوره Gm-C مد ولتاژ در ناحيه زيرآستانه

Design of Voltage Mode Universal Gm-C Filter in Subthreshold Region

در اين مقاله يك فيلتر چند منظوره Gm-C مد ولتاژ مرتبه دو ارائه شده است. فيلتر پيشنهاد شده داراي 5 ورودي و چهار خروجي است و مي‌تواند همه‌ي پاسخ‌هاي فيلتري شامل: پايين گذر، ميان گذر، بالاگذر، ميان نگذر و تمام گذر را در مد ولتاژ اجرا مي نمايد. اين فيلتر از شش بلوك Gm و دو خازن زمين شده استفاده مي‌كند. در اين مقاله براي پياده سازي فيلتر از مدار OTA متشكل از زوج ديفرانسيلي با بار فعال و مدار Cross-Coupled استفاده شده و به منظور كاهش توان مصرفي تمامي ماسفت ها در ناحيه زير آستانه عمل مي كنند. به منظور صحت گذاري بر روي روابط رياضي و تئوري فيلتر، مدار فيلتر توسط نرم افزار HSPICE و در تكنولوژي 0.18 ميكرومتر CMOS شبيه‌سازي شده است. نتايج شبيه‌سازي اين فيلتر نشان مي‌دهد كه فيلتر در فركانس مركزي 2 MHz به اندازه 459 nw توان مصرف مي‌كند. به دليل توان مصرفي و ولتاژ پايين مدار فيلتر ارائه شده براي كاربرد در مدارهاي با كاربردهاي پزشكي مناسب مي باشد.

This paper presents a second order voltage-mode Gm-C filter with five-input four-output. The proposed filter employs only two grounded capacitors and six differential pair operational transconductance amplifiers (OTA) that operate in subthreshold region, so the power consumption of the OTA to be very low. The proposed circuit has ability to realize voltage-mode low pass, band pass, high pass, band stop and all pass filter. Finally, to verify our architecture, this filter is simulated by HSPICE with the 0.18 µm TSMC CMOS technology. Simulation results demonstrate total power consumption of 459 nW with fo=2MHz. The proposed filter can be sufficient for biomedical applications due to low-voltage low-power.