射頻識(shí)別閱讀器中信道選擇濾波器的設(shè)計(jì)

　　圖3給出了FBDDA的示意圖及按照負(fù)反饋方式構(gòu)成的全差分緩沖器結(jié)構(gòu)。FBDDA的輸入輸出關(guān)系可以表示為:

　　Ao 為理想狀態(tài)下運(yùn)放的開(kāi)環(huán)增益。當(dāng)采用負(fù)反饋時(shí)可以得到如下的關(guān)系:

　　以上關(guān)系僅當(dāng)Aoy ] 時(shí)才可以成立， 所以在設(shè)計(jì)運(yùn)放時(shí)開(kāi)環(huán)增益越大越好。

　
圖3 FBDDA 與全差分緩沖器

　　圖4所示為FBDDA。圖4( a)是一種兩級(jí)結(jié)構(gòu)的運(yùn)算放大器， 是FBDDA的核心電路， 圖4( b)與圖4( c)所示電路分別用來(lái)穩(wěn)定運(yùn)算放大器第一級(jí)輸出與第二級(jí)輸出的共模電平。運(yùn)算放大器的第一級(jí)放大器由兩個(gè)差分對(duì)構(gòu)成， 使得電路具有四個(gè)輸入端。為了獲得良好的噪聲系數(shù)， 電路的輸入管為PMOS管(M9、M10、M11、M12 )， 負(fù)載管為NMOS 管(M15、M16 )。運(yùn)算放大器的第二級(jí)為共源級(jí)結(jié)構(gòu)，輸入管采用NMOS管(M14、M17 )， 負(fù)載管采用PMOS管(M6、M18 )。電路采用米勒補(bǔ)償電容(Cc )和調(diào)零電阻(Rc )以保證運(yùn)放的閉環(huán)穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)計(jì)算可以得到全平衡差動(dòng)電路的小信號(hào)增益如下式所示:

圖4 全差分差動(dòng)放大器電路

　　其中g(shù)m 和ro 分別表示MOS管的跨導(dǎo)和輸出電阻。

　　為了提高運(yùn)放的增益， 可以增大gm 和ro。經(jīng)過(guò)計(jì)算放大器的等效輸入熱噪聲可表示為:

　　其中K為波耳茲曼常數(shù)( 1. 38 @10-23J/K)， T 為開(kāi)爾文溫度。從上式可以看出， 要減小整個(gè)運(yùn)放的噪聲，輸入管應(yīng)使用較大寬長(zhǎng)比的PMOS管， 負(fù)載管應(yīng)使用較小寬長(zhǎng)比的NMOS管。一般的共模反饋電路在設(shè)計(jì)時(shí)都是放在第二級(jí)的輸出端， 用來(lái)穩(wěn)定運(yùn)放的輸出電壓[ 8]。本文為了滿足在所有工藝角中運(yùn)算放大器的性能， 在運(yùn)放的第一級(jí)也添加了共模反饋電路， 用來(lái)穩(wěn)定第一級(jí)的輸出電平。本文設(shè)計(jì)的兩種不同結(jié)構(gòu)的共模反饋電路如圖4( b)、4( c)所示。