Etude et réalisation d'un filtre elliptique passe bas de troisième ordre avec zéro de transmission réglable à partir des convoyeurs de courant différentiels contrôlés CMOS

Study and realisation of a third order low elliptic filter with adjustable transmission zero using CMOS differentials current controlled conveyors

• Auteur / Autrice : Hounaïda Zouaoui-Abouda
• Direction : Alain Fabre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : sciences chimiques et de l'ingénieur. Electronique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Jury : Président / Présidente : André Touboul
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Graffeuil, Lofti Kamoun, Richard Kielbasa, Patrick Loumeau, Philippe Marchegay, Dominique Rigaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Inductance

MOS complémentaires

Filtres électriques

Résumé

Un filtre elliptique passe bas de troisième ordre dont la fréquence du zéro de transmission, Fo est réglable par un courant de polarisation est étudié et réalisé en technologie CMOS 0,8 um. L'atténuation à Fo est supérieure à 63dB et l'ondulation maximale dans la bande transmise est de 0,4dB. Alimenté sous (signe +, tiret en dessous) 3,3 Volts, le circuit consomme environ 19,6mW. Sa dynamique d'entrée est de 480mV à 1Mhz pour THD en sortie inférieur à 1%. Le convoyeur de courant de seconde génération contrôlé en courant (CCCII) est tout d'abord étudié. Le choix des dimensions de ces transistors est l'objet d'un compromis entre caractéristiques statiques et dynamiques. Le convoyeur différentiel contrôlé (DCCCII) est ensuite mis en oeuvre à partir du concoyeur précédent. Il est montré qu'à performances équivalentes, sa dynamique d'entrée est environ 8 fois plus importante que celle du convoyeur initial. Des circuits intégrateurs simples et différentiels fonctionnant en mode tension et courant sont analysés et deux nouvelles configurations sont introduites. Deux méthodes de compensation ont été utilisées pour étendre leurs plages de fréquences d'intégration correctes. Il est montré que le filtre précédent, qui nécessite un total de 15 CCCII pour être synthétisé à partir de la méthode des variables d'étát ne pourra pas satisfaire au gabarit spécifié. La mise en oeuvre de ce filtre à partir d'une structure LC en échelle utilisant une inductance flottante contrôlée électroniquement est ensuite étudiée et les avantages de cette méthode sont soulignés. Cette réalisation ne nécessite que 6 CCCII. L'impédance équivalente à cette inductance flottante est étudiée en détail. Une méthode de compensation originale par résistance positive réglable est alors introduite, de façon à obtenir pour le filtre une atténuation maximum à Fo. Les résultats de mesure du filtre réalisé sont donnés. La comparaison de ceux-ci avec ceux de filtres équivalents publiés dans la littérature confirme tout l'intérêt de notre démarche.