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CMOS跨导放大器及其构成的滤波器的研究与设计的开题报告
摘要：
本文提出了一种基于CMOS跨导放大器构成滤波器的设计方案，并进行了详细的研究和分析。首先简要介绍了CMOS跨导放大器和滤波器在模拟信号处理中的重要性和应用场景，然后介绍了所选用的CMOS工艺和电路拓扑结构，接着提出了设计思路和流程，并对所设计的滤波器进行了性能检验和评估，最后总结了研究成果和展望了未来的研究方向。
关键词：CMOS跨导放大器；滤波器；模拟信号处理；设计；性能评估
一、背景与意义
随着电子技术和通信技术的不断发展，模拟信号处理在各种应用场景下得到了广泛的应用，其中滤波器是模拟信号处理中的重要部分，其作用是去除信号中的噪声和干扰，增强信号质量，达到信号处理的目的。因此，滤波器在通信系统、音频处理、图像处理等领域中都占有着重要的地位。CMOS跨导放大器作为一种基础的电路结构，在滤波器中应用广泛，其具有高增益、低噪声、低功耗等优点，在低频信号处理和调制解调等方面得到了广泛的应用。
本文的研究目的是基于CMOS跨导放大器构成滤波器的设计方案，旨在对滤波器的性能进行优化和提升，进一步推动模拟信号处理技术的发展。
二、研究内容及方案
1.CMOS跨导放大器的基础原理
CMOS跨导放大器是一种电流输出放大器，其基本结构如图1所示：
（图1CMOS跨导放大器基本结构图）
其中，M1和M2为输入场效应管，M3和M4为输出场效应管，R1和R2为负反馈电阻。在正常工作状态下，输入分别加上正负信号时，M1和M2分别导通，M3和M4分别截止，输出电压为0。当输入电压变化时，M1和M2中的一个会逐渐导通，输出电流被限制在某个范围内，从而产生一定的放大效果。
2.滤波器的设计方案
在CMOS跨导放大器的基础上，可以构成各种滤波器结构，如图2所示，其中包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
（图2CMOS跨导放大器构成的滤波器结构图）
本研究采用带通滤波器的设计方案，具体设计过程如下：
（1）选择合适的CMOS工艺和电路拓扑结构。
本研究选择0.18μm的CMOS工艺和双可控源极电路拓扑结构。
（2）确定设计参数和电路特性。
本研究选择中心频率为10kHz，通带带宽为1kHz，通带最大增益为20dB，阻带下降3dB，输入电阻为10kΩ，负载电阻为1kΩ。
（3）进行电路仿真和优化。
本研究采用SPICE软件进行电路仿真，并对电路性能进行优化，如增益、带宽、抑制比等指标。
三、预期成果
本研究预期达到以下成果：
（1）提出一种基于CMOS跨导放大器构成滤波器的设计方案，可以实现多种滤波器结构的设计。
（2）优化设计方案，提高滤波器的性能指标，如增益、带宽、抑制比等。
（3）对滤波器进行性能评测，并得出结论和展望未来的研究方向。
四、研究计划
本研究计划分为以下几个阶段：
（1）研究前期阶段：调研和学习有关CMOS跨导放大器和滤波器的理论知识和实践经验。
（2）设计方案阶段：选择合适的工艺和电路拓扑结构，确定设计参数和电路特性，进行电路仿真和优化。
（3）性能评测阶段：对设计好的滤波器进行性能评测，如增益、带宽、抑制比等指标。
（4）总结和展望阶段：总结研究成果，得出结论，并展望未来的研究方向。
五、参考文献
[1]任原志,李楚南.基于CMOS跨导放大器的滤波器设计方法研究[J].微型机与应用,2015(6).
[2]张晓强,焦宗波.CMOS跨导放大器及其在电源电压监测中的应用[J].微型机与应用,2016(1).
[3]孟霞,代琦琳.CMOS跨导放大器在模拟信号处理中的应用[J].传感器与微系统,2017(3).