طراحي و بهينه‌سازي فيلتر OTA-C چند حالته با رويكرد كاهش توان

Design and optimization of a low power multi-mode OTA-C filter

در اين مقاله يك فيلتر OTA-C چند حالته با چند خروجي از نوع چبي‌شف با دو بلوك OTA و دو عدد خازن طراحي شده كه داراي يك ورودي و پنج خروجي مي‌باشد. با اتصال صحيح ورودي توسط يك سوئيچ به مدار مي‌توان در خروجي پاسخ‌هاي پايين‌گذر، بالاگذر، ميان‌گذر، ميان‌نگذر و تمام‌گذر را بدون هيچ‌گونه تغييري در ساختار، بدست آورد. از مزاياي اين فيلتر توان مصرفي و حجم فوق‌العاده كم آن بوده، كه منجر به كاهش هزينه‌هاي ساخت مي‌شود. اين فيلتر براي مداراتي كه امكان دسترسي محدود به منابع انرژي را دارند؛ مانند دستگاه‌هاي قابل حمل كه از باتري به عنوان منبع تغذيه استفاده مي‌كنند و همچنين در دستگاه‌هاي پزشكي كه نياز به تراشه‌اي با مصرف بسيار كم دارند و همينطور سيستم‌هاي نظامي كه نيازمند نويز كم و دقت بالا هستند، حائز اهميت مي‌باشد. در مقايسه با آخربن مقالاتي كه در اين زمينه مطرح شده‌اند، توان مصرفي مدار پيشنهادي در مجموع با كاهش 54/44 درصدي برابر با µw64/137 مي‌باشد كه به مقدار قابل توجهي كاهش يافته است؛ فركانس مركزي نيز با افزايش بيش از 15 برابري به مقدار MHz09/63 رسيده و همچنين ميزان نويز به مقدار fV/√Hz982/6 كاهش يافته است. اين نتايج نشان دهنده دقت بالا و عملكرد بهتر مدار پيشنهادي نسبت به ديگر مدارات پيشنهاد شده مي‌باشد. اين مدار با نرم‌افزار HSPICE با تكنولوژي µm 18/0 شبيه‌سازي شده است.

The filters, both linear and nonlinear, play a very important role in many applications such as circuits and electronic systems to retrieve useful information and eliminate the noise. This paper presents a new multi-mode and multi output OTA-C filter, using two OTA blocks and two capacitors and also has an input and five outputs. By correctly connection the input of circuit with a switch, the low-pass, high-pass, band-pass, band-reject and all-pass responses can be realized without any change in the structure of circuit. One of the advantages of proposed filter is the low power consumption and area of cheap which leads to decrease the fabrication costs. The low power consumption of this filter is useful for the circuits that their accessibility to energy sources is very low, such as portable devices that use batteries as power supplies, or in medical devices that require to very low power consumption and in military systems that require to low noise and high accuracy. In order to compare the performance of the proposed circuit with the previous reported design, some performance measures such as power consumption and center frequency is calculated. The measured power consumption of proposed circuit is 64.137 UW, in other words, it decreased to 54.44 percent comparison with other designs, and also the center frequency in the proposed circuit is 63.09 MHz that is 15times higher than previous design. Finally, the results indicate that proposed circuit has high accuracy and better performance than other designs. The proposed OTA-C filter is designed and simulated in HSPICE using .018 um CMOS technology parameters.