T E L KO M NIK A , V ol . 17 No. 6,  Dec em be r   20 1 9,  p p.2 85 1~ 2 85 9   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0 accr ed ited   F irst  Gr ad e b y K em en r istekdikti,  Decr ee  No:  21 /E / K P T /20 18   DOI:   10.12928/TE LK OM N IK A .v 1 7 i 6 . 11662      28 51       Rec ei v ed   Nov e mb er  2 , 2 01 8 ; Rev i s e J un e 5 20 1 9 A c c ep ted   J u l y  2 , 2 01 9   Desig n o f  a CM O S - based  micr o w av   acti v e c han neliz ed b a nd pass  filt er        Ja r j ar  M ar iem * ,   P r E l O u a z z ani  Nabih   Fa c u l ty  o Sc i e n c e s   a n d  T e c h n o l o g y  (F ST ) ,   Si g n a l s Sy s t e m s  a n d  Co m p o n e n t s   L a b o ra t o ry   (L SSC) Fe z - M o ro c c o     * Corre s p o n d i n g   a u th o r,  e - m a i l :   j a rj a r m a r i e m @ g m a i l . c o m       Ab strac t   two - b ra n c h   m i c ro wa v e   a c ti v e   b a n d p a s s   f i l te i s   d e s i g n e d   th ro u g h   th e   c h a n n e l i z e d   fi l te ri n g   te c h n i q u e   a s   w e l l   a s   th e   tr a n s v e rs a l   c o n c e p t.   B o th   th e   m a i n   a n d   th e   a u x i l i a ry   b r a n c h e s c o n n e c te d   wit h o u p o wer  d i v i d e r s / c o m b i n e rs ,   re l y   o n   C - c o u p l e d   a c ti v e   th i rd   o rd e Ch e b y s h e v   b a n d p a s s   fi l t e rs .     A   l u m p e d   e l e m e n t   s i g n a l  d e l a y   c i rc u i t   i s  a l s o   i n tro d u c e d  i n   th e   m a i n  c h a n n e l A c ti v e   i n d u c t o rs   b a s e d  o n   t h e   g y r a to r - to p o l o g y a r e   i n v o l v e d   i n   th e   Che b y s h e v   fi l te r s   s tru c tu r e CM O S - b a s e d   O p e ra ti o n a l   Tra n s c o n d u c to r   Am p l i fi e r   (O TA)  c i rc u i ts   a re   th e   b u i l d i n g   b l o c k s   o t h e s e   i n d u c to r s Th e   p ro p o s e d   a c ti v e   tra n s v e rs a l   c h a n n e l i z e d   fi l te p ro d u c e s   a n   e l l i p t i c   n a rr o b a n d   re s p o n s e ,   c e n t e re d   a 1 . 13   G H z Si m u l a ti o n   re s u l t s ,   o b ta i n e d   b y   m e a n s   o t h e   P SPICE  c o d e   a c c o rd i n g   to   t h e   0 . 18   µ m   TS M M O te c h n o l o g y ,   i n d i c a te   e x c e l l e n p e rfo rm a n c e s   i l l u s tr a ti n g   g o o d   i m p e d a n c e   m a t c h i n g l o i n s e rt i o n   l o s s e s   a n d   h i g h   s e l e c ti v i ty .   Fi n a l l y ,  t h e   n o i s e   a n a l y s i s  s h o ws  t h a t  t h e   fi l t e r h a s  a  l o w n o i s e  f i g u re  i n  t h e  b a n d wid t h .       Key w ords a c ti v e   i n d u c to r ,   c h e b y s h e v   fi l te r,   CM O c i rc u i t ,   e l l i p t i c   r e s p o n s e m i c ro wav e   a c ti v e   c h a n n e l i z e d  f i l te r O TA     Copy righ ©  2 0 1 9   Uni v e rsi t a s  Ahm a D a hl a n.  All  rig ht s  r e s e rve d .       1.   Int r o d u ctio n   No w ad a y s ,   th m i ni a turi z ati o of   m i c r ow av f i l ters   r em ai ns   a   m aj or  c on s tr ai nt   i   the   i nte grate c i r c ui ts   r eq ui r em en t.  A c ti v f i l teri ng   t ec hn i qu c o ntri b ute s   h ug e l y   t o w ards   t hi s   op ti on of f erin at  t he   s am ti m pl en t y   of   ad v an t ag es   s uc as   hi gh   s e l ec ti v i t y l o w   i ns erti on   l os s es Y et,   t he r are  s e v e r al   prob l em s   to  be   ov erc om r el at ed   to  s tab i l i t y   an c om pl ex i t y .   A s   a   r es ul t,   m i c r ow av f i l ter   de s i gn ers   h av c om u wi th   s ev era l   c on f i gu r a ti o ns   t ak i ng   ad v a nta ge   of  s e m i c on du c tor  pro pe r ti es   an s i gn al   pr oc es s i ng   ap pro ac he s T he s top o l og i es   s ti l l   r a i s c on c erns   ab ou s ta bi l i t y   an f r eq ue nc y   ba nd wi dt ev e tho u gh   grea de a l   of   i m prov em en c an   ea s i l y   be   i de nti f i e d.   W el l   k no w s tr uc t ures   s et   up   t c o m pe ns ate   f or  pa s s i v e   el em en l os s es   b y   m ea ns   of   ei the r   po s i t i v f ee db ac k   or  i ns erti ng   n eg a ti v r es i s tan c c om po ne nts   a r l i k el y   to  l ea to  s ta bi l i t y   prob l em s   [1 - 5] O n   the   c on tr ar y ,   tr an s v ers al   ac ti v e   f i l ters   r e l y   o n   f ee d - f orw ard  tec hn i qu es   an d   c on s eq ue ntl y   pro v i de   c i r c ui ts   wi th ou s tab i l i t y   an op erat i ng   f r eq ue nc y   r a ng e   c on s tr ai nts   [6,   7]   b ut  r es ul i n   oc c up y i ng   c on s i de r ab l e   s ub s tr at area   f or  na r r o   ba nd wi d th  a pp l i c at i o ns .   A s   an   a l tern ati v s ol u ti o n,  t he   s tr uc ture  of   c ha nn el i z ed   ac ti v f i l te r s   c an   f ul f i l   the   ab o v e   de s i g c on d i ti on s   [8] T h m ai c on c ep i s   ba s e d   on   di r ec t i on al   s i gn a l   c ha nn e l s   tha are  c on ne c te i p aral l e l   wi th  t he   a i m   of   y i el di ng   f i l teri ng   f un c ti o ns   [9] De l a y   e l em en t s whi c c r e ate   tr an s m i s s i on   z eros are  i nc orpor ate a l on g   w i t f i l ters   an am pl i f i ers   i the   branc he s   ac c ordi n g   to  t he   tr an s v ers al   c on f i gu r ati on   [ 10 ].   In   th i s   p ap er,  w e   de v e l o pr oc ed ure   of   de s i gn i ng     t w o - bra nc m i c r ow a v e   a c ti v e   tr an s v ers al   c h an n el i z ed   f i l t er  ha v i ng   n arr o w   b an dp as s   el l i pti c   r es po ns e.  B oth   branc h es   ha v i de n ti c a l   Ch eb y s h ev   b an d pa s s   ac ti v f i l ter s Mo r eo v er,    a d i s c r ete   el em en t d el a y  c i r c ui t i s   al s i ns erte d i nto   the  f i l ter i n t h e m ai n b r an c h   B oth   ac t i v Che b y s h ev   f i l ters   are  de s i gn ed   ac c ordi ng   to  the   wel l - k no w f r eq ue nc y   tr an s f or m ati on   tec hn i q ue wi th  O p erati on a l   T r an s c on du c tor  A m pl i f i ers   ( O T A )   a s   the   bu i l d i n g   bl oc k s   l ea d i ng   to  the   C - c ou pl e s tr uc ture  [ 11 ].   It  c o ns i s ts   i c on ne c ti ng b y   m ea n s   of   c ap ac i tors s hu nt  LC  r es on at ors   of   whi c i nd uc tors   are  m ad of   g y r at or - c i r c ui ts   i nv o l v i n O T A     bl oc k s   [12 ].  T he   i m pl e m en tat i on   of   the   w ho l c on c ep em pl o y s   t he   MO S F E T   tr an s i s tor  as     f un da m en tal   c om po ne nt   tak i ng   a dv an ta ge   of   i ts   el ec tr i c   prop erti es   s uc h   as   hi g i np ut  i m pe da nc e,  l o w er c h an n el  r es i s tan c an hi gh  s p ee d f un c ti o ni ng   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No 6,  D ec em be r  20 19 :   28 5 1 - 2859   2852   T hi s   pa pe r   i s   org an i z e as   f ol l o w s .   A   ge ne r a l   a p proac of   c ha nn e l i z e f i l t ers   i s   pres en te i s ec t i on   2 S e c ti on   d ea l s   wi th  t he   d es i gn   of   thi r ord er  Che b y s he v   ba n dp as s   f i l ter  ba s e on   us i n gro u nd ed   ac ti v i n du c tors T wo - branc c ha nn e l i z e b an dp as s   f i l ter  i s   de s i g ne d   i n   s ec ti o 4.   Res ul ts   r e l ate t th s c att er i n pa r am ete r s   an d   no i s are  pres en ted   an di s c us s ed  i n s ec ti o n 5 .  Fin al l y the   wor k  i s  c on c l ud e d i n s ec ti o n 6 .       2.   Ch ann el iz ed  F ilter s’  Co n ce p t   T hi s   c ate go r y   of   m i c r ow a v f i l ters   be i ng   prop os ed   i thi s   pa pe r   h an d l es   th pro bl em   o m i ni atu r i z at i on   as   w e l l   as   t he   n ee d   f or  hi g q ua l i t y   pe r f or m an c es   s uc as   ba nd wi dth l os s es   an out - of - ba nd   r ej ec ti on Re g ardi n to  ac ti v f i l t ers the   es s en ti a l   po i nt  i s   to  e ns ure  s tab i l i t y   of     the   c i r c ui t   w i tho ut  c om prom i s i ng   tho s e   p erf or m an c es   i n   th op erat i n f r eq u en c y   r an ge   [1 3].     T he   s i gn a l   f l o d i a gram   of  F i g ure  s ho w s   f r eq ue nc y - s el ec ti v c ha n ne l s   c on n ec ted   i n   pa r a l l el T he   di f f erenc w i t pre v i ou s   tr an s v ers al   c on f i g urat i on s   c om es   m ai nl y   f r om   the   f ac tha   the   c i r c ui branc h es   are  n o on l y   us ed   f or  the   a i m   of   a m pl i tud wei g hti ng   bu a l s o   as   i nd i v i d ua l   f i l teri n e l em en ts T he   pre s en ted   top ol og y   en ab l es   t de f i n th f r eq ue nc y   r es po ns of   ea c branc h i nd ep e nd e ntl y   l ea di ng  to  an y  t y p e o f  th e res ul t i ng  f i l t er c ha r ac teri s t i c s           F i g ure  1 .   C ha n ne l i z ed  f i l ter  top o l og y       A m on the   o pti on s   a v a i l a bl e,  the   m os i nte r es t i ng   branc he s   f i l teri ng   f un c ti on s   are  ba nd pa s s   r es po ns es w h i c c an   be   s p ec i f i ed   ac c ordi ng   to   th targ ete o v era l l   pe r f or m an c es .   B es i d es   the   f l ex i b i l i t y   a nd   the   c om pa c tne s s thi s   de s i gn   m eth od   c on tr i bu tes   to war ds   un c on d i t i on al   s tab i l i t y   A   f urther  i m po r tan f ea ture  to  be   po i nt ed   o ut  i s   the   p ha s i n as pe c t   i n v ol v i ng   c ha nn e l   c om po ne nts T hu s f i l ter  r es po n s es   w i t s ha r c ut - of f s   c an   ef f ec ti v el y     be   de s i gn e b y   m ea ns   of   c r ea ti ng   tr an s m i s s i on   z eros In  ord er  to  ac hi e v th i s   tas k ,     tr an s v ers a l - ba s ed   c o nf i g urati o of   c ha nn e l i z e f i l te r s   i s   ob tai ne tha nk s   to  i ns erti ng   de l a y   el em en ts   i nt th i nd e pe n de nt  branc h es   w hi c h   c on tr ol   t he   l oc at i on   of   tr an s m i s s i on   z er os   [14 ] .   F i gu r 2 s ho w s  t he   ge n eral  s tr uc ture of  an  N - bra nc h   tr an s v ers a l  c ha nn e l i z e d f i l ter           F i g ure  2 .   N - bra nc h t r a ns v er s al  c ha n ne l i z e d f i l ter   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0     Des i gn  of   a C M O S - ba s e mi c r owav ac ti v e c h an n el i z ed  b an d pa s s  fi l ter  ( J arja r   M arie m )   2853   Con v en t i o na l  d es i g n p r oc e s s  of   m i c r ow a v e c h an ne l i z e d f i l ters  r e qu i r es  th at  ea c branc h   m u s ha v pa s s i v ba n d pa s s   f i l ter,  an   am pl i f i er  f or  c o m pe ns ati ng   l os s es an a   tr an s m i s s i on   l i n as   a   d el a y   e l em en t.  T he   po wer   di v i de r s /c om bi n ers   c on n ec a l l   t he   br an c he s   at  bo t   the   i n pu t   an o utp ut  of   the   w ho l e   f i l ter.   In   th i s   p ap er,   w e   are  i n teres ted   i an o t he r   o pti on   tha r el i es   on   us i n ac ti v e   f i l ters   i t he   c h an n el s   i ns te ad   o f   s ep arate   pa s s i v f i l ters   an d   am pl i f i ers f o r   m ore c o m pa c tne s s  an d p r i m aril y   be tt er s el ec ti v i t y .       3.      Ch eb y shev   A ctiv e B a n d p as s Filt e r     3.1 .   S ing le  E n d ed  A ct iv e I n d u cto r     S e v era l   ac ti v i nd uc tors   c on f i gu r at i o ns   ha v be e pr op os ed   d ep en d i ng   on   i n te grated   c o m po ne nts   as   wel l   as   c ho s en   to po l og i es .   CMO S - ba s ed   i nd uc tors   h av be e i nc r ea s i ng l y   us e i m i c r ow a v e   c i r c ui ts pa r ti c ul arl y   ac t i v f i l t ers   [15 ].   S uc el em en ts   oc c up y   s m al l   areas pr ov i de   hi g qu a l i t y   f ac tors   ( hi gh - Q )   an r eq ui r l o w   p o w er  c o ns um pti on T he   propos ed   g r ou nd ed   ac ti v i nd uc tor  i s   d es i g ne ac c ordi n to  the   c l as s i c al   g y r ato r - t op o l o g y   whi c h   i s   r ea l i z e b y   as s oc i ati ng   O T A   c i r c ui ts   i n   ne g ati v e   f ee db ac k   wherea s   on po r of   th g y r a tor  i s   c on ne c te t   a c ap ac i tor .   T a k i ng   i nt ac c ou nt  t he   a dv a nta ge s   m en ti on ed   ab o v e,  we  ha v c h os en   t e l ab orat   CMO S - b as ed   O T A   c i r c ui i t he   0 . 18   µm   tec hn ol o g y S i m pl c urr en m i r r ors   are  the   m os t   s ui tab l f or  bu i l di n th pro po s ed   O T A A s   r es u l t,  t h w ho l c i r c u i i nv ol v es   s m al l   nu m be r   o MO S   tr an s i s tors   whi c di r e c tl y   af f ec ts   po wer   c on s um pti on   an no i s pe r f orm an c es T he   c urr en t   m i r r or  c on s i s ts   of   two  P MO S   tr a ns i s tors   c on n ec ted   ba c k   to  ba c k   wi th  an   NMO S   d i f f erenti al   pa i r F i gu r e   3   pres e nt  t he  r ea l  s t r uc ture of  th propos e d a c t i v i nd uc tor.            F i g ure  3 .   C i r c ui of  th e p r o p os ed  gro un d ed   ac ti v i nd uc tor       A s s um i ng   tha a l l   t he   MO S   tr a ns i s tors   are  s i m i l ar,   t he   i n pu t   ad m i tta nc e   of   th e   ac ti v e   i nd uc tor i s  g i v en   b y  ( 1) on  t he  b as i s  of  th e s m al l  s i g na l  an a l y s i s   [16] :     Y in = I in V in = G m + G m 2 j ω C gs + G ds + j ω C gs   ( 1)     G m   s tan ds   f or  the   O T A s   tr an s c on du c t an c e,  an C GS   a nd   C DS  are   th g at e - s ou r c an   the  dra i n - s ou r c e c a pa c i t ors , res pe c ti v e l y ,   w h ere:    -   C GS =   0.6 7  nF   -   C DS =   0.6 7 9 n F     -   G m = 35 . 01   mS   C GS   s tan ds  f or th e c ap ac i to r  C of  th e g y r at or of  Fig ure  3   T he   qu al i t y   f ac tor  an th r es on a nc f r eq ue nc y   c an   b d eri v ed   f r om   ( 1)  an are   ex pres s ed  as  f ol l o w s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No 6,  D ec em be r  20 19 :   28 5 1 - 2859   2854   Q = IMG ( 1 Y in ) REA L ( 1 Y in )     ( 2)     f 0 = 1 L eq C gs     ( 3)     where L eq   i s  th e e q ui v a l en t  i nd uc tan c of  th c i r c u i t .   T he   s i m ul ati on   proc es s   i s   c arr i ed   ou t,  b y   m ea ns   o f   the   P S P IC E   c o de ,   tak i n i nto   ac c ou nt  t he  f ol l o wi ng   el ec tr i c  an d  ph y s i c a l  pa r am ete r s :       V dd   =  V SS    =  1 . 18   V G r i d  l e ng th  =   µ m ; G r i W i dth  =   µ m     the  obt ai ne r es u l ts   are  pres en te i F i gu r e   4   f r o m   whi c w n oti c t ha th i n du c tan c v al ue   v ari es   s l i gh tl y   arou nd   4 7 . 8   pH  whereas   th c i r c ui pr od uc es   go od   q ua l i t y   f ac tor   w h i c i s   as   hi g h a s  1 00 0 0 a 1 . 13   G H z .         ( a)       ( b)     F i gu r 4 .   ( a)   I nd uc ta nc v al ue   a nd   ( b)  q ua l i t y  f ac tor       3.2 .   T h ir d  order  Ch eb ys h ev   B and p as s Filt er     T he   w e l l - k no w n   proto t y p e   of   the   Che b y s h ev   ba nd p as s   f i l ters ba s e o c on ne c ti n g   pa r al l e l   an s erie s   LC  r es on at ors ha s   be e c ho s en   to  s y nth es i z th c i r c ui of   ou r   i nte r es ac c ordi ng   to  th f r eq ue nc y   tr an s f or m ati on   tec h ni qu [ 1 7 ].  S e v era l   i nd uc tors   c an   c on s eq ue nt l y   be   i n v o l v ed   i n   s uc a   to po l og y   r es u l ti ng   i n   h i gh   i ns erti on   l os s es T he   us e   of   ad m i tta nc e     J - i nv ert ers  he l ps  r ed uc e  th e n um be r  of  i nd uc t ors  th an k s  to   ( 4 ) :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0     Des i gn  of   a C M O S - ba s e mi c r owav ac ti v e c h an n el i z ed  b an d pa s s  fi l ter  ( J arja r   M arie m )   2855   Y = J 2 Y L     ( 4)     the  al t ernat i v c on f i g urat i o r el i es   on   ( 4)  an d   c an   be   bu i l b y   i nc or po r at i ng   J - i n v erter s   be t ween   s hu nt  p aral l e l  LC  r es on a tor s .   T he   de s i g proc ed ure  i s   c arr i ed   ou ac c ordi n t the   f ol l o w i ng   s tep s .   F i r s t,  the   c en ter  f r eq ue nc y  f 0  an the  b an d wi dt B W  of  th e f i l ter  are  d ef i ne d.  S ec on d , t he  no r m al i z ed  p aram ete r s   g(i)  are  ob t ai ne f r om   the   Cheb y s he v   prot ot y p d e pe nd i n on   th c ho s en   or de r   n.  F i n al l y ,     the   al go r i t hm   m ad of   ( 5 ) - ( 9)  i s   ap pl i e f or  a   pre de f i ne d   v a l ue   of   th i n du c tan c L = Le q.     A s  a  r es u l t, d i f f erent c ap ac i tors  of  th e C - c ou p l e d s tr uc t ure are k no w n.     J ( 1 ) = f 0 × C 0 × Z 0 × 1 × g ( 1 )     ( 5)     J ( n ) = f 0 × C 0 × Z 0 × g ( n 1 ) × g ( n )     ( 6)       f or 1<  i   <  n        j ( i ) = f 0 × C 0 × g ( i 1 ) × g ( i )   ( 7)       ( , + 1 ) = ( ) 0 ( 1 ( ( ) × 0 ) ) ²         ( 8)     ( ) = 0 ( , + 1 ) ( + 1 , + 2 )   ( 9)     w he r Δ =  0 ;   C 0   = 1 ( f 0 ) ²   L eq   an d Z 0 = 5 0Ω .     T ab l pr es en t he   el em en v a l ue s   f or  m ax i m al l y   f l at  l o w - p as s   f i l ter  f or  1 - dB   r i pp l e   Cheb y s he v   prot ot y pe .   A s   a   r es ul t,  th ai m   no w   i s   to  b ui l th i r ord er  1 - d B   r i pp l Che b y s h ev   ac ti v b an d pa s s   f i l ter  b as e on   t he   prev i o us l y   prop os ed   ac ti v i n du c tor.  T he   f i l t er’s   r es po ns e   de pe nd s  o n t h e f ol l o w i ng   p aram ete r s :   -   B an d w i dth   B W = 7M H z   -   Cent er f r eq u en c y  f 0 =1 . 1 3G H z   T he   ac ti v i n du c tor  s tan ds   f or  the   c ho s en   v al ue   of   47 . 8   pH  w h ereas   th c ap ac i to r s   are  de term i ne b y   m ea ns   of   t he   prev i o us l y   d es c r i be d   a l go r i t hm   an d   g i v en   i T ab l 2   tak i ng   i n to  ac c ou nt  the   t op o l o g y   of   F i gu r 5 .   I order   to  i l l u s tr ate   the   pe r f orm an c es   of   the   c i r c ui t,    the  b an d pa s s  f i l ter  ha s  be e n d es i gn e d a c c ord i ng   to  t h e T S MC 0 . 18  µm  CMO S  pr oc es s  an d t he s i m ul ate b y   m ea ns   of   the   P S P IC E   s of tware.  F i gu r e   6   s ho w s   hi gh   qu a l i t y   r es p on s es   i term s   o the   s c att erin pa r am ete r s   as   w e l l   as   t he   ou t - of -   ba n d   r ej ec ti o n.  I nd ee d,   at   t he   c en ter   f r eq ue nc y   f o = 1.1 3 GH z  t he  r ef l ec t i on  c oe f f i c i en t S 11   pres e nts  a  v a l ue  of   - 35 d B  a nd   S 21   eq u al s  0  d B .       T ab l e 1 .   g(i)  V al ue s   g(1)   g(2)   g(3)   g(4)   1 . 5963   1 . 0967   1 . 5963   1 . 0000     T ab l e 2 .   C ap ac i tors   V a l ue s   C 12 =C 45   C 23   C 34   C’ 1 =C 3   C’ 2   1 1   p F   1 . 8   p F   1 . 8   p F   425pF   4 2 4   p F             F i g ure  5 . Fi na l  f i l t er s tr uc ture   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No 6,  D ec em be r  20 19 :   28 5 1 - 2859   2856       F i gu r 6 .   S 21   a nd   S 11   r es p o ns e       4.      T w o - b r anch   T r ansv er sa l Chan n eli z ed F ilte r     4.1.   F ilte r   T o p o log y     T he   two - branc h   f i l ter   c an   ea s i l y   b d eri v ed   f r om   t he   pr ev i ou s l y   de s c r i b ed   g en era l   c on c ep [1 8 ,   1 9 ] A s   m att er  of   f ac t,  the   i m pl e m en tat i o t y p i c a l l y   i nv ol v es   on m ai branc s up po r te b y   a au x i l i ar y   c ha nn e l   w i t ho u be i ng   c on ne c ted   th r o ug po w er  d i v i de r s /c om bi ne r s .   T he  m ai n b r an c h  i s  m ad o f  th e a s s oc i ati on  of  th e d es i gn ed  ac t i v e C he b y s he v  f i l te r  an d  a  s i g na l   de l a y  c i r c ui t. F i gu r 7   s h o ws  th e p r o po s ed  t w o - bra nc c ha nn e l i z e d f i l t er top ol og y .           F i g ure  7 .   P r op os e d t wo b r a nc h t r an s v ers al  c h an n el i z e d a c ti v e f i l ter       4.2.   S ign al   Dela y Ci r cuit   T r an s m i s s i on   l i ne   s eg m en ts   c an   be   i m pl em en ted   as   de l a y   s ec ti o ns   prov i d i ng at  gi v en   f r eq ue nc y p ha s s hi f of   18   be t ween   t he   r es po ns es   of   the   s ec on da r y   an the   m ai branc he s   [ 20,   21] F urther   r es ea r c on   tr an s v ers al   f i l ters   l e t th us of   l um pe el em en ts   i ns tea of   tr an s m i s s i on   l i n es   f or  op t i m i z ati on   r ea s on s   as   s ho wn  i n   F i g ure  8 .   T he   s y nth es i s   of   s uc c i r c ui t   c on s i s ts   i n   c on ne c t i ng   l o w   pa s s   an h i gh   pa s s   f i l t ers   whos c ut - of f r eq ue nc i es   are  f an d   f 2 r es pe c ti v e l y .   T he   c orr es po n di n c ut - of f   f r eq ue nc i es   ar d i f f erent  s o   tha w s e ek   l i ne ar  ph as v ar i at i on   wi th  f r eq u en c y   ov er  t he   i nte r v al   [f 1 ,f 2 ]   wher c on s eq u en t l y   the   gro up   d el a y   i s   c on s t an t.  F i gu r 9   s ho w s   t he   ph as r es p on s a nd   T ab l 3   pres e nts     the   f i l ter s   el em en ts   v a l ue s .   T he   LC  pa s s i v f i l t er  m a k es   i po s s i b l to  ha v s hi f of   18   at  i ts   c en ter f r eq ue nc y  l ea d i n g t o  a  ph as e o f  a  v a l ue   of   0°.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0     Des i gn  of   a C M O S - ba s e mi c r owav ac ti v e c h an n el i z ed  b an d pa s s  fi l ter  ( J arja r   M arie m )   2857       F i g ure  8 .   D el a y  c i r c u i t       T ab l e 3 LC  B an dp as s  Fi l te r     Com po ne nts   V a l ue s   L b   C b   L H   C H   6 . 7 n H   1 . 9 p F   3 . 7 p H   1 2 . 5 n F         F i g ure  9 .   L C ph as e res po n s e       5.   Result and   Dis cussion     O nc the   prop os ed   f i l ter  h as   be e d es i gn ed   on   t he   ba s i s   of   the   ab ov m eth od   an d   tak i ng   i nto   ac c ou n th m ai n   ob j ec t i v e,  t he   s i m ul ati on   h as   b ee n   c arr i e o ut,   b y   m ea ns   of    the   P S P IC E   s of tw ar e,  un de r   the   s am el ec tr i c   c on di t i on s   as   t ho s of   pa r a graph  II I.   Fro   F i gu r e   10 we  c an   e as i l y   no ti c tha the   tr an s v ers al   c ha nn e l i z e f i l ter  produ c es   an   el l i pti c   r es po ns de m on s tr ati ng   go od   ou t - of - ba n r ej ec ti on   th an k s   m ai nl y   to  th de l a y     el em en t.  T he   r eq u i r ed   m atc hi ng   at   t he   i n pu t   i s   ob v i o us l y   m et  as   S 11  i s   be l o - 34   d B   aro un d     the  c en ter f r eq ue nc y .         ( a)       ( b)     F i gu r 10 . (a)    S 1 1 a nd   (b)  S 21  r es po ns e  of  c ha nn el i z ed  b an d pa s s  f i l ter     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No 6,  D ec em be r  20 19 :   28 5 1 - 2859   2858   F or  f urther  i nv es ti ga t i on ,   a   no i s an a l y s i s   i s   hi gh l y   r e c o m m en de r e ga r d i ng   th e   no i s f i gu r e p ar am ete r  as  ac ti v el em en ts  are  i n v o l v ed   i n t h e t op ol og y . F i gu r e  1 1   s ho ws  th at  t he   no i s f i gu r i s   be l o 4 dB   i t he   ba nd wi dth whi c h   i s   ge n e r al l y   c o ns i d ered   as   a   g oo d   pe r f orm an c e.   W i th  r eg ard  to  t he   m os i m po r tan i m po r tan p erf orm an c es T ab l s ho w s   c om pa r i s on   be t w e en   s e v er al   r es ul ts   i n c l ud i ng   the   prop os ed   on es It  i s   ob v i ou s   t ha ou r   c o ntr i ut i on   prod uc be tte r   v a l ue s   i t erm s  o f  no i s e f i gu r e .           F i g ure  1 1 .   Noi s e  f i gu r e       T ab l e 4 .   C om pa r ai s on  of  C ha nn el i z ed   B a nd p as s  Fil t er Pe r f orm an c es   R e f   b r a n c h s   f 0 ( GH z )   Ga in( d B )   N F( d B )   [ 2 2 ]   -   1 1 . 7   - 7   18   [ 2 3 ]   3   2. 5   7   -   [ 2 4 ]   2   2. 5   15   4. 5   [ 2 5 ]   2   0. 852   0   -   This   w o r k   2   1. 13   0   4       6.   Co n clusion     In  th i s   pa pe r n ov el   m i c r o w a v ac ti v t wo - branc h   tr an s v ers a l   c ha nn e l i z e b an dp as s   f i l ter  h as   be en   prop os ed .   B oth   c h an n el s   are  c o nn ec te w i tho ut  us i ng   p o w er  di v i d ers /c o m bi ne r s T hrough ou the   de s i gn   pro c es s w ha v be e l i m i ted   to  to po l og y   i n v ol v i ng   o n Ch eb y s he v   ac ti v ba n dp as s   f i l ter  i n   ea c h   bra nc h.  T he   1 - dB   r i pp l e   Ch eb y s he v   f i l ters   are  m ad of     CMO S - ba s e ac ti v e   i nd u c tors   al o ng   w i th  ad m i tta nc i nv erter s   c on ne c te d   ac c ordi ng   to    the   C - Co up l ed   s tr uc ture.  S i m ul ati on   r es u l ts ob t ai ne b y   m ea ns   of   the   P S P I C E   c od e,  s h o w   ex c el l e nt  pe r f or m an c es   of   the   f i l t er  i term s   of   the   s c att eri ng   pa r am ete r s   an t h no i s f i gu r e.   Mo r i m po r tan tl y th pro p os ed   c ha nn e l i z e f i l t er  pro du c es   an   el l i pti c   r es p on s e   em ph as i z i ng     the   m ai a dv an ta ge   of   the   de v el op e to po l og y I a dd i ti on th w h ol e   c i r c ui ha s   b ee s u bj ec to   no i s a na l y s i s T he   r el at ed   no i s e   f i gu r v a l ue s   i th f r eq ue nc y   b an d   de m on s tr ate     the   ac hi ev em en of   l o w   n oi s ac ti v f i l ter  whi c h   h as   be en   c on f i r m ed   tha nk s   to  t he   c om pa r i s on   wi th  oth er r es ul ts       Ref er en c es   [1 ]   Hop BP,   W o l ff   I,   G u g l i e l m i   M   Cop l a n a   M M IC  a c ti v e   b a n d p a s s   fi l te r s   u s i n g   n e g a ti v e   re s i s t a n c e   c i rc u i t s IEEE  Tr a n s a c t i o n s  o n   M i c ro wav e  T h e o ry   a n d   Te c h n i q u e s 1 9 9 4 4 2 (1 2 ):  2 5 9 8 2 6 0 2 .   [2 ]   Cho   Y H,  Hon g   SC,   Kw o n   Y S l o w - p o w e m o n o l i t h i c   G a As   FET   b a n d p a s s   fi l te r   b a s e d   o n   n e g a t i v e   re s i s ta n c e  t e c h n i q u e IEEE  M i c ro wav e  a n d  Gui d e d   Wa v e  L e tt e rs 1 9 9 8 8 ( 4 ):  1 6 1 1 6 3 .   [3 ]   Be l fo rt  D,  B e i l l e a u   N,  Ab o u s h a d y   H,  L o u e r a M M Q - e n h a n c e d   L b a n d p a s s   fi l te u s i n g   CAIRO + 16 th   IEEE  I n te rn a ti o n a l  Co n fe r e n c e  o n  E l e c t ro n i c s Cir c u i t s a n d  Sy s te m s  (I CEC S) 2 0 0 9 :   860 8 6 3 .   [4 ]   Ham m a d i   AB,  M h i ri   M Be s b e s   K CM O 0 .3 5   μm 1 .5   M u l ti - b a n d   RF  Q - e n h a n c e d   L Ba n d p a s s   fi l te r ICM 2 0 1 1 1 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0     Des i gn  of   a C M O S - ba s e mi c r owav ac ti v e c h an n el i z ed  b an d pa s s  fi l ter  ( J arja r   M arie m )   2859   [5 ]   Ku h n   W B S te p h e n s o n   F W ,   E l s h a b i n i - Ria d   A 2 0 0   M Hz   C M O Q - e n h a n c e d   L Ba n d p a s s   Fi l te r IEEE  J o u r n a l   o So l i d - St a te  Ci rc u i t s 1 9 9 6 31 ( 8 ) 1 1 1 2 - 1 1 2 2 .   [6 ]   J u tz i   W .   M i c ro w a v e   b a n d w i d th   a c t i v e   tra n s v e r s a l   f i l te c o n c e p w i th   M ESFE T s .   IEEE  Tra n s .   M i c ro wav e  T h e o ry   Te c h .   1 9 7 1 1 9 (9 ) 760 7 6 7 .   [7 ]   Rau s c h e r   C M i c ro w a v e   a c ti v e   fi l t e rs   b a s e d   o n   t ra n s v e rs a l   a n d   re c u rs i v e   p ri n c i p l e s   IEEE  Tra n s a c t i o n s  o n  M i c ro wav e  T h e o r y  a n d  T e c h n i q u e s 1 9 8 5 33 ( 12 ) 1 3 5 0 - 1 3 6 0 .   [8 ]   Rau s c h e r   C .   M i c ro w a v e   c h a n n e l i z e d   a c ti v e   fi l te r s - n e w   m o d u l a a p p ro a c h   to   a c h i e v i n g   c o m p a c tn e s s   a n d   h i g h   s e l e c ti v i ty IEEE  Tra n s a c t i o n s   o n   M i c ro wav e   Th e o r y   a n d   Te c h n i q u e s 1 9 9 6 44 ( 1 ) 122 - 1 3 2 .   [9 ]   Sc h i n d l e M J T a j i m a   Y .   n o v e l   M M IC  a c ti v e   fi l te w i th   l u m p e d   a n d   tra n s v e rs a l   e l e m e n t s .     IEEE  Tra n s M i c ro wav e  T h e o r y  T e c h 1989 37 2 1 4 8 2 1 5 3 .   [1 0 ]   T h i b o d e a u   E,  Bo o n e   F De s i g n   o a   M i c ro wav e   Ch a n n e l i z e d   Ac ti v e   F i l te fo M M IC Can a d i a n   Con fe re n c e   o n  El e c tr i c a l  a n d   Com p u t e r En g i n e e ri n g Sa s k a t o o n .   2 0 0 5 :  1 5 4 3 - 1 5 4 6 .   [1 1 ]   M a tt h a e i   G J o n e s   E,  Y o u n g   L .   M i c ro w a v e   Fi l te rs I m p e d a n c e - M a tc h i n g   Net w o rk s ,   a n d   Cou p l i n g   Stru c tu r e s .   Norw o o d Arte c h  H o u s e .   1 9 8 0 .   [1 2 ]   W u   Y Din g   X Is m a i l   M O l s s o n   H RF  Ba n d p a s s   F i l te De s i g n   Ba s e d   o n   CM O S   Ac ti v e   In d u c to rs .   IEEE  Tra n s a c ti o n s   o n   Cir c u i ts   a n d   Sy s t e m s   II An a l o g   a n d   Dig i ta l   Si g n a l   Pro c e s s i n g 2 0 0 3   5 0 (1 2 ) :  9 4 2 - 94 9 .   [1 3 ]   G ó m e z G a rc ıa   R,   Bri s o Rod r ıg u e z   C,   M a h fo u d i   M Al o n s o   J I M M IC  tu n a b l e   tra n s v e rs a l   b a n d p a s s   a c ti v e  f i l t e r a 9 1 2  GH z G a l l i u m  Ars e n i d e  a p p l i c a ti o n s   s y m p o s i u m 2 0 0 3 1 4 9 - 1 5 2 .   [1 4 ]   Darf e u i l l e   S S a s s i   Z Ba r e l a u d   B Bi l l o n n e L J a rry   B M a ri e   H De  L a   T o rre   A G a m a n d   P 2 - G H z   2 .7 - A c ti v e   Ba n d p a s s   Fi l te rs   o n   Si l i c o n In te r n a ti o n a l   W o rk s h o p   o n   M i c ro w a v e   Fi l te r s   T o u l o u s e 2 0 0 4 .   [1 5 ]   M a ri e m   J A,  N a b i h   EO Sy n t h e s i s   o a   m i c r o w a v e   C M O a c t i v e   i n d u c to u s i n g   s i m p l e   c u rre n t     m i rro r - b a s e d   o p e ra t i o n a l   T ra n s c o n d u c ta n c e   Am p l i f i e (O T A) In te r n a ti o n a l   J o u rn a l   o Sc i e n ti fi c   &   En g i n e e ri n g  Re s e a r c h 2 0 1 6 ;   7 ( 8 ).   ISSN 2 2 2 9 - 5 5 1 8 .   [1 6 ]   J a rj a r   M El   O u a z z a n i   N Des i g n   o a n   O TA - b a s e d   m i c ro wav e   a c ti v e   b a n d p a s s   fi l te r .   2 0 1 7   In te rn a ti o n a l   Con fe r e n c e   o n   W i r e l e s s   T e c h n o l o g i e s E m b e d d e d   a n d   In te l l i g e n Sy s t e m s   ( W IT S) 2017 :   1 - 4 .   [1 7 ]   Sto š i ć   BP,   Don č o v   NS Sy n th e s i s   a n d   Us e   o W a v e   Di g i ta l   Net w o rk s   o A d m i tt a n c e   In v e rte r s .   M i c ro wav e  Re v i e w 2 0 1 3 ;  1 9 ( 2 ):  8 9 - 95.   [1 8 ]   Rau s c h e C T w o   b ra n c h   m i c ro w a v e   c h a n n e l i z e d   a c ti v e   b a n d p a s s   fi l te r s IEEE  Tra n s a c ti o n s   o n   M i c ro wav e  T h e o ry   a n d   Te c h n i q u e s 2 0 0 0 4 8 (3 ):  4 3 7 - 444 .   [1 9 ]   G ó m e z - G a rc ía   R,  G u y e tt e   A C Two - b ra n c h   c h a n n e l i z e d   p a s s i v e   f i l t e rs   fo l o wpa s s   a n d   b a n d p a s s   a p p l i c a t i o n s M i c ro w a v e  Sy m p o s i u m  (I M S),  IE EE M TT - S I n te rn a ti o n a l .  2 0 1 6 1 4 .   [2 0 ]   G o m e z - G a rc i a   R,  L o e c h e s - S a n c h e z   R,  Ps y c h o g i o u   D,  P e r o u l i s   D Si n g l e / m u l ti b a n d   W i l k i n s o n - ty p e   p o w e d i v i d e rs   w i th   e m b e d d e d   tra n s v e r s a l   f i l te r i n g   s e c ti o n s   a n d   a p p l i c a t i o n   t o   c h a n n e l i z e d   fi l te r s IEEE  Tra n s a c t i o n s  o n  Ci rc u i t s   a n d  Sy s te m s  I Reg u l a r  Pa p e r s 2 0 1 5 6 2 (6 ):  1 5 1 8 1 5 2 7 .   [2 1 ]   G a l y   C,  G ra ff e u i l   J L a rro q u e   J Vi g n e ro n   S Ku   b a n d   M M IC  tra n s v e r s a l   b a n d p a s s   a c ti v e   f i l te r   24 th   Eu r o p e a n  M i c ro w a v e  Co n fe re n c e .   Ca n n e s .   1 9 9 4 2 1 0 4 8 - 1052 .   [2 2 ]   Che n   S W W u   J W ,   L i   J S T u n a b l e   a c ti v e   b a n d p a s s   fi l t e d e s i g n IEEE  El e c tro n L e tt .   2 0 1 1   47 ( 18 ) 1 0 1 9 1 0 2 1 .   [2 3 ]   G ó m e z G a rc ıa   R,   Bri s o Rod r ıg u e z   C,   M a h fo u d i   M Al o n s o   J I M M IC  tu n a b l e   tra n s v e rs a l   b a n d p a s s   a c ti v e  f i l t e r a 9 - 1 2  GH z 11 th   G a l l i u m  Ars e n i d e  Ap p l i c a t i o n s   Sy m p o s i u m  (GaA s  2 0 0 3 ).   M u n i c h .   2 0 0 3 .   [2 4 ]   G ó m e z - G a rc ía   R,  Al o n s o   J I Bri s o - Rod g u e z   C O n   th e   d e s i g n   o f   h i g h - l i n e a a n d   l o w - n o i s e     tw o - b ra n c h   c h a n n e l i z e d   a c ti v e   b a n d p a s s   f i l te r s IEEE  Tra n s a c ti o n s   o n   Cir c u i t s   a n d   S y s te m s   II :   An a l o g  a n d  Di g i ta l  S i g n a l  Pro c e s s i n g .  2 0 0 3 5 0 ( 10 ) 695 - 704 .   [2 5 ]   J a c h o w s k i   DR .     Pa s s i v e   e n h a n c e m e n o re s o n a to Q   i n   m i c ro wav e   n o t c h   fi l te r s IE EE  M TT - In te rn a ti o n a l  M i c ro w a v e  Sy m p o s i u m  Di g e s t 2 0 0 4 3 1 3 1 5 - 1 3 1 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.