Akım taşıyıcılı devre sentezi

Abstract

ÖZET Bu tezde, Aktif Devre Sentezi yöntemlerinden biri olan, İşaret Akış Diyagramları (İAD) yöntemi ile, İkinci Kuşak Akım Taşıyıcılar (CCII) kullanarak, Akım Transfer Fonksiyonu (ATF) sentezi yapılmıştır. İAD yönteminde, devre veya devre modeli önceden belirlenmediği için, uygun bir topolojinin seçilmesi zorunluluğu, baştan ortadan kaldırılmış olur. Halbuki, ayrıştırma veya katsayıları eşleştirme yönteminde, önceden bir topolojinin seçilmesi gerekir. Buna karşılık, İAD yöntemine nazaran daha az eleman kullanımı söz konusudur. Fakat, İAD yöntemi sayesinde, bu tezde geliştirilen bir metodun, CCII 'yla ATF sentezinin genelleştirilmesini mümkün kıldığı görülmüştür. O yüzden, İAD yöntemi üzerinde durularak, bu metodun geliştirilmesine çalışılmış ve neticede, en genel ATF'larını, en az devre elemanıyla gerçekleyen İAD 'lan bulunmuş, böylece bikuadratik yapıda tümleştirmeye uygun devreler elde edilmiştir. İAD yöntemine ait uygulamalarda kullanılabilen bu metodun özelliği, CCII ile ATF sentezine en uygun yaklaşımı getirmesidir. Öyleki, İAD üzerinde, yeni düzenlemelerle düşük dereceden fonksiyonlar için, geliştirilen devrelerden, yüksek dereceden ATF'larını sağlayan devrelere geçişi kolaylıkla mümkün kılmış-tır. Aynı zamanda, Alçak Gaçiren (AG), Yüksek Geçiren (YG), Band Geçiren (BG), Band Söndüren (BS) filtrelerin elde edilebilmesi sağlanarak, bir de ikinci dereceden (2D)- Üniversal filtre (ÜF) verilmiş ve bu devrelerin CCII' m yapısına ve genelleştirmeye uygun olduğu gösterilmiştir. Önerilen İAD 'ından devreye geçildikten sonra, frekans ve genlik normalizasyonları ile istenilen çalışma bölgesinde, eleman değerleri pratiğe uygun olan filtre devreleri gerçekleştirilmiştir. 2D ve üçüncü dereceden (3D) ATF 'larını sağlayan iki ayrı filtre devresine ait sayısal örnekler, PC türü bir bilgisayar ortamında devre analizi testinden geçirilerek, tasarlanan yapıların doğruluğu gösterilmiştir. Ayrıca, CCI 'ya nazaran daha esnek tasarımlara olanak tanıyan, CCII 'ya ait ideal tanım bağıntısı ile yapılan sentez gerçeklemelerinde, ideal olmayan CCII modellinin kullanılması halinde oluşacak güçlükler ve çözüm önerileri, onun fiziksel yapısı üzerinde tartşılmış ve sonuç olarak, sentez yaklaşımlarında ana parametre olarak akımın seçilip, gerilimin ara büyüklük gibi değerlendirildiği, akım modlu uygulamalarda OPAMP ve OTA gibi aktif elemanlar yerine, CCII kullanmanın, band genişliği, lineerlik ve dinamiklik açısından daha avantajlı olduğu anlaşılmıştır. -vıı-

ABSTRACT The use of current the active parameter can result in circuits operating with higher signal bandwidths, greater linearity and larger dynamic range than voltage-mode circuits. The current conveyor, a powerful analogue building block with current- mode capability, is therefore a strong potential candidate for implementing current- mode circuits, and recently a number of realizations have been presented using ftrst- and second- order filters sections, i.e. highpass, lowpass, bandpass, band-reject, all- pass, sinusoiadal oscillators. The proposed method is based on drawing the signal-flow graph directly from the above given transfer function and then obtaining the active circuit from the graph. This work has been done in the synthesis of general 1th, 2nd, 3th and 4th and n-order current transfer functions for generating curre-nt conveyor active filters is presented, and novel networks which realise similiar function characteristics are given. Using by normalised lowpass Butterworth filters, 2nd, 3th and 4th-order lowpass, highpass, 2nd, 4th-order bandpass and band-reject passive circuits pre-designed with frequency and element transformations. Lastly, the frequency characteristics of some these circuits are obtained by applying AC analysis using PSPICE programme. Both of designed and simulated with current conveyors networks have been given very similiar characteristics with transfer functions. In all the analysis mentioned above, ideal current conveyors are used. So that, influences of being not to be ideal, caused by the current conveyors, on the frequency characteristics of the simulated circuits, are not investigated. -Vlll-