Computer aided design and analysis of operational transconductance amplifier based communications systems

Abstract

Modülatörler, filtreler, frekans dönüştürücüleri, osilatörler ve yükselteçler analog haberleşme sistemlerinin temel parçalarıdır. Bu parçaların gerçekleştirilmesinde doğrusal olmayan eleman olarak işlemsel iletili yükselteçler (OTA) kullanılmaktadır. Gerilim kontrollü akım kaynağı özelliğinden dolayı OTA' lar admitans olarak düşünülebilinir. Bu nedenle devrelerde kullanımı direnç sayışım azaltır. İdeal ve ideal olmayan OTA- AM devre karakteristikleri incelenmiştir. Bilgi sinyali (deneme sinyali) sinyal üreticisinden, taşıyıcı sinyal ise gerilim kontrollü OTA sinüzoidal osilatör tarafından sağlanmıştır. Sinüzoidal osilatör'ün frekansının kontrol edilebilir olmasından dolayı osilatör frekans modülatörüne dönüştürülmüştür. İstenmeyen harmonikleri elemek ve sinyal gürültü oranım artırmak için değişik türde filtreler tasarlanmış ve OTA'larla oluşturulmuştur. İki kutuplu OTA çeşitlerinden olan LM13700 birleşik devresi kullanılmış ve bu birleşik devreler içindeki OTA'lar değişik devrelerde kullanılarak tüm sistem içinmaliyet düşürülmüştür. Her blok osiloskop ve spektrum analizatöründe, zaman ve frekans aralığında incelenmiş ve fotoğraflandırılmıştır. Anahtar kelimeler: İşlemsel İletili Yükselteçler, Haberleşme Sistemleri, Parazitik Etkiler.

Modulators, filters, frequency converters, oscillators and amplifiers are the basic components of the analog communication systems. On the realization of these components, Operational Transconductance Amplifiers (OTA) are used as an active non-linear element. Since OTAs have voltage controlled current source behaviors, they may be thought as the admittance. Hence their use in circuits decreases the number of resistances. The ideal and non-ideal characteristics of the OTA-AM circuit is investigated. The information signal is taken from the signal generator (test signal) but the carrier is generated by using voltage controlled OTA sinusoidal oscillator. Because of the controllability of the output frequency, the sinusoidal oscillator is modified as frequency modulator. To eliminate some unwanted harmonics and to increase the output signal to noise ratio, different types of filters are designed and constructed by using OTAs. Bipolar type of OTA, LM13700 integrated iiicircuit is used and OTAs in these ICs are shared by different circuits to reduce the cost of the overall system. Time and frequency domain outputs of each block are observed on the scope and the spectrum analyzer and photographed. Key words: Operational Transconductance Amplifiers, communication systems, parasitic effects.