CDBA elemanı kullanarak aktif filtre sentezinde yeni olanaklar

Abstract

Bu tezde, n. dereceden gerilim transfer fonksiyonlarını CDBA'lar, bir ucu topraklı direnç ve kapasite elemanları ile gerçekleyen iki genel devre sunulmuştur. Elde edilen genel devreler ile dördüncü dereceden alçak-geçiren, band-geçiren, yüksek-geçiren ve band-söndüren gibi genlik ve faz karakteristiğine sahip aktif filtre devreleri gerçekleştirilmiştir. Teorik çalışmaların doğruluğu, her bir devrenin SPICE programı ile simülasyonu yapılarak kanıtlanmıştır. Birinci bölümde, devre sentezinin tarihi gelişimi ile ilgili bir giriş yapılmıştır. Daha sonra kısaca aktif devre sentezi sorunlarından ve yapılan literatür çalışmalarından bahsedilerek, bu tezde tutulan yol belirlenmiştir. İkinci bölümde, bu tezin temel yapı taşını oluşturan CDBA elemanı tanıtılmıştır. Bu elemanın küçük genlikli işaretler için lineerleştirilmiş tanım bağıntısı ve bu tanım bağıntısını sağlayan bağımlı kaynaklardan oluşturulmuş ideal devre modeli verilmiştir. Daha sonra, YİT AL 3 um CMOS transistor parametreleriyle tümleştirmeye uygun, ideal olmayan bir CDBA devre elemanı sunulmuştur. Üçüncü bölümde, CDBA, direnç ve kapasite elemanları kullanılarak gerçekleştirilmiş kuvvetlendiriciler, toplayıcılar, fark alıcılar, integratörler, türev alıcılar gibi analog hesaplamalarda çok kullanılışlı temel alt devreler verilmiştir. Bu alt devrelerin analizleri yapılarak herbir devrenin çıkış ifadeleri bulunmuş ve işaret akış diyagramları çizilmiştir. Dördüncü bölümde, n. dereceden transfer fonksiyonlarını ayrıştırma yöntemlerinden Gözlenebilir Kanonik Biçim (GKB) ve Kontrol Edilebilir Kanonik Biçim (KKB) yöntemleri açıklanmış ve transfer fonksiyonlarının bu ayrıştırma yöntemlerine karşılık düşen genel işaret akış diyagramları çizilmiştir. Gerilim transfer fonksiyonlarına karşılık düşürülen işaret akış diyagramlarını CDBA'lar, bir ucu topraklı direnç ve kapasite elemanları ile gerçekleyen iki gerilim modlu genel devre sunulmuştur. Bu çalışma ile ilk kez, transfer fonksiyonları ayrıştırma yöntemlerindn yararlanılarak CDBA ile aktif filtre sentezi yapılmıştır. Beşinci bölümde, gözlenebilir ve kontrol edilebilir kanonik biçimde devrelerle köşe/merkez açısal frekansı 10' rad/s (159.2kHz) olan, dördüncü dereceden Buttervvorth alçak-geçiren, band-geçiren, yüksek-geçiren ve band-söndüren filtre devreleri gerçekleştirilmiştir. Bu devrelerin ideal CDBA'lar kullanılarak yapılan SPICE simülasyonu ile genlik-frekans ve faz- frekans karakteristikleri ayrı ayrı elde edilmiştir. Altıncı bölümde, GKB yöntemiyle gerçeklenen ideal olmayan CMOS CDBA'lı band-geçiren filtrenin SPICE programı ile yeniden simülasyonu yapılmış ve böylelikle ideal olmayan CDBA'dan kaynaklanan idealsizliklerin genlik-frekans ve faz-frekans karakteristikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Yedinci bölümde, bu tezde elde edilen tüm sonuçlar ve öneriler verilmiştir. Anahtar Kelimeler:CDBA, aktif filtre sentezi, transfer fonksiyonlarını ayrıştırma yöntemleri.