Üniversal aktif eleman (UAE) tabanlı elektronik devre tasarımı
Universal active element (UAE) based electronic circuit design
- Tez No: 152082
- Danışmanlar: PROF.DR. MUSTAFA ALÇI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Nullor Modeli, Gerilim ve Akım Modlu Devreler, Ek Dönüşüm Metodu, Universal Aktif Elemanlar, Nullor Model, Voltage and Current Mode Circuits, Adjoint Transformation Method, Universal Active Element
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 143
Özet
Ill UNIVERSAL AKTİF ELEMAN (UAE) TABANLI ELEKTRONİK DEVRE TASARIMI ÖZET Günümüzde, gerilim modlu olarak tasarlanmakta olan analog devre yapıları akım modlu olarak da tasarlanmakta ve gerçekleştirilmektedir. Gerilim ve/veya akım modlu olarak tasarlanan bu yapılara universal aktif elemanlar (UAEs-Universal Active Elements) denilmektedir. UAE'lerden yaygın şekilde kullanılan gerilim modlu işlemsel yükselteç (VOA-Voltage Mode Operational Amplifier) devrelerinin kazanç-bantgenişliği çarpımının sabit olması ve değişim hızlarının (slew rate) sınırlı olması yüksek frekanslı çalışmalarda bir dezavantaj oluşturmaktadırlar. Bu sınırlayıcı etkenleri gidermeye çalışan akım modlu UAE'ler elektronik devrelerin tasarımında ve benzetiminde geniş uygulama alanı bulmuşlardır. Çünkü akım modlu yapılar büyük bantgenişliği, yüksek değişim hızı, geniş dinamik saha, düşük güç tüketimi, basit devre yapısı ve geniş doğrusallık gibi karakteristik özellikler taşımaktadırlar. Bu tez çalışmasında, blok devrelerin iç yapılarını değiştirmeksizin VOA'dan gerilim ve/veya akım modlu UAE'li yapılara dönüşümler yapılarak, devrelerin davranışları PSpice benzetim programıyla incelenmiştir. Ayrıca, bazı devrelerin çalışmaları deneysel olarak da doğrulanmıştır. Bu amaç doğrultusunda tümdevre teknolojisine uygun olan ve tasarım kolaylığı sağlayan nullor modelinden faydalanılmıştır. Bu tez çalışması aşağıdaki bölümlerden oluşmaktadır: Birinci ve ikinci bölümlerde, nullor modeliyle kolaylıkla analiz edilebilen UAE'ler tanıtılmış ve literatürde karşılaşılan uygulama alanları verilmiştir. Üçüncü bölümde, VOA'lardan değişik özelliklerdeki farklı akım taşıyıcılarına ve dört terminalli değişken nullor (FTFN- Four Terminal Floating Nullor)'a dönüşümde kullanılan ve tercih edilen ek dönüşüm (Adjoint Transformation) metodu tanıtılmıştır. Dördüncü bölümde elektronik devre tasarımında zeki sistemlerdeki ve kaotik devrelerdeki uygulamalara yer verilmiştir. Zeki sistemlerdeki uygulamalar, bulanık mantık denetleyicisinde kullanılan durulama (defuzzification) devresini ve durum kontrollü hücresel sinir ağlan (SC-CNN- State Controlled Cellular Neural Network) devresini kapsamaktadır. Her iki uygulamada da VOA tabanlı devrelerden değişikIV türdeki akım modlu UAE tabanlı devrelere dönüşümler gerçekleştirilmiştir. Böylece daha doğrusal, daha geniş frekans sahasına sahip yeni devreler elde edilmiş ve birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Kaotik uygulamalarda VOA tabanlı bazı kaotik osilatörlerin frekans performanslarının iyileştirilmesi için farklı türdeki UAE tabanlı değişik devre yapılarının yüksek frekans performansları incelenmiştir. Böylece universal aktif eleman tabanlı yeni tasarımlar gerçekleştirilmiş ve frekans performansları birbirleriyle ve VOA tabanlı yapılar ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca kaotik devreler için bir model oluşturan Chua devresi yeniden FTFN tabanlı olarak gerçekleştirilmiş ve tümdevre yapısına uygun olarak alternatif bir devre yapısı oluşturulmuştur. Son bölümde ise, akım modlu universal aktif eleman tabanlı blok tasarımların genel bir değerlendirilmesi yapılarak devre tasarımı açısından sağladığı kolaylıklar ve avantajlar ortaya konulmaya çalışılmıştır.
Özet (Çeviri)
UNIVERSAL ACTIVE ELEMENT (UAE) BASED ELECTRONIC CIRCUIT DESIGN ABSTRACT Analog circuit structures that designed as voltage-mode circuits are today designed and implemented as current mode circuits. These structures, designed in voltage and/or current mode, are termed universal active elements (UAE). The commonly used voltage mode operation amplifier has the undesirable properties of a constant voltage-bandwidth product and a limited slew rate, which lead to several disadvantages in high frequency designs. Current mode UAEs, which avoid these disadvantages, have found wide application areas in the design and simulation of electronic circuits. This is because current mode structures have the desirable properties of wide bandwidth, high slew rate, wide dynamic range, low power consumption, simplicity in structure and high linearity. In this thesis, behaviors of the circuits are analyzed by using PSpice program and by performing transformations from voltage-mode operational amplifier (VOA) to voltage and/or current mode UAE structures without changing the internal structures of the circuits. In addition, operations of the some of the circuits are experimentally verified. For this purpose, the nullor model has been utilized because of its design simplicity and suitability for integrated circuit technology. This thesis comprises the following chapters: In t he first a nd t he s econd c hapters, t he U AEs t hat c an b e e asily a nalyzed b y n ullor models have been introduced and their application areas in the literature are given. In the third chapter, the Adjoint Transformation Method, which is used in the transformation of VOAs to different current conveyors and four terminal floating nullor (FTFN) structures, is discussed. In the fourth chapter, applications of intelligent systems and chaotic circuits in the design of electronic circuits are given. The applications in intelligent systems comprise the defuzzification circuit used in the fuzzy logic controller, and state controlled cellular neural networks (SC-CNN). In both applications, transformations from VOA based circuits to different current mode UAE based circuits have been performed. By doingVI so, new circuit structures with better linearity and wider frequency range have been obtained and they have been compared with each other. In chaotic applications, high frequency performances of different UAE based circuit structures for enhancing the frequency performances of some VOA based chaotic oscillators are studied. As a result, UAE based new designs are obtained and their frequency performances are compared with each other and with VOA based structures. Furthermore, the Chua's circuit, which constitutes a basis for chaotic circuits, has been implemented by using FTFN structures and an alternative circuit structure suitable for integrated circuit technology is constructed. In the last chapter, a general evaluation of UAE based block designs and their convenience and advantages regarding circuit design have been discussed.
Benzer Tezler
- Design of active filters using a new active device CDBA
Yeni bir aktif eleman olan afatk ile aktif filtrelerin tasarımı
ŞÜKRÜ ESER ÖNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFatih ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MUHAMMET KÖKSAL
- Farksal akım taşıyıcı (FDCCII) ile üniversal aktif-RC filtre tasarımı
Universal active-RC filter design using fully differential current conveyor (FDCCII)
FETHİ GÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. FUAT ANDAY
- Düşük güçlü MOS tasarım yöntemlerinin incelenmesi ve bazı üniversal aktif elemanlara uygulanması
Investigation of low power MOS design methods and application to some universal active elements
PELİN DOĞAN SEKRETER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiErciyes ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ALÇI
DR. ÖĞR. ÜYESİ ATİLLA UYGUR
- MRC ve akım taşıyıcı elemanları ile devre sentezi
Mos resistive circuit and CCII+based synthesis
CEMAL ALP AKBULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. CEVDET ACAR
- Farksal aktif blok tabanlı analog devrelerin tasarımları, benzetimleri ve deneyleri
Designs, simulations and experiments of the differential active building block-based analog
TAYFUN UNUK
Doktora
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERKAN YÜCE