IIR/FIR filtrelerinin SC türev alıcılarla gerçeklenmesi
Realizations of IIR/FIR filters using sc-differentiators
- Tez No: 39103
- Danışmanlar: PROF.DR. CEVDET ACAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1993
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
ÖZET: Bu çalışmada yeni bir SC türev alıcı devre ele alınmış tır. Daha sonra, ele alınan SC türev alıcı devre blokları ve sentetik bölme tekniği kullanılarak, IIR ve FIR biçimindeki ayrık zaman transfer fonksiyonlarının doğrudan gerçeklenme- sine ilişkin bir tasarım yöntemi gösterilmiştir. SC integral alıcı devreler ile gerçeklenen ikinci dereceden kararlı yapı bloklarını kaskad bağlayarak elde edilen IIR filtrelere göre, önerilen yöntem ile gerçeklenen IIR filtre tasarımı daha esnek bir yapıya sahiptir. önerilen yöntem ile IIR filtre fonksiyonlarının doğrudan gerçeklenme- sinde kanonik ve basamaklı yapılar kullanılmıştır. Bu yapılardan yola çıkılarak gerçeklenen IIR filtre transfer fonksiyonlarının, yine sentetik bölme tekniğine dayanan fakat SC integral alıcı devre blokları kullanılarak gerçeklenen yapılara göre daha düşük bir duyarlık verdikleri görülmüştür. Ayrıca SC türev alıcı devre blokları kullanılarak gerçeklenen yapılara göre de duyarlık açısından üstünlük göstermektedir. önerilen yöntem ile, SC integral alıcı devreler kullanılarak doğrudan gerçekl enemeyen FIR filtre fonksiyonlarının SC türev alıcı devre blokları kullanılarak doğrudan gerçek- lenebildigi görülmektedir. Bu şekilde gerçeklenen FIR filtreler basit ve toplu elemanlı bir yapıya sahip olmakla birlikte, diğer gerçeklemelere göre daha düşük bir katsayı ve eleman duyarlığı göstermektedirler. SC türev alıcı devre ile doğrudan z domeni karakteris tiklerinden gerçeklenen IIR ve FIR filtrelerin tasarım yön temlerinin oldukça kolay olduğu görülmektedir. Ayrıca bu şekilde gerçeklenen tüm filtreler SC türev alıcı devrenin basit yapısı, parazitik kapasite etkilerine karşı duyarlıksız olması gibi özellikleri de taşımaktadırlar.
Özet (Çeviri)
SUMMARY : REALIZATIONS OF IIR / FIR FILTERS USING SC - DIFFERENTIATORS Switched - Capacitor ( SC ) circuits in MOS technology have been widely applied to analog signal processing with a good accuracy and less chip area. Most SC circuits are based on the SC integretors, - although it has certain limits in realizing analog functions. In this thesis, a new SC differentiator is introduced. The proposed SC differentiator is a simple structure and stray insensitive. In addition, it is compatable in both fabrication technology and operation with conventional SC integrators. The proposed SC differentiator can be- applied to design useful SC circuits and systems. Fig. 1 shows the structure of the proposed SC differen tiator. Where two nan _ overlapping clocks 'e' and 'o' are required to operate the differentiator. ''- Vout (a) & Yfc %.V$e T/a --t T/2. (b) Fig-1 (a) The SC differentiator circuit (b) The clock waveforms If the nodal-charge equations of the circuit i; for a clock period T ( when e is closed ), the following z - domein equation is found. writtene e -i e Cı.Vin(z)-C.Vout(z)-z.q(-Vin(z)) = 0 (D From (1), the transfer function H(z) of the SC differentiator can be written as m= Vout(z) Vintz) ü-.(r1-i) «* When sT 2 ) [7]. The second method proposed by Davis and Smith C 3 ] relies on a polinomial transformation method so called Synthetic Division Technique. It is known that a z -domain IIR transfer function can be written as m= - (5) Appliying the synthetic division technique, ( 5 ) can be transformed into -1 n 2 Mz-1) n=D m = _ (B) -1 n N 1- S an-U - 1) n=1 If nominator and denominator of the transfer function in ( 6 ) is divided by _ aN.( z~\_ 1 )**, the following form z - domain transfer function is found. N.i. -1,x-n m= N,.,,“ (?) 1- Z «”(»-!) n-1 Then, the IIR transfer function in ( 7 ) can be directly realized by using SC integrators with canonical stractures. By using this method, SC circuits can be constructed efficiently and directly from z - domain specifications. This method is a good design skill for SC circuits because the design procedure is clear and easy. However, the proposed structure has a high component sensitivity [ 3 3. In this thesis, canonical and ladder stractures are proposed for the realization of IIR transfer function of (6) by using SC differentiator with SC inverter. This method is based on synthetic division technique again. In the proposed VIIrealization method, the z _ 1 SC differentiator circuit is used instead of the z~i digital delay element. The resultant SC IIR filters have shown the superiority over the conventional structures using z“1 in component sensitivity. They can also retain the adventages of SC differentiators, such as simple structure, good noise performans at low frequency and stray insensitive. As mentioned above, in the proposed structures, z~'_ 1 is the basic element. The design procedures in conventional digital structures with z ~1 as the basic delay element can be applied without modification. Thus the network function of (6 ) can be generated with adders, multipliers and the differentiator type elements z~1_ 1. It can be shown that the realized IIR filters with SC differentiators have much lower component sensitivities than the SC integrator based IIR filters. This is because the values of z-__ 1 in SC differentiator based structures is much lower than those of 1 / z_{_ 1 in SC integretor based structures [ 1 ]. Although conventional SC integrator can be used to realize IIR filters, they can not be applied to realize FIR filters directly using the above mentioned design technique. But the proposed SC differentiator can be applied directly to realize FIR filter transfer functions. A FIR filter transfer function can be characterized by the z - domain transfer function : N HB- Zhnzn (8) n=0 To realize FIR filter using the proposed SC differentia tors, the transfer function of ( 8 ), must be transformed into the following form appliying synthetic division technique. N hKz)=Sbn.(zl 1)”(9) Then, the transfer function in ( ? ) can be realized by the block diagram shown in Fig. 3. In this block diagram, all the z~^_ 1 blocks with their coefficients can be implemented by SC differentiators whereas the constant coefficient b by a SC inverter. Where the absolute values of bn filter coefficients are implemented by capacitor ratios in SC differentiators and SC inverter. vi i rV
Benzer Tezler
- Anahtarlı-Kapasitör tekniği ile IIR/FIR ve N-yollu filtrelerin gerçeklenmesi
Realization of IIR/FIR and N-Path filters using switched-capacitor techniques
SABRİ DİZMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. FUAT ANDAY
- Investigation of a new method for direct IIR digital filter realization using flattened coefficients
Düzleştirilmiş katsayılı IIR filtrelerin doğrudan gerçekleştirilmesi için yeni bir metot incelemesi
AHMET SEÇKİN ŞEKEROĞLU
Doktora
İngilizce
2007
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARİF NACAROĞLU
- A new and efficient window function for digital FIR filter design
Sayısal FIR süzgeç tasarımı için yeni ve etkili bir pencere fonksiyonu
HAKAN KAPLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARİF NACAROĞLU
- Dengeli gerçekleme ile model indirgeme
Başlık çevirisi yok
EMİR ÖZASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiY.DOÇ.DR. ÇEVİK KÜLMİZ
- Batı Anadolu bölgesi serbest hava anomalisinin filtrelenmesi ve yerkabuğunun incelenmesi
Filtering of free air anomaly and investigation of crustal thickness of W Anatolian region
FETHİ AHMET YÜKSEL
Doktora
Türkçe
1993
Jeofizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ÖZDEMİR