Geri Dön

Akım taşıyıcılı çok fonksiyonlu ikinci derece aktif filtre yapıları

Başlık çevirisi mevcut değil.

  1. Tez No: 75115
  2. Yazar: AHMET İHSAN YÜCE
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALİ TOKER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 1998
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 104

Özet

ikinci nesil akım taşıyıcı CCII son yılların ilgi çeken elemanlarından biridir. Akım taşıyıcılar üzerine yapılan çalışmaların önemli bir kısmı CCII lı aktif filtreleri incelemektedir. Çok fonksiyonlu filtreler de CCII kullanılarak yapılan filtre bloklarından biridir. Çok fonksiyonlu filtreler iki temel gruba ayrılabilir. Çok çıkışlı filtrelerde bir giriş genelde iki ya da üç çıkış bulunmaktadır. Çıkışların her biri ayrı bir fonksiyonu gerçeklemektedir. Çok girişli filtrelerde ise genellikle üç giriş ve bir çıkış vardır. Çıkış bu üç girişin birden fonksiyonudur. Bu tip filtrelerde girişlerin bir kısmına giriş işareti uygulanarak bir kısmı da toprağa bağlanarak çeşitli fonksiyonlar elde etmek mümkündür. Literatürde her iki tip filtreye ilişkin pek çok örnek bulunsa da bu filtrelerin sistematik olarak nasıl sentezlene_ bileceği üzerine bir çalışma henüz yapılmamıştır. Bir filtrenin transfer fonksiyonu P(s)/D(s) şeklinde gösterilirse bu filtreye ilişkin grafın determinantı D(s)'e eşit olmaktadır. Tüm ikinci derece filtrelerde D(s) aynı olacak filtrenin tipine göre P(s) polinomu değişecektir, ikinci derece bir fonksiyonu gerçekleyen bir graf isteniyorsa işe determinantı D(s)'e eşit bir alt graf bulunarak başlanır. Daha sonra istenen fonksiyon tipine göre grafa ileri yollara eklenerek P(s) fonksiyonu gerçeklenir. Elde edilen graf yardımıyla da bir CCII-R-C devresi sentezlenir. işte bu yöntemle çok giriş ve çok çıkışlı filtre sentezi mümkündür. Filtre tiplerine göre P(s) fonksiyonu değişecektir. Dolayısıyla çok fonksiyonlu filtre tasarımı P(s) fonksiyonunun öncelikle saptanmasına sonra da gerçeklenmesine indirgenmektedir. P(s) fonksiyonunun nasıl gerçekleneceği sabit tek bir fonksiyonu gecekleyen filtreler için oldukça kolay olmasına rağmen çok fonksiyonlu filtreler için iş karmaşıklaşmaktadır. Çok fonksiyonlu filtrenin çok girişli ya da çok çıkışlı olmasına göre izlenecek yol değişmektedir. Çok çıkışlı filtreler temel bir filtrenin ara düğümlerinden çıkış alınabilecek şekilde gerçeklenmesiyle elde edilmektedir. Çok çıkışlı filtreler yüksek geçiren bir çıkış ın l/s ile çarpılarak band geçiren, band geçiren çıkışın da l/s ile çarpılarak alçak geçiren çıkış elde edilebileceği fikrine dayanmaktadır. Temelde bu özellikten yararlanarak çeşitli çok çıkışlı filtreler elde etmek mümkündür. Çok girişlilerde ise işlem biraz daha basittir. İstenen ikinci derece denklem belirlenir. Bu denklemi gerçekleyen graf çizilir ve doğrudan devreye geçirlir. ister çok giriş ister çok çıkışlı olsun, sentezin belki de en önemli adımı eldeki graftan devreye geçiş olmaktadır. Grafi gerçeklediği fonksiyon değişmeden dal kazançlarıyla oynayarak değiştirmek ve daha iyi bir devre elde etmek mümkündür. Devre - graf arasındaki bu sıkı ilişkiden dolayı P(s) fonksiyonunu gerçekleme amacıyla altgrafa ileri yollar sokulurken elde edilecek devreyi de göz önüne almak gerekmektedir.

Özet (Çeviri)

Since the introduction in 1970 by Sedra and Smith [1] second generation current conveyor, CCII, has become one of the most popular current mode devices. Studies on CCII almost focused on only two subject : Oscillators and active filters. Multi function filters can be considered as a special subset of active filters. Multi function filters can be divided into two groups : Multi output and multi input filters. Multi output filters usually have two or three outputs and they can implement two or more different filter function simutaneously. General form of their input output functions can be given as Voı=fı(Vj), Vcc^CVi), Vo3=f3(Vj). Multi input filters are slight}' different. This type of multi function filters have only one output but more than one inputs, usually three. General form of output function can be given as Vo=f(Vu, Vj2, Vj3 ). Different type of filter functions can be obtained by applying the signal to some inputs and by grounding the rest. Numerous filter topologies are given for both voltage-mode and current-mode multifunciton filters without stating how they have been obtained (with a few exception) [2-22]. However, a method for synthesis öf such type filters has not been proposed yet. In this thesis a methot for synthesis of multifunction filters is introduced. The usuage of signal flow graphs in synthesis of general active networks is well known [23]. Mason formula gives the function implemented by a graph as vr x, A Let voltage transfer function A = 1-Z^+I^-ZV (D T-'f% (2) From the equations (1) and (2) we can conclude that determinant of a graph is equal to the denominator polinom of the transfer function. General active network synthesis using graph is can be summarized as first finding a subgraph whose determinant is equal to the denominator polinom, then adding input signal to subgraph to implement nominator polinom.Since only second order filters will be examined, regardless the type multifunction or not, denomitator will be the same for all. Hence the first step is also the same for multifunction filter synthesis. The general second order biquadratic function can be given in two different form : G(s) = s + 6,5 + b0 (s + bi) (s + bx) sjs + b^ s(s + &,) ct2 + - + - 2 s s s s (3) From the equation 3 two different expression of D(s) can be given as D(s) = \ + bn s(s + bx) s s2 (4) Subgraphs given in fig 1 implements these two different expression of denominator polinom. Fig. 1 Subgraphs implementing denominator of two different expression Any graph implementing any second order filter function can be obtained by adding input signals to these two subgraph over some graphes having appropriate transmittances. The method for synthesis of multi output filters is based on design of a filter having some internal nodes which implements some different filter function. To do this, let's first examine the relations between filter functions.Assuming that pass band gain of each function is 1, high pass, band pass and low pass functions can be given as From the equations above, relation between these type function is Hu, (s) = - HHP (s) = 4“ HHI, (5) (6) s s 1 1 band pass function is equal to s~ +bfs + b0 relation between band pass and notch function can be expressed as #«¦(')=.».!'!., (?) b,x b.s s2 +bn f/^r/-Fw,^F,(1-,,',”)=,,. °.vt=vN (8).v“ +bls + b0 ' ' ' s'+b^s + bg s~ +b}s + b0 From the equations (5-8) methods for conversation between different filter type are 1. By multiplying 1/s, band pass output can be obtained from high pass and low pass output can be obtained from band pass. 2. By subtracting a band pass output from input signal, a notch output can be produced Multi output filter synthesis, using signal flow graphs, is based on these two simple conversation methods. The only needed is graphs between output node and some other internal nodes with the gain of 1/s and 1/s2. Both given subgraphs have such nodes. Steps for multi output filter synthesis are 1. Determining the functions to be implemented 2. Choosing a subgraph 3. I f neccessary,modifiying subgraph 4. Adding input signal to subgraph 5. Synthesis of circuit from resulting graph using CCII, R and C's xmT.ıble 1. 1 shows how to obtain circuits from graphs. As an example let's synthesis ;ı i wo output filter. For two output, a node with the gain of 1/s between output node is needed. Graph 1 have such a node. Figure 2 Subgraph for two output filter Primary output is the node Vo. The gain between Vo and Vo' is bo/s, so if Vo is a high pass output, Vo' would be band pass output, if Vo is a band pass output, V, >”would be low pass output. If a filter with band pass and low pass output is needed band pass function will be the main filter function. To obtain a band pass at V0 from the equation (3) the gain between input and output node should be ;ii/s+bi. The resulting graph is given in Figure 3 and the circuit obtained from this graph is given in Figure 4. As seen aj is choosen as 1. This results in using one CCII less. Table 1.1c circuit 6 explains the reason. Vi l/S+bi>, Ü02 -1/S+bi Figure 3 Complete graph for band pass - low pass filterFigure 4 Band pass - low pass filter First CCII, Gi and C| implements the branch having gain of bo/s. Second CCII G3. v h and C2 implements the branches having gain of + - 1/s+bi Routine analysis gives the functions as K, = __ L_i y s~ C, C2 + sC\ G2 + G, G3 K,2=- G,C?3 s“C}C2 + sCxG2 +G,G3 -V, (9) 1 °>p=- C,C2i?,i?3 a=^21 c, C,^,^ (10) Synthesis of multi input filters are much mode easier then the synthesis of multi output ones. In ideal case, a multi input filter should implement the function given in (11) using minumum components and without needing maching conditions. Vo = s2V3 -btsV2 +b0V, s2 + bjS + b0 (11) For multi input filters, once the function is determined then a sub graph is choosen, and input signals is added to sub graph to implement the nominator polinom.As an example let's design a filter implementing Vo = s2V, -b,sV2 +b0V3 s2 + bts + b0 (12) using subgraph 2. Using equation 3 graph should implement the function given in (13). Vo = 1 s 2 s2 3 S 5”(13) The graph implementing equation 13 is given in Figure 5 Figure 5 Graph for multi input filter In figure 6 the circuit obtained using the graph above is given. Uİ3 Uil ^ Figure 6 Sample multi input filter xviRoutine analysis gives the transfer functions as V.. = s2CxC2V, -sC,G2V2 + G,G2V^ s"C,C^ + sCiG-i +G,G-, (14) °>n \C,C2R,R2 q» = Ncar2 (15) From the equation 14, configuration to obtain different filter functions can be listed as below As seen, just for all pass a matcing condition occurs. In general, multi input filters can implement more functions than multi output filters using lesser components. But a common problem with multi input filters is matching conditions. The circuits given above are just two samples which can be designed using this method. Numerous filters given in literature can also be obtained by this graph method.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    142740

    Akım modlu ve karışık modlu akım taşıyıcılı çok fonksiyonlu ikinci derece aktif filtre yapıları

    Current mode and mixed mode second order multi function active filters using CCII

    MUSA DEMİRBAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ TOKER

  2. Tez No

    100816

    Akım taşıyıcı kullanan devrelerin gerçekleştirilmesinde yeni yöntemler ve sonuçlar

    New procedures for the realisations of current conveyor-based networks and some related results

    SERDAR ÖZOĞUZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2000

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. CEVDET ACAR

  3. Tez No

    216495

    Voltage and current mode multifunction filter design with current conveyors

    Akım taşıyıcılar kullanarak gerilim ve akım-modlu çok işlevli filtre tasarımı

    MEHMET CAN BAYRAM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiFatih Üniversitesi

    Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KEMAL FİDANBOYLU

  4. Tez No

    363827

    Dirac systems in terms of the berry gauge fields and effective field theory of a topological insulator

    Berry ayar alanları cinsinden dirac sistemleri ve bir topolojik yalıtkanın etkin alan kuramı

    ELİF YUNT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖMER FARUK DAYI

  5. Tez No

    856285

    Effect of galvanic coupling with TiN, TiAlN, and CrN coatings, and titanium to the corrosion of steels

    TiN, TiAlN, ve CrN kaplamalar ve titanyum ile galvanik çift oluşumunun çeliklerin korozyonu üzerine etkisi

    BURÇAK AVCI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN

Geri Dön