VDTA ve vdgA tabanlı gerilim modlu süzgeç tasarımlarının gerçekleştirilmesi
Implementation of voltage-mode filter designs based on VDTA and VDGA
- Tez No: 998227
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ KIRÇAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Harran Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, Voltage Differencing Gain Amplifier (VDGA) ve Voltage Differencing Transconductance Amplifier (VDTA) aktif yapı blokları kullanılarak, gerilim modlu ikinci dereceden Kerwin Huelsman–Newcomb (KHN) tipi analog filtre tasarımlarının gerçekleştirilmesi ve karşılaştırmalı olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Her iki aktif eleman için de aynı KHN çekirdek topolojisi temel alınarak; alçak geçiren (LP), bant geçiren (BP), yüksek geçiren (HP), bant durduran (BS) ve tüm geçiren (AP) filtre fonksiyonları eş zamanlı olarak elde edilmiştir. Önerilen filtre yapılarının teorik analizleri ideal aktif eleman varsayımları altında gerçekleştirilmiş, doğal frekans ve kalite faktörü gibi temel filtre parametrelerinin elektronik olarak ayarlanabilirliği analitik ifadelerle ortaya konulmuştur. Tasarlanan devreler, 0.18 µm CMOS teknolojisi kullanılarak PSpice ortamında transistor seviyesinde benzetilmiş ve teorik sonuçlar doğrulanmıştır. Elde edilen benzetim sonuçları, VDTA tabanlı yapının özellikle doğrusal performans ve üretim toleranslarına karşı dayanıklılık açısından daha üstün olduğunu göstermiştir. VDTA tabanlı filtrede, giriş gerilimi 100 mV seviyesine kadar artırıldığında dahi toplam harmonik bozulma (THD) değerinin %0,1'in altında kaldığı gözlemlenmiştir. Ayrıca Monte Carlo analizleri, VDTA yapısında merkez frekans sapmasının daha düşük olduğunu ortaya koymuştur. Buna karşılık, VDGA tabanlı yapı, ilave bir gerilim kazanç parametresi (β) sayesinde kalite faktörü (Q) ve doğal frekansın (ω₀) birbirinden bağımsız olarak elektronik kontrolüne olanak tanıyarak daha yüksek tasarım esnekliği sunmaktadır. Ancak bu yapıda THD değerlerinin VDTA tabanlı yapıya kıyasla daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Bu çalışma, VDGA ve VDTA tabanlı KHN filtre yapılarının avantaj ve sınırlamalarını sistematik bir biçimde ortaya koyarak, düşük bozulma gerektiren uygulamalar için VDTA'nın; yüksek ayarlanabilirlik ve tasarım esnekliği gerektiren uygulamalar için ise VDGA'nın daha uygun bir seçenek olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents the implementation and comparative analysis of voltage-mode second-order Kerwin–Huelsman–Newcomb (KHN) analog filter designs using Voltage Differencing Gain Amplifier (VDGA) and Voltage Differencing Transconductance Amplifier (VDTA) active building blocks. For both active elements, the same KHN core topology is employed, enabling the simultaneous realization of low-pass (LP), band-pass (BP), high-pass (HP), band-stop (BS), and all pass (AP) filter responses. The theoretical analysis of the proposed filter structures is carried out under ideal active element assumptions, and the electronic tunability of key filter parameters such as the natural frequency and quality factor is derived analytically. The designed circuits are verified through transistor-level PSpice simulations using 0.18 µm CMOS technology. Simulation results demonstrate that the VDTA-based structure exhibits superior linearity and improved robustness against process variations. For the VDTA-based filter, the total harmonic distortion (THD) remains below 0,1% even when the input signal amplitude is increased up to 100 mV. Moreover, Monte Carlo analyses reveal smaller deviations in the center frequency compared to the VDGA-based design. On the other hand, the VDGA-based structure provides greater design flexibility by allowing independent electronic control of the quality factor (Q) and natural frequency (ω₀) through an additional voltage gain parameter (β). However, this flexibility is achieved at the expense of higher THD levels. Overall, this study systematically highlights the advantages and limitations of VDGA- and VDTA-based KHN filter architectures, indicating that VDTA is more suitable for low-distortion applications, whereas VDGA is preferable in applications requiring enhanced tunability and design flexibility.
Benzer Tezler
- Berberin ve geçiş metalleriyle bazı renkli kompleksler eldesi ve bunların yün boyacılığında kullanılabilirliği
Başlık çevirisi yok
AHMET AKBAŞ
- Preparation and structural investigation of alkaline-earth metal borophosphates
Toprak alkali metal borofosfatların hazırlanması ve yapılarının incelenmesi
GÜLLER GÖZEL
- Fosfojips içeren portland çimentosunun hidrasyonu üzerine bazı piriz hızlandırıcı kimyasal katkıların etkileri
Effects of some set accelerating chemical admixtures on hydration of portland cement containing phosphogypsum
ÖMER IŞILDAK
- Bizmut trioksit-antimon trioksit ikili sisteminin gaz diyagramının çıkarılması
Başlık çevirisi yok
ORHAN TÜRKOĞLU
- Kılıçlı (Şile-İstanbul) killerinin jeokimyasal mineralojik ve fiziksel özelliklerinin incelenmesi
The investigation of the chemical, mineralogical and physical properties of Kılıçlı clay deposits
SERPİL GÜL YILMAZ
