Akım taşıyıcı eleman kullanılarak SC aktif filtre tasarımı

ÖZET Bu tez çalışmasının amacı, bugüne kadar işlemsel kuvvetlendirici kullanılarak tasarlanan SC aktif filtre devrelerini, ikinci kuşak akım taşıyıcı eleman ( CCII ) ile tasarlamaktır. Genel ikinci derece z domeni transfer fonksiyonunun öncelikle işaret akış diyagramı elde edilmiştir. Akım taşıyıcı toplama devresi ve bu devrenin işaret akış diyagramı baz alınarak, elde edilen işaret akış diyagramından akım taşıyıcı içeren SC aktif filtrenin devre topolojisine geçilmiştir. Bu geçiş, işaret akış diyagramının dal kazançlarının mutlak değerleri devredeki kapasite değerlerini; işaret akış diyagramının dal kazançlarının işaretleri de akım taşıyıcıların akım kazançlarını belirleyecek şekilde yapılmıştır. Elde edilen bu devre özelleştirilerek alçak geçiren, yüksek geçiren, band geçiren ve notch tipi filtrelerin devre topolojileri çıkartılmış ve devrede yer alan elemanların değerleri, ilgili fonksiyonun katsayıları cinsinden belirlenmiştir. Ayrıca bu devrelerin kararlılık koşulları ve duyarlılık fonksiyonları incelenmiştir. Bu biçimde elde edilen CCII-SC aktif filtre tasarımını bilgisayar ortamına aktarmak için C dilinde bir bilgisayar programı hazırlanmıştır. Bu program dijital karakteristikleri girilen alçak, yüksek, band geçiren filtrelerin transfer fonksiyonunu hesaplamaktadır. Daha sonra bu fonksiyonun katsayılarına göre eleman değerlerini bulmaktadır. Bulduğu bu değerleri devrenin dinamik aralığını ve devrede yer alacak minimum kapasite değerini dikkate alarak normalize etmektedir. Ayrıca transfer fonksiyonun frekans karakteristiğini de çizmektedir. Son olarak birkaç filtre tasarımı hazırlanmış ve son bölümde örnek olarak sunulmuştur. Hazırlanan bu örnekler spice simülasyon programı yardımıyla analiz edilmişlerdir. Analiz sırasında kullanılan devreler ideal akım taşıyıcı ve ideal anahtar içerir. Analiz sonucunda tasarlanan filtrelerin istenen frekans karakteristiklerini sağladıkları görülmüştür. xı DESIGN OF SWITCHED CAPACITOR ACTIVE FILTER USING CURRENT CONVEYOR The system given in figure 1 shows the analog signal being passed through a continuous anti-aliasing filter, an input sample-and-hold circuit (S/H) which samples the band-limited analog input at intervals of l/fci » the switched capacitor filter, an output sample-and-hold circuit (S/H)0 which resamples the output of the SC filter at intervals l/fCN, and a final continuous reconstruction filter which serves to smooth the sharp transitions in the sampled-data waveform. out T2 Figure 1 Sampled-data filter system for analog input and smooth analog output The SC filter is shown to be controlled by clocks of multiple frequencies (fC2 through fcN-0- To minimize the silicon area, it is often desirable to clock the low- pass sections at a high rate in order to lesson the burden on the continuous anti aliasing filter, and to clock the high-pass sections at a lower rate, in order to reduce their total capacitance. Since the low-pass sections, sampled at fC2, precede the high- pass sections which are sampled at fC3