HARİCİ DİRENÇ KULLANMADAN KONTROL EDİLEBİLEN AKIM TAŞIYICI İLE TÜMGEÇİREN SÜZGEÇ TASARIMI



Benzer belgeler
YENİ BİR AKTİF ELEMAN: DİFERANSİYEL GERİLİM ALAN ELEKTRONİK OLARAK AYARLANABİLİR AKIM TAŞIYICI (EDVCC)

YENİ BİR BİPOLAR DEĞİŞTiRİLMİŞ ÜÇÜNCÜ KUŞAK AKIM TAŞIYICI (MCCIII) YAPISI, KARAKTERİZASYONU VE UYGULAMALARI

Yeni Yüksek Başarımlı CMOS Üçüncü Kuşak Akım Taşıyıcı (CCIII)

Hazırlayan. Bilge AKDO AN

YÜKSEKÖĞRETİM KURULU PROFESÖR : MARMARA EĞİTİM KÖYÜ MALTEPE İSTANBUL

7. Yayınlar 7.1. Uluslararası Hakemli Dergilerde Yayınlanan Makaleler

Akım Modlu Çarpıcı/Bölücü

Voltage Mode Second Order Filters Design with Inverting Current Conveyor

İndüktans Benzetimi. 16/04/2014 ELE512 ITU İleri Analog Tümdevre Tasarımı 2014 İlkbahar Dönemi Dönem Ödevi. İndüktans Benzetimi

Fırat Kaçar 1, Hakan Kuntman 2. Mühendislik Fakültesi, İstanbul Üniversitesi, 34320, Avcılar, İstanbul

ELM 331 ELEKTRONİK II LABORATUAR DENEY FÖYÜ

YÜKSEK BAŞARIMLI İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ TASARIMI VE UYGULAMALARI

BİRİNCİ DERECEDEN ELEKTRONİK AYARLANABİLİR ALÇAK GEÇİREN SÜZGECİN LOGARİTMİK ORTAMDA TASARIMI

CMOS OTA EŞİK ALTI ÇALIŞMA GÜVENİLİRLİĞİ

BAS T VE KULLANI LI B R AKIM LEMSEL KUVVETLEND R C S TASARIMI

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

BÖLÜM X OSİLATÖRLER. e b Yükselteç. Be o Geri Besleme. Şekil 10.1 Yükselteçlerde geri besleme

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

ALÇAK FREKANS GÜÇ YÜKSELTEÇLERİ VE ÇIKIŞ KATLARI

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

Şekil 5.1 Opamp Blok Şeması ve Eşdeğer Devresi

Derece Bölüm/Program Üniversite Yıl Lisans Y. Lisans. İstanbul Teknik Universitesi 1983

5. CMOS AKIM TA IYICI. v Y

BÖLÜM 1 RF OSİLATÖRLER

PSpice Simülasyonu. Hazırlayan : Arş. Gör. Cenk DİNÇBAKIR

Bölüm 12 İşlemsel Yükselteç Uygulamaları

Anahtarlama Modlu DA-AA Evirici

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

T.C. ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK SİSTEMLER LABORATUVARI 1 OPAMP DEVRELERİ-2

Şekil 1. n kanallı bir FET in Geçiş ve Çıkış Özeğrileri

Öğrenci No Ad ve Soyad İmza DENEY 3. Tümleşik Devre Ortak Source Yükselteci

T.C. SELÇUK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

ENDÜSTRİYEL ELEKTRONİK İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİLERİN LİNEER UYGULAMALARI HAKAN KUNTMAN EĞİTİM-ÖĞRETİM YILI

T. C. PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

DENEY NO: 7 İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ VE UYGULAMALARI. Malzeme ve Cihaz Listesi:

Analog Sayısal Dönüşüm

Tek-faz Yarım Dalga Doğrultucu

DOĞRULUĞU ARTIRILMIŞ KARE-KÖK DEVRESİ İLE KURULMUŞ DÜŞÜK GERİLİME UYGUN İKİNCİ DERECEDEN ALÇAK GEÇİREN SÜZGEÇ TASARIMI

DENEY 5: İŞLEMSEL YÜKSELTEÇLER ve UYGULAMA DEVRELERİ

EEM211 ELEKTRİK DEVRELERİ-I

ELM 232 Elektronik I Deney 3 BJT Kutuplanması ve Küçük İşaret Analizi

12. DC KÖPRÜLERİ ve UYGULAMALARI

EEM220 Temel Yarıiletken Elemanlar Çözümlü Örnek Sorular

DENEY 5 TRANSİSTOR KUTUPLAMA KARARLILIK ve DC DUYARLILIk

TRANSİSTÖRLÜ YÜKSELTEÇLERDE GERİBESLEME

PAMUKKALE ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ. ELEKTRONĠK AYARLANABĠLĠR ANALOG ĠġLEM BLOK TASARIMLARI. DOKTORA TEZĠ Remzi ARSLANALP

T.C. ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK LABORATUVARI-II DENEY RAPORU AKTİF FİLTRELER

Deney 2: FARK YÜKSELTEÇ

Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektronik Laboratuvarı I İŞLEMSEL YÜKSELTECİN TEMEL ÖZELLİKLERİ VE UYGULAMALARI

Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü

DENEY 8: ORTAK EMİTERLİ YÜKSELTEÇ Deneyin Amacı

ANALOG ELEKTRONİK - II. Opampla gerçekleştirilen bir türev alıcı (differantiator) çalışmasını ve özellikleri incelenecektir.

AREL ÜNİVERSİTESİ DEVRE ANALİZİ

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ AKIM MODLU İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİ TASARIMI VE UYGULAMALARI

ELM201 ELEKTRONİK-I DERSİ LABORATUAR FÖYÜ

T.C. ONDOKUZ MAYIS ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ELEKTRONİK LABORATUVARI-II DENEY RAPORU

EEM220 Temel Yarıiletken Elemanlar Çözümlü Örnek Sorular

ALÇAK FREKANS GÜÇ YÜKSELTEÇLERİ VE ÇIKIŞ KATLARI

BC237, BC338 transistör, 220Ω, 330Ω, 4.7KΩ 10KΩ, 100KΩ dirençler ve bağlantı kabloları Multimetre, DC güç kaynağı

TRANSİSTÖRLÜ KUVVETLENDİRİCİLER. ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-II Özhan Özkan / 2010

Yarıiletken Elemanların ve Düzenlerin Modellenmesi

Ders İçerik Bilgisi. Dr. Hakan TERZİOĞLU Dr. Hakan TERZİOĞLU 1

ANALOG FİLTRELEME DENEYİ

Şekil Sönümün Tesiri

Küçük sinyal analizi transistörü AC domende temsilş etmek için kullanılan modelleri içerir.

Çukurova Üniversitesi Biyomedikal Mühendisliği

Güç elektroniği elektrik mühendisliğinde enerji ve elektronik bilim dalları arasında bir bilim dalıdır.

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Power Electronic Circuits (Güç Elektroniği Devreleri)

BİR FAZ BEŞ SEVİYELİ İNVERTER TASARIMI VE UYGULAMASI

ZENER DİYOTLAR. Hedefler

Y. Doç. Dr. Murat AKSOY

PAMUKKALE ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KAREKÖK ORTAM FİLTRELERİNİN DURUM UZAYI GENEL TASARIM YÖNTEMİ VE UYGULAMALARI

Eleco 2014 Elektrik Elektronik Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Sempozyumu, Kasım 2014, Bursa

TÜMDEVRE RADYO ALICILARINDA AKIM MODLU ALICI TEMEL BANT KATI TASARIMI

DENEY-4 İŞLEMSEL KUVVETLENDİRİCİLERİN DOĞRUSAL UYGULAMALARI

Bu deneyde lab cihazlarının kullanımı için 4 uygulama yapılacaktır.

FARKLI PANEL TİPLERİ İÇİN EŞDEĞER DEVRE MODELİNİN PARAMETRE DEĞERLERİNİN BULUNMASI

ELK273 Elektrik ve Elektronik Mühendisliğinin Temelleri Ders 8- AC Devreler. Yard.Doç.Dr. Ahmet Özkurt.

Analog Alçak Geçiren Filtre Karakteristikleri

UAE LERİN GELİŞİMİ VE BİR BGF DEVRESİNİN VOLTAJ VE AKIM MODUNDA FTFN İLE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ KAYSERİ

SADECE AKTİF ELEMAN KULLANARAK SÜZGEÇ TASARIMI VE GERÇEKLEŞTİRİLMESİ

Üç-faz Tam Dalga (Köprü) Doğrultucu

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü ELK 2008 DEVRELER II LABORATUARI

DENEY 8. OPAMP UYGULAMALARI-II: Toplayıcı, Fark Alıcı, Türev Alıcı, İntegral Alıcı Devreler

Op-Amp Uygulama Devreleri

Karadeniz Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü Elektronik Laboratuvarı 2 AKTİF SÜZGEÇLER

Şekil 5-1 Frekans modülasyonunun gösterimi

Şekil 1. Geri beslemeli yükselteçlerin genel yapısı

EEM 202 DENEY 9 Ad&Soyad: No: RC DEVRELERİ-II DEĞİŞKEN BİR FREKANSTA RC DEVRELERİ (FİLTRELER)

EET-202 DEVRE ANALİZİ-II DENEY FÖYÜ OSİLOSKOP İLE PERİYOT, FREKANS VE GERİLİM ÖLÇME

ÖZGEÇMİŞ VE ESERLER LİSTESİ

DENEY 3. Maksimum Güç Transferi

ZM-2H504 İki Faz Step. Motor Sürücüsü. Özet

ÖLÇME VE DEVRE LABORATUVARI DENEY: 9. --İşlemsel Yükselteçler

Bölüm 14 FSK Demodülatörleri

TRANSİSTÖRLERİN KUTUPLANMASI

DENEY NO : 1 DENEY ADI : RF Osilatörler ve İkinci Dereceden Filtreler

DENEY 5- TEMEL İŞLEMSEL YÜKSELTEÇ (OP-AMP) DEVRELERİ

Bölüm 10 D/A Çeviriciler

Elektrik Müh. Temelleri

Transkript:

HARİCİ DİRENÇ KULLANMADAN KONROL EDİLEBİLEN AKM AŞYC İLE ÜMGEÇİREN SÜZGEÇ ASARM Serhan YAMAÇL Sadri ÖZCAN Elektronik ve Bilgisayar Eğitimi Bölümü Mersin Üniversitesi arsus eknik Eğitim Fakültesi, arsus-mersin Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Bölümü Elektrik-Elektronik Fakültesi İstanbul eknik Üniversitesi, 866, Maslak, İstanbul e-posta: syamacli@mersin.edu.tr e-posta: sozcan@ehb.itu.edu.tr Anahtar sözcükler: kontrollü akım taşıyıcı, tümgeçiren süzgeç, gerilim-modlu ABSRAC n this paper, an electronically tunable voltage-mode allpass filter employing controlled current conveyors is proposed. he newly introduced circuit does not use resistors hence its power consumption is low. he circuit is simulated using SPCE simulation program. Simulation resulty demonstrates the versatility of the proposed circuit.. GİRİŞ Akım taşıyıcılar, yüksek doğrusallık, düşük distorsiyon ve düşük güç harcama gibi özellikleri sayesinde gerek akım modlu gerekse gerilim modlu analog devre uygulamalarının vazgeçilmez yapı taşları haline gelmişlerdir. İkinci kuşak akım taşıyıcının bir türevi olan ve elektronik olarak ayarlanabilmeyi sağlayan kontrollü akım taşıyıcı (controlled current conveyor-ccc) elemanı 995 yılında Fabre, Saaid, Wiest ve Boucheron tarafından önerilmiştir ve o günden bugüne kadar CCC kullanan birçok devre uygulaması ortaya konmuştur [-6]. Diğer taraftan tümgeçiren süzgeç tasarımlarına bakıldığında çoğunun elektronik olarak ayarlanabilirlikten yoksun olduğu görülmektedir [7-3]. Elektronik olarak ayarlanabilir tümgeçiren süzgeç devreleri de en az iki aktif eleman ve 3 direnç kullanmaktadırlar [6]. Bu çalışmada, iki adet kontrollü akım taşıyıcı ve bir kapasitör kullanan bir tümgeçiren süzgeç devresi önerilmiştir. Önerilen devrenin kutup açısal frekansı kontrollü akım taşıyıcıların kontrol akımı vasıtasıyla ayarlanabilmektedir. 4. bölümde kontrollü akım taşıyıcı elemanı tanıtılmıştır. Önerilen tümgeçiren süzgeç devresi 3. bölümde verilmiştir. 4. bölümde SPCE simülasyon sonuçları verilmiş ve bu sonuçlar değerlendirilmiştir. Sonuçlar ve gelecek çalışmalar ise 6. bölümdedir.. KONROLLÜ AKM AŞYC (CONROLLED CURREN CONEYOR-CCC) Kontrollü akım taşıyıcının devre sembolü ve tanım bağıntıları sırasıyla Şekil- ve Denklem () de verilmiştir. Şekil-: Kontrollü akım taşıyıcının devre sembolü Y X Z RX ± Y X Z () Kontrollü akım taşıyıcının X ucunun parazitik direnci kutuplama akımı olan B ile ayarlanabilmektedir ve RX ()

bağıntısıyla verilir. Denklem () de, ısıl gerilim olup oda sıcaklığında (3K) değeri 5.8m tur. Y ve X uçları arasındaki ilişki, Şekil- deki eşdeğer devreyle modellenebilir [4]. R R (3) bağıntısının bulunması yeterlidir. Bu durumda devrenin transfer fonksiyonu o () s G sc () s G + sc (4) şeklinde olur. Böylece fazın 9 derece kaydığı kutup açısal frekansı da ω (5) RC Şekil-: Y ve X uçlarının modellenmesi [4] 3. ÖNERİLEN ÜMGEÇİREN SÜZGEÇ OPOLOJİSİ 3. Genel Bir ümgeçiren Süzgeç Yapısı Negatif direnç kullanan bir tümgeçiren süzgeç topolojisi Şekil-3 de görülmektedir [6]. olarak verilebilir. 3. Önerilen ümgeçiren Süzgeç Devresi Önerilen tümgeçiren süzgeç devresi Şekil-4 de gösterilmiştir. Şekil-4 deki devrede, CCC ve CCC nin X uçlarının paarzitik dirençleri sırasıyla Şekil-3 deki R ve R nin karşılıklarıdır. Dolayısıyla CCC ve CCC nin X uçlarının paarzitik dirençleri aasında R R (6) X X eşitliğinin sağlanması gerekir. Denklem () ile Denklem (6) kullanılarak da kutuplama akımları arasında (7) b b Şekil-3: Genel bir tümgeçiren süzgeç topolojisi [6] Şekil-3 deki devrenin tümgeçiren süzgeç olarak çalışabilmesi için R ve R arasında şartıın sağlanması gerektiği ortaya konulabilir. Denklem (7) dekiş gibi bir akım ilişkisi, akım aynaları yardımıyla %99.9 gibi bir başarıyla rahatlıkla elde edilebilir. Dolayısıyla eleman değeri eşleme şartı ile karşılaştırıldığında akım eşleme şartının bulunması çok da önemli değildir. Şekil-4: Önerilen tümgeçiren süzgeç devresi

Devrenin transfer fonksiyonu ve kutup açısal frekasnı da ve o() s () s denklemleriyle verilebilir. b b b sc + sc (7) ω (8) C 4. SİMÜLASYON SONUÇLAR Simülasyonlarda Şekil-5a ve 5b de gösterilen bipolar CCC+ ve CCC- yapıları kullanılmıştır. Bu yapının girişindeki transdoğrusal çevrim gerilim izleme hatasının çok düşük bir seviyede tutulmasına olanak tanır. Yapının X ucunun akımını Z ucuna aktaran kısım ise basit akım aynalarıyla tasarlanmıştır. Bu akım aynaları da kaskod akım aynası veya iyileştirilmiş Wilson akım aynalarıyla değiştirilerek yapının performansı artırılabilir. Simülasyonlarda, NPN ve PNN tranzistorlarının parametreleri kullanılmıştır [6]. Besleme gerilimleri ±.5 olarak seçilmiştir. ümgeçiren süzgeç devresindeki kapasitör değeri de nf olarak seçilmiştir. Kutuplama akımlarının b b µa ve 5µA değerleri için simülasyonlarda elde edilen genlik ve faz cevapları sırasıyla Şekil-6a ve 6b de gösterilmiştir. Bu şekilerden, devrenin kutup frekansının kontrol akımıyla değiştirilebildiği açıkça görülmektedir. Şekil-5a: Simülasyonlarda kullanılan CCC+ yapısı Şekil-5b: Simülasyonlarda kullanılan CCC- yapısı

5. 5... Faz [derece] -5. -. -5. -. Genlik [db] Genlik Faz -5. -5. -. -. E+ E+ E+ E+3 E+4 E+5 E+6 E+7 Frekans [Hz] Şekil-6a: Kutuplama akımlarının µa değeri için önerilen devrenin faz ve genlik karakteristikleri b b 5.. Faz [derece] -5. -. Genlik [db] -5. -. E+ E+ E+ E+3 E+4 E+5 E+6 E+7 Frekans [Hz] Şekil-6b: Kutuplama akımlarının 5µA değeri için önerilen devrenin faz ve genlik karakteristikleri b b

Önerilen devrenin kutup frekansının, kutuplama akımıyla değişimi de Şekil-7 de gösterilmiştir. Bu grafiğe göre devrenin kesim frekansı, beklendiği gibi, kutuplama akımıyla doğrusal olarak kontrol edilebilmektedir. Kesim Frekansi [khz] 8 6 4 3 4 5 Kontrol Akimi [ua] Şekil-7: Süzgecin kutup frekansının kutuplama akımıyla değişimi 5. SONUÇLAR Bu çalışmada direnç elemanı kullanmadan elektronik olarak ayarlanabilir tümgeçiren süzgeç devresi tasarlanmıştır. Önerilen süzgeç devresi, iki adet kontrollü akım taşıyıcı ve bir kapasitör kullanmaktadır. Devrede eleman eşleme şartı yerine, akım eşleme şartı bulunduğundan tümdevre içerisinde üretime uygundur. Devrenin SPCE simülasyon sonuçları, düzgün çalıştığını göstermektedir. KAYNAKLAR [] Fabre, A., Saaid, O., Wiest, F., ve Boucheron, C., High Frequency Applications Based On a New Current Controlled Conveyor. EEE RANSACONS ON CRCUS AND SYSEMS -: FUNDAMENAL HEORY AND APPLCAONS, ol: 43 (), pp. 8 9, 996. [] Kiranon, W., Kerson, J. ve Wardkein, P., Current controlled oscillator based on translinear conveyors. ELECRONCS LEERS, ol: 3 (5), pp. 33-33, 996. [3] Abuelma atti, M.., ve asadduq, N.M., A novel single-input multiple-output currentmode current controlled universal filter, MCROELECRONCS JOURNAL, ol: 9 (), pp. 9-95, 998. [4] Minaei, S. ve ürköz, S., New current-mode current-controlled universal filter implemented from single-output current controlled conveyors. FREQUENZ, ol: 54 (5-6), pp. 38-4,. [5] ürköz, S. ve Minaei, S., A new currentcontrolled sinusoidal oscillator using the current controlled conveyor, FREQUENZ, ol: 54 (5-6), pp. 3-33,. [6] Minaei, S., ürköz, S., Cicekoglu, O., ve Kuntman, H., Kontrollu akım taşıyıcı ile gerçekleştirilen tüm geçiren süzgeçler, EEE SİNYAL İŞLEME UYGULAMALAR KURULAY (SİU), pp. 4-45,, KKC. [7] Pal, K., Realisation of current conveyor all-pass network. NERNAONAL JOURNAL OF ELECRONCS, ol: 5 (), pp. 65-68, 98. [8] Higashimura, M. ve Fukui, Y., Realization of all-pass networks using a current conveyor, NERNAONAL JOURNAL OF ELECRONCS, ol: 65 (), pp. 49-5, 988. [9] Khan,. ve Maheshwari, S, Simple first order all-pass section using a single CC. NERNAONAL JOURNAL OF ELECRONCS, ol: 87 (3), pp. 33-36,. [] Çiçekoðlu, O., Kuntman, H. ve Berk, S., Allpass filters using a single current conveyor, NERNAONAL JOURNAL OF ELECRONCS, ol: 86 (8), pp. 947-955, 999. [] Soliman, A.M., Generation of current conveyor based all-pass filters from op-amp based circuits, EEE RANSACONS ON CRCUS AND SYSEMS-: ANALOG AND DGAL SGNAL PROCESSNG, ol: 44 (4), pp. 34-33, 997. [] Higashimura, M. ve Fukui, Y., Realization of current mode all-pass networks using a current conveyor, EEE RANSACONS ON CRCUS AND SYSEMS, ol: 37 (5), pp. 66-66, 99. [3] oker, A., Özoðuz, S., Çiçekoðlu, O. ve Acar, C., Current-mode all-pass filters using current differencing buffered amplifier and a new high- Q bandpass filter configuration, EEE RANSACONS ON CRCUS AND SYSEMS-: ANALOG AND DGAL SGNAL PROCESSNG, ol: 47 (9), pp. 949-954,. [4] Fabre A., Barthelemy G. ve Godara B., A low power adjustable babnd-pass filter using only two controlled current conveyors, PROC. OF HE 9 th. NERNAONAL CONFERENCE OF OPMZAON OF ELECRCAL AND ELECRONC EQUPMENS, pp.3-7, Romaina, 4.